游戲人物模型設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的應(yīng)用研究

◎蔣秋妍

VR技術(shù)（Virtual Reality），即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，也可稱其為“靈境技術(shù)”。顧名思義，即將虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合應(yīng)用實(shí)踐的一項(xiàng)數(shù)字科學(xué)技術(shù)。從實(shí)際科學(xué)技術(shù)應(yīng)用角度分析，VR技術(shù)以綜合計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)為核心，運(yùn)用計(jì)算機(jī)人機(jī)交互等手段，結(jié)合相關(guān)數(shù)字科學(xué)技術(shù)，生成在一定范圍內(nèi)與真實(shí)環(huán)境在感知等方面高度相似的數(shù)字化環(huán)境。

一、VR技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及未來發(fā)展

現(xiàn)在，VR技術(shù)正處于飛速發(fā)展階段。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用實(shí)踐于諸多領(lǐng)域，譬如文化娛樂、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。VR技術(shù)最早起源于美國(guó)，早些年在技術(shù)的應(yīng)用研究方面我國(guó)相較美國(guó)而言，還存在著較大差距。如今，隨著我國(guó)數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的顯著提升，VR技術(shù)得到重視并在我國(guó)諸多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，我國(guó)VR技術(shù)的應(yīng)用研究工作進(jìn)展相當(dāng)順利、迅速。我國(guó)科委國(guó)防科工委部已將VR技術(shù)作為國(guó)家科研工程中的核心工程。近幾年各行各業(yè)的優(yōu)秀科研人員也逐漸加入到VR技術(shù)的應(yīng)用研究的隊(duì)伍，我國(guó)VR技術(shù)的應(yīng)用研究隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步取得了長(zhǎng)足發(fā)展。

二、游戲人物模型設(shè)計(jì)

（一）游戲人物模型設(shè)計(jì)的基本過程

一個(gè)出色的游戲人物模型設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮的是游戲人物的形象及個(gè)性特征，因此作為設(shè)計(jì)者，要通過游戲人物的五官、臉形、發(fā)型、著裝及肢體語(yǔ)言等方面來表現(xiàn)游戲人物的形象及個(gè)性特征。都說“眼睛是心靈的窗戶”，在一個(gè)游戲人物模型的形象設(shè)計(jì)中，眼睛顯得極為重要。而透過游戲人物的眼睛，使用者便可以猜測(cè)到這個(gè)游戲人物的心理及個(gè)性特征。通過這些特征的設(shè)定，游戲開發(fā)者就可以賦予這些游戲人物模型相應(yīng)的出場(chǎng)方式及獨(dú)特的人物背景和技能設(shè)定。

現(xiàn)在市面上最常見的建模軟件有MAYA、3D MAX等，設(shè)計(jì)師和開發(fā)者通常會(huì)運(yùn)用這些建模軟件構(gòu)建出一個(gè)游戲人物模型。在游戲人物模型制作的第一步，設(shè)計(jì)師會(huì)盡早設(shè)計(jì)出原創(chuàng)的人物角色畫，并對(duì)人物角色設(shè)置、特征等有一定的框架。設(shè)計(jì)師通常先會(huì)通過紙和筆或是數(shù)位板，在紙上或電腦上手工繪制出一個(gè)游戲人物的三視圖，然后設(shè)計(jì)師和開發(fā)者會(huì)通過相關(guān)建模軟件，經(jīng)過不斷的優(yōu)化調(diào)整，構(gòu)建出一個(gè)完整的游戲人物模型。

（二）游戲人物模型實(shí)踐應(yīng)用中的不足

普通的游戲人物模型設(shè)計(jì)大多都采用MAYA、3D MAX等建模軟件，再通過相關(guān)軟件應(yīng)用于游戲中。市面上最常見的游戲大多是三維游戲，譬如王者榮耀、和平精英等等。這些三維游戲雖然能夠很好地運(yùn)用三維技術(shù)展現(xiàn)逼真的游戲場(chǎng)景及環(huán)境，并帶給用戶良好的游戲體驗(yàn)，但是從用戶的體驗(yàn)感和游戲的真實(shí)感角度分析，三維游戲并沒有做到給予用戶更好的游戲體驗(yàn)，缺少身臨其境的沉浸感。

三、游戲人物模型設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的應(yīng)用

（一）游戲人物模型形象及個(gè)性特征設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的應(yīng)用

1.五官設(shè)計(jì)

一個(gè)好的游戲人物形象設(shè)計(jì)，必不可少的就是五官?，F(xiàn)實(shí)生活中，每個(gè)人的五官都是不同的。游戲人物也如此，每個(gè)人物都有屬于自己獨(dú)特的五官。設(shè)計(jì)師可以在建好的模型的基礎(chǔ)上通過使用VR技術(shù)對(duì)游戲人物的五官進(jìn)行更立體，更細(xì)致的塑造，能夠讓每個(gè)游戲人物的五官更加鮮明，更加真實(shí)，從而使得用戶在游戲享受過程中更有沉浸感。游戲人物五官的圖像模型生成方法是建立在基于虛擬環(huán)境三維模型基礎(chǔ)上，采用三維幾何建模軟件進(jìn)行建模，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，綜合計(jì)算機(jī)圖像處理，提高游戲人物五官及面部表情的真實(shí)度。針對(duì)虛擬游戲人物圖形，提高成像效果。針對(duì)虛擬游戲人物五官設(shè)計(jì)，目前最為主流的技術(shù)有兩種，一種是基于動(dòng)態(tài)小生境半徑兩階段多模態(tài)差分進(jìn)化的動(dòng)態(tài)游戲人物重建的方法，采用多尺度差分插值方法進(jìn)行像素序列重排，提高對(duì)多模態(tài)人物圖形的動(dòng)態(tài)特征追蹤能力；另一種是基于模擬退火算法優(yōu)化的超分辨率游戲人物的激光全息投影VR重建技術(shù)，采用全息圖壓縮方法進(jìn)行游戲人物的像素特征降維，通過仿射變換和Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法進(jìn)行游戲人物圖形的超分辨特征提取和重構(gòu)，結(jié)合模擬退火方法進(jìn)行人物的面部特征渲染，提高了圖形重建的分辨率和逼真度。

2.服裝設(shè)計(jì)

游戲人物形象設(shè)計(jì)中，服裝設(shè)計(jì)也是重要的一部分。通過對(duì)游戲人物服裝的設(shè)計(jì)，人們能夠看出這個(gè)游戲人物的設(shè)計(jì)師所要表達(dá)的游戲人物的思想。如果光是采用建模軟件，想要做到將人物與服裝融合完美略顯困難。如果在模型的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用VR技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，那么這個(gè)游戲人物的服裝會(huì)和這個(gè)游戲人物模型很好地相融合，形成錦上添花的效果。設(shè)計(jì)師可以在虛擬空間里融合平面裁剪和立體裁剪修改游戲人物的三維服裝效果，通過設(shè)置服裝的樣式、紋理、色彩等進(jìn)行人體運(yùn)動(dòng)的模擬和仿真，結(jié)合VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)交互式分解、拆裝設(shè)計(jì)，再通過模型庫(kù)調(diào)出游戲人物三維服飾模型，優(yōu)化調(diào)整其服裝樣式。

3.肢體動(dòng)作設(shè)計(jì)

肢體語(yǔ)言，又可稱為身體語(yǔ)言。顧名思義，即是通過肢體動(dòng)作表達(dá)語(yǔ)言。每一次不同的肢體語(yǔ)言都代表了游戲人物不同的心境。諸如垂頭喪氣的動(dòng)作表達(dá)內(nèi)心的沮喪失望，鼓掌拍手的動(dòng)作表達(dá)內(nèi)心的高興喜悅等。如果僅僅使用建模軟件設(shè)計(jì)人物的肢體語(yǔ)言，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中很難想象到更加真實(shí)的畫面，從而很難進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化調(diào)整，想要設(shè)計(jì)出更逼真的游戲人物模型就會(huì)較為困難。VR技術(shù)在應(yīng)用于游戲設(shè)計(jì)時(shí)，能夠通過對(duì)操作者語(yǔ)言和手勢(shì)的識(shí)別，從而做出對(duì)應(yīng)的動(dòng)作和場(chǎng)景回應(yīng)。因此設(shè)計(jì)過程中結(jié)合VR技術(shù)進(jìn)行游戲人物肢體語(yǔ)言的設(shè)計(jì)會(huì)使設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)游戲人物的過程中使游戲人物模型更加生動(dòng)，更加逼真，活靈活現(xiàn)，從而帶給用戶更好的體驗(yàn)感。在人物肢體動(dòng)作合成技術(shù)方面，哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)系已經(jīng)成功地合成了人的高級(jí)行為中的特定人臉圖像，解決了表情的合成和唇動(dòng)合成技術(shù)問題，并正在研究人說話時(shí)手勢(shì)和頭勢(shì)的動(dòng)作、語(yǔ)音和語(yǔ)調(diào)的同步等 。如果未來將這項(xiàng)技術(shù)融入于游戲人物肢體設(shè)計(jì)中，將很好地提升游戲人物的逼真性，使游戲玩家更有身臨其境的感覺。

（二）VR技術(shù)在游戲人物模型應(yīng)用發(fā)展中的優(yōu)勢(shì)

首先，VR技術(shù)帶給用戶的是真實(shí)感和沉浸感，而在游戲人物模型設(shè)計(jì)中應(yīng)用VR技術(shù)就是錦上添花。在游戲人物模型設(shè)計(jì)中應(yīng)用VR技術(shù)很大程度上彌補(bǔ)了游戲人物模型設(shè)計(jì)的技術(shù)性不足。從設(shè)計(jì)師角度分析，在建模的基礎(chǔ)上運(yùn)用VR技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，可以使設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中更輕松，設(shè)計(jì)效果同樣也會(huì)更好，更細(xì)致逼真；從用戶角度分析，用戶在使用結(jié)合VR技術(shù)的游戲時(shí)，體驗(yàn)感和沉浸感更佳，對(duì)游戲人物更有認(rèn)同感，用戶也會(huì)更喜歡享受結(jié)合VR技術(shù)的游戲。VR技術(shù)也能漸漸在游戲人物模型設(shè)計(jì)中普及。

（三）VR技術(shù)在游戲人物模型應(yīng)用發(fā)展中的瓶頸

1.教育、科研方面

當(dāng)前相關(guān)院校雖然設(shè)有藝術(shù)系，但設(shè)置VR技術(shù)相關(guān)專業(yè)的較少。其次，要有高水平的游戲人物模型技術(shù)制作就必須要吸收國(guó)際一流人才、同時(shí)培養(yǎng)大量的優(yōu)秀人才。再次，因?yàn)閂R技術(shù)是新興技術(shù)，藝術(shù)類院系中師資力量不足，相關(guān)高校在VR上的資金投入較少，制約著VR的跨越發(fā)展。

2.用戶端產(chǎn)品研發(fā)與軟件方面

在目前已知公布售價(jià)的VR設(shè)備里，HTC vive售價(jià)799美元，Oculus售價(jià)599美元，而最便宜的索尼PSVR也要399美元。設(shè)計(jì)師和游戲開發(fā)者還應(yīng)該考慮如何提高游戲人物模型制作中VR技術(shù)應(yīng)用的性價(jià)比問題。如果能夠大幅提高其性價(jià)比，那么游戲人物模型設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。其次，過度依賴國(guó)外的軟件及技術(shù)是我國(guó)VR技術(shù)應(yīng)用的嚴(yán)重短板，必須引進(jìn)、培養(yǎng)研發(fā)人員，加大投入才能使VR技術(shù)在游戲人物模型設(shè)計(jì)應(yīng)用中有突破。

3.市場(chǎng)與社會(huì)需求方面

現(xiàn)如今，VR技術(shù)面臨的一大困難是在其市場(chǎng)應(yīng)用上。VR技術(shù)在游戲人物模型設(shè)計(jì)的應(yīng)用上缺乏資金，所以市場(chǎng)應(yīng)用就不夠廣泛，過于狹窄。根據(jù)第一家專注于VR文娛產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)道的B2B媒體—VRZINC創(chuàng)始人劉云說，在過去一年中，70%的VR硬件創(chuàng)業(yè)公司都倒閉了。

在市場(chǎng)需求端，就目前VR技術(shù)在游戲中的應(yīng)用而言，市場(chǎng)還沒有完全認(rèn)可這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用，各大游戲制作公司并沒有完全結(jié)合VR技術(shù)進(jìn)行游戲人物模型設(shè)計(jì)。在社會(huì)大眾中，使用VR技術(shù)體驗(yàn)游戲的人也少之又少。隨著VR成熟技術(shù)的廣泛應(yīng)用將會(huì)改變消費(fèi)者的被動(dòng)地位，讓消費(fèi)者選擇自己的視角去觀看、去體驗(yàn)、去感受，對(duì)于消費(fèi)者來說，不僅視野范圍更具有主動(dòng)性，也更容易從主觀角度產(chǎn)生情感共鳴。消費(fèi)者產(chǎn)生共鳴必將助推VR技術(shù)的良性循環(huán)發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)在游戲人物模型設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的應(yīng)用還有不足之處，存在硬件、軟件、師資力量、資金投入等方面的不足，隨著科技的不斷進(jìn)步和國(guó)家的大力支持，游戲人物模型設(shè)計(jì)中VR技術(shù)的應(yīng)用必將逐漸成熟，用戶在游戲體驗(yàn)過程中的沉浸感和互動(dòng)感也會(huì)更強(qiáng)，VR技術(shù)在人們的日常生活中也會(huì)漸漸地得到認(rèn)可和普及。