三維角色動畫制作關鍵技術分析

龔杞林

摘 要 當前的動畫應用的領域很廣，大到大型的商業(yè)動畫電影，小到廣告短片和宣傳片，動畫都以其不必尋找真人演員、能夠進行更多的發(fā)揮等等特點迅速占領著市場的一部分。人們的動畫情結也是自幼產(chǎn)生，很多成年人也喜歡看動畫片。當前人們對于動畫片的喜愛絲毫沒有減少，對其畫面要求卻在不斷提升，三維角色動畫成為了當前動畫的重要組成部分，也成為了被人們廣泛喜愛的動畫類型。三維角色動畫比起傳統(tǒng)的平面動畫制作要復雜得多，程序上也需要解決很多得難題。本文就從三維角色動畫相關概念切入話題，分析其制作的步驟和制作過程中的關鍵技術。

關鍵詞 三維角色 動畫制作 關鍵技術

其實人們雖然對動畫十分喜愛，但是人們內(nèi)心中仍然希望更多擬人化的動畫，也就是追求與真實世界盡可能地接軌，這樣人們就可以將心目中的動畫世界與真實世界相結合，完成每個人心中的動畫夢。三維角色動畫就是動畫逼真化、擬人化的好的嘗試。之前限于技術的原因，三維角色動畫的技術太復雜，成本也太高，動畫在呈現(xiàn)方式上很難做到真正的三維角色。而隨著科學技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)能夠完成高度擬人化的三維角色動畫，并且該技術已經(jīng)較為成熟。盡管如此，我們還是要意識到，三維角色動畫制作是較為繁瑣和復雜的，要對其中的步驟和關鍵性技術進行研究，以達到最優(yōu)的效果。

一、三維角色動畫概述

三維角色動畫顧名思義，就是指在動畫的設計和制作過程中，角色主要以三維的形式展現(xiàn)。用更為專業(yè)的語言來說就是指在虛擬的計算機環(huán)境中，構建起三維的虛擬影像或者說是模型，賦予其各種動態(tài)的呈現(xiàn)，再運用常規(guī)的動畫制作手法組成完整的有人物又有情節(jié)的動畫。三維角色動畫的特點就是人物是三維的，不再是平面的，這在視覺上給人的感覺就是更加真實；另外在動畫影像的展示和游戲的展示方面，增加了更多的樂趣。

三維角色動畫一般來說分為兩種方式來呈現(xiàn)的，一種是設定物理模型，根據(jù)各種外部的力量加成從而形成合理的運動，完成建模的角色動畫，另一種則是在人體上裝載運動捕獲的儀器，觀察人的真實運動，記錄各種數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)加載至角色模型上，實現(xiàn)三維的呈現(xiàn)。

二、三維角色動畫制作的步驟

一般來說，三維角色動畫應當有下面的一些步驟。角色建模——創(chuàng)建骨架——骨架和模型的結合——運動的控制。

角色建模過程是三維角色動畫制作的基礎，它指的是運用各種技術，先將角色的模型構建出來。這個模型嚴格意義上來說是靜態(tài)的模型。它主要運用的是各種軟件進行模型構建或者是通過掃描來進行。

創(chuàng)建骨架是角色模型構建完成后的重要工作。之所以說它非常重要是因為它構建的是角色動態(tài)的基礎，只有模型沒有骨架，角色的運動就會十分僵硬。而創(chuàng)建好骨架，則構成了角色運動的基本支撐。

接下來要進行模型和骨架的結合，將靜態(tài)的模型和動態(tài)的骨架結合在一起，理論上是簡單的，但是事實上十分繁瑣，因為模型的動作要跟骨架的動作相一致，相協(xié)調。

運動控制是最后的步驟也是最為重要的步驟，這是決定三維角色動畫創(chuàng)建是否成功的最重要的一部分。它是指將骨架和模型完美結合起來的角色賦予運動的能力，能夠依據(jù)一定的操作讓角色呈現(xiàn)出動態(tài)化的姿態(tài)。

三、三維角色動畫制作中的關鍵技術

三維角色動畫制作中涉及到很多技術，拘于文章篇幅原因我們僅選擇其中重要的幾項進行展示。

第一，建模技術。脫離了完美的模型，三維角色根本無從談起。但是這種建模其實需要的時間成本太大，程序上也較為復雜。它需要對建立起的模型進行細節(jié)上的不斷修改，以達到模型與腦海中的設計相統(tǒng)一的目的。

第二，掃描技術。這種技術的原理是在人體或者其他的動物身上穿戴上帶有感應點的裝備，用相關的掃描儀器對人體或者動物身上的相關點進行捕獲，構建出完整的角色模型。這種技術的有點就是能夠真實還原人或者動物本身的靜態(tài)特征，在構建模型時能夠節(jié)省大量的時間。

第三，三維角色動畫制作技術。這種技術指的是不依賴于外部的數(shù)據(jù)，僅憑軟件本身就能夠做出三維角色運動的場景。但是這種技術本身依據(jù)的是技術而不是真實的動物，那么在運動的設計上自然會顯得僵硬，不自然。

第四，運動捕捉。這種技術指的是在人體或者動物身上裝載運動捕捉儀器，通過人體或者動物的真實運動狀況，獲取數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)賦予到角色模型上，進行真實的運動還原。盡管這種技術優(yōu)點更多，但是一是成本太高，二是某些特技鏡頭無法由人體真正地完成。

四、結語

從上文中我們可以看出，三維角色動畫的制作不是簡單的工作，它涉及的步驟和關鍵性技術都十分重要，特別是在角色的建模和運動的控制方面，很容易影響到最終角色的最終效果。角色的建模工作如果沒有做好，角色本身就會給人一種扭曲感，失去了其與人類似的特點；而運動控制工作沒有做好的話，很容易讓角色的運動僵硬，整個動畫就會不自然。在未來，隨著計算機技術的進一步發(fā)展，三維角色制作步驟可能會簡化，關鍵技術也可能改變，但是至少在現(xiàn)階段，設計者應當牢牢把握住文中的要點，做出更多更好的三維角色動畫。

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（作者單位：武昌理工學院藝術設計學院）