“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具應(yīng)用研究

譚維

摘 要 “互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，電影廣告、手游網(wǎng)游、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用三維動(dòng)畫(huà)模型，在提高人們工作效率的同時(shí)也豐富了社會(huì)文娛生活。動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)采用的工具非常多，常見(jiàn)的主力工具包括Autodesk Maya、3ds MaX和Sketchup等，不僅適合于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，同時(shí)也適用于當(dāng)前的PC操作系統(tǒng)，提高了動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)的便捷性、高效性、可視化、交互性，未來(lái)動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具將會(huì)與虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、自然語(yǔ)言識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別等技術(shù)相結(jié)合，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能、模式識(shí)別提高動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)成效。

關(guān)鍵詞 “互聯(lián)網(wǎng)+”；動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)；Autodesk Maya；3ds MaX；Sketchup

中圖分類(lèi)號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）14-0091-02

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、多媒體等技術(shù)的快速發(fā)展和改進(jìn)，三維、立體動(dòng)畫(huà)已經(jīng)在電影廣告、建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、游戲設(shè)計(jì)、在線(xiàn)教學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛普及和使用，取得了顯著的應(yīng)用成效。三維動(dòng)畫(huà)模型可以全方位、立體化展示目標(biāo)對(duì)象，豐富了人們視野，因此自三維模型誕生以來(lái)，便受到了市場(chǎng)歡迎。目前，常見(jiàn)的三維模型設(shè)計(jì)工具包括Autodesk Maya[1]、3ds MaX[2-3]和Sketchup[4]等，3DS Max主要設(shè)計(jì)一些效果圖和物體模型圖，這些模型主要是靜態(tài)的，比如建筑模型平面圖、機(jī)械模型三視圖等；Autodesk Maya可以設(shè)計(jì)一些動(dòng)態(tài)的三維動(dòng)畫(huà)模型，比如可以構(gòu)建一個(gè)帶有蒙皮的人體骨骼模型，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)關(guān)鍵動(dòng)作的聯(lián)動(dòng)，輸入用戶(hù)信息的同時(shí)還可以生成沉浸信息，具有重要的作用和意義。SKETCH UP建模多是線(xiàn)條性的，這些曲線(xiàn)線(xiàn)條多而不亂，可以滿(mǎn)足多材質(zhì)附著模型設(shè)計(jì)，因此建模不會(huì)發(fā)生破面現(xiàn)象。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具及應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，三維動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具很多，主流工具包括Autodesk Maya、3ds MaX和Sketchup。

Autodesk Maya是美國(guó)Autodesk公司研發(fā)的一款三維動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具，該工具集成了Alias、Wavefront等最先進(jìn)的數(shù)字制圖技術(shù)，不僅可以渲染三維視覺(jué)效果，同時(shí)還引入了最前沿的動(dòng)畫(huà)建模、模型毛發(fā)渲染、數(shù)字化布料模擬、運(yùn)動(dòng)匹配等技術(shù)，因此可以大幅度提高動(dòng)畫(huà)模型制作效率和模型品質(zhì)，調(diào)節(jié)出更加仿真的角色動(dòng)畫(huà)模型，渲染出電影一樣的真實(shí)效果。Autodesk Maya可以運(yùn)行于Windows NT與SGI IRIX操作系統(tǒng)，功能非常完善，并且工作流程非常靈活，易學(xué)易用，渲染真實(shí)感極強(qiáng)，一經(jīng)推出就在市場(chǎng)上得到了廣泛的普及，目前已經(jīng)成為頂級(jí)的三維動(dòng)畫(huà)軟件，也是三維動(dòng)畫(huà)模型最為高端的制作軟件，在電影、游戲、廣告等領(lǐng)域得到廣泛普及和使用。

3ds MaX是一款基于PC操作系統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)模型、渲染、制作軟件，其是Autodesk為適應(yīng)當(dāng)前主流的一個(gè)PC操作系統(tǒng)研制的應(yīng)用軟件。3ds MaX進(jìn)行三維模型制圖時(shí)，可以利用軌跡視圖根據(jù)制作人員需求改進(jìn)，構(gòu)架一個(gè)全新布局，幫助動(dòng)畫(huà)師開(kāi)展三維建模任務(wù)和管理動(dòng)畫(huà)活動(dòng)，另外，3ds MaX可以利用關(guān)鍵點(diǎn)值和時(shí)間等新工具，改進(jìn)運(yùn)動(dòng)面板中的復(fù)制、粘貼、重置功能，并且可以利用列表控制器快速選擇軌跡。3ds MaX可以利用高DPI技術(shù)顯示、支持HDPI顯示器和筆記本電腦，準(zhǔn)確?窗口的縮放、顯示功能，引入了基于Qt的蒙皮，多尺寸顯示現(xiàn)代化的應(yīng)用模型。3ds MaX已經(jīng)在廣告影視、建筑設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、多媒體游戲設(shè)計(jì)、工程可視化等領(lǐng)域取得了顯著的應(yīng)用成效。

Sketchup是一套直接面向設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作的動(dòng)畫(huà)模型工具，創(chuàng)作過(guò)程不僅可以充分的、全面的表達(dá)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)師的思想，同時(shí)可以實(shí)時(shí)與客戶(hù)進(jìn)行交流，滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，直接將設(shè)計(jì)師的需求展現(xiàn)給客戶(hù)。Sketchup是一個(gè)非常受歡迎的3D模型設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)被動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)師比喻為電子設(shè)計(jì)的鉛筆，人人都可以快速的學(xué)習(xí)和使用。Sketchup還可以將3D動(dòng)畫(huà)模型直接輸出到谷歌地圖里。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用Sketchup已經(jīng)開(kāi)發(fā)了數(shù)億個(gè)動(dòng)畫(huà)模型，并且得到了快速的改進(jìn)、更新。Sketchup動(dòng)畫(huà)控制器采用了新一代的模型設(shè)計(jì)工具，提供一個(gè)創(chuàng)建、修改、打包、共享動(dòng)畫(huà)，新增3個(gè)動(dòng)畫(huà)控制器，分別是旋轉(zhuǎn)彈簧控制器、光線(xiàn)至曲面變換約束控制器和注視約束控制器，目前經(jīng)過(guò)多年的研究，SketchUp已經(jīng)成為最受歡迎的三維動(dòng)畫(huà)模型，在游戲開(kāi)發(fā)、電影制作、建筑工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中得到廣泛普及和使用。

2 動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

隨著動(dòng)畫(huà)在各個(gè)領(lǐng)域的普及和發(fā)展，動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具也需要持續(xù)改進(jìn)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的誕生，未來(lái)動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)需要與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，為用戶(hù)提供一個(gè)強(qiáng)大的圖像處理、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、人機(jī)傳感交互等功能，幫助人們實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的信息感知、模擬仿真、場(chǎng)景渲染、自然交互功能，利用傳感設(shè)備為用戶(hù)提供信息數(shù)據(jù)渲染功能。虛擬現(xiàn)實(shí)利用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)地渲染三維動(dòng)畫(huà)模型，可以通過(guò)人眼直觀瀏覽，同時(shí)通過(guò)強(qiáng)大的信息交互技能接收人的手勢(shì)、聲音、眼睛等多肢體發(fā)出的動(dòng)作信號(hào)，激發(fā)關(guān)聯(lián)的動(dòng)作事件，響應(yīng)用戶(hù)的需求。因此，三維動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)需要與ARToolKit、Studierstube相結(jié)合，利用一個(gè)帶有標(biāo)記的坐標(biāo)注冊(cè)功能，識(shí)別輸入的信號(hào)，并且針對(duì)這個(gè)工具進(jìn)行改進(jìn)，能夠采取C/C++編程工具連接基本的圖形處理庫(kù)，增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)的交互處理能力。三維模型設(shè)計(jì)工具可以為用戶(hù)提供了基本的虛擬程序開(kāi)發(fā)庫(kù)，能夠增強(qiáng)功能，支持虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)框架，實(shí)現(xiàn)標(biāo)記跟蹤注冊(cè)功能、場(chǎng)景渲染操作、網(wǎng)絡(luò)通信、內(nèi)容加載初始化功能。動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)工具可以利用快速開(kāi)發(fā)、可重復(fù)利用的虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)框架，將這些應(yīng)用程序進(jìn)行重疊開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)專(zhuān)業(yè)化的可定制虛擬功能。目前，三維模型設(shè)計(jì)工具已經(jīng)與Unity 3D、Director、Virtools、Torque Game Builder和Blender game engine等多種交互式引擎設(shè)計(jì)連接，能夠安裝和運(yùn)行于Windows或Unix操作系統(tǒng)，同時(shí)利用web player插件發(fā)布網(wǎng)頁(yè)場(chǎng)景，可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的網(wǎng)頁(yè)化運(yùn)行，提高了動(dòng)畫(huà)模型設(shè)計(jì)的強(qiáng)大性能。

3 結(jié)論

隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的快速發(fā)展和改進(jìn)，其可以與三維模型設(shè)計(jì)工具結(jié)合在一起，開(kāi)發(fā)一個(gè)直觀性、沉浸感較好的工具，提高了三維模型研發(fā)的便捷性，為電影廣告、工業(yè)建筑等提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]汪崇文，袁帥.淺談3D技術(shù)在動(dòng)漫建筑模型中的應(yīng)用——以Maya軟件為例[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào)，2016，11（4）：211-212.

[2]陳晨.基于3DMAX的虛擬現(xiàn)實(shí)三維建筑模型建模技術(shù)初探[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016，4（2）：94.

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[4]馮美萍，索俊鋒，楊蘭，等.GoogleSketchUp在構(gòu)建三維圓弧形建筑模型中的應(yīng)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015，4（3）：96-99.