虚拟现实技术3D动画场景平面设计探讨

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摘要：虚拟现实技术是集人工智能、人体交互和计算机技术等于一身的科学技术。科学技术的不断发展更加快速了技术更新，与此同时，人们对于虚拟现实技术的使用需求也随之增长。因此，虚拟现实技术在各行各业中的应用范围不断增加，其在3d动画场景平面设计中的应用更是促进了3D动画行业的发展，为人们打开了新世界的大门，在一定程度上，该技术的应用也促进了我国社会的进步与发展。基于此，将两者之间的关系作为入手点对其设计方法与具体应用进行探讨。

关键词：虚拟现实技术；3D动画场景；平面设计

三维重建技术的出现让越来越多的人看到了平面设计的新曙光，二维场景的简单应用已经不能满足人们的使用需求。目前来说，我国多数3D动画场景的重建都是将观察者本身作为中心点的，这在一定程度上限制了动画场景的呈现深度。基于此，有必要对动画场景背后全部信息提取等问题进行思考。与此同时，随着虚拟现实技术应用范围及对3D动画场景平面设计影响的不断增加，计算复杂、3D动画场景画质较低及资金投入较大等问题也不断凸显。基于此，很有必要对基于虚拟现实技术的3D动画场景平面设计过程等进行回顾与反思。

1虚拟现实技术与3D动画场景平面设计之间的联系

虚拟现实技术在以计算机技术为基础的，其发展及应用需要使用多种软件及硬件。3D动画场景平面设计究其本质就是工作人员利用3D软件对虚拟世界进行构造，在此过程中，工作人员需要时刻遵循平面设计的特殊要求及场景及案例的特殊构造，并且需要以作品为主对其进行材质增加或打光等操作。部分3D动画场景平面设计图还需要进行运动轨迹的设定。设计工作结束以后，计算机通过自动计算对动画进行处理，从而输出。就虚拟现实技术本身而言，其主要是为人们创建虚拟世界，从而为更多的客户提供良好的个人体验。虚拟现实技术在3D动画场景平面设计中的应用有诸多优点，例如能够使人们从多元化的角度感知世界，为其提供完整的视觉感受、听觉感受与触觉感受。与此同时，虚拟现实技术的处理还让人们极可能真实地感知虚拟世界中的各种画面，交互性极强。虚拟现实技术是通过3D模型的建设诞生的。虚拟世界模型的建立往往是通过建模软件实现的。在计算机处理画面及图像输出过程中虚拟现实技术的使用能够为3D动画场景的平面设计提供诸多思路。由此可见，两者之间是相辅相成的。虚拟现实技术是在人们对3D动画技术使用欲望不断增强的背景下产生的，主要是为了满足人们对于平面空间内实现自由交互的愿望。严格意义上来说，两者之间具有一定的相似性，部分专业人员认为虚拟现实技术就是3D动画场景设计的延展。自由交互是虚拟现实技术与3D动画场景平面设计互补的主要表现。相对而言，3D动画场景平面设计更加强调作品的艺术性，但在交互性方面有所缺乏，虚拟现实技术的结合有效地弥补了这一不足，不仅确保作品的艺术表现力不受影响，也为大众提供了良好的交互体验。

23D动画场景平面设计方法

目前，我国常用的3D动画场景平面设计方法主要有改进方法和双目视觉法两种。有关实验证明，对上述两个不同的方法下动画场景点的云计算时间进行对比结果发现前者的计算时间更具优势。之所以如此是因为，虚拟现实技术与3D动画平面设计的结合通常是在以动画场景深度信息为中心的网格节点的支撑下完成的。此过程需要加强对动画场景图像特征的观察，用辩证的观点对三维点云之间的关系等进行系统分析。之后，在ICP法的指引下优化动画场景图像点云的配置，从而获取最终的三维点云，具体数值如图1所示。此后，通过对上述两种方式下3D动画场景平面设计的性能指标参数的定位距离方误差进行辩证分析与计算，改进方法同样具有优势。如图2所示。这主要是因为基于虚拟现实技术下得3D动画场景平面设计要想获取最终的域权值及灰度域权值就必须对动画场景图像径向、切向畸变下的坐标数据进行跟踪，通过多次迭代对上述内容进行补偿处理，最后利用双边滤波法进行适当处理。在现阶段及未来的3D动画场景平面设计过程中需要采用上述方案。即首先通过网格节点的建立及数据分析完成深度坐标值的获取，据此对动画场景的深度图像进行绘制与重建。该过程还能够在潜移默化中完成对平滑噪声的预处理。将动画场景图像特征点与三维点云关系的分析作为入手点，对动画场景图像的三维特征点进行系统性总结。ICP法的应用使得3D动画场景模型构建的精准度大大提升。

3虚拟现实技术在3D动画场景平面设计中的应用

虚拟现实技术与3D动画场景平面设计的结合能够实现在虚拟环境中建设指定场景。与此同时，计算机技术等的实用还能够在场景建设过程中快速发现问题并指导有关工作人员确定解决方案，这对于产业的整体发展来说是尤为重要的。虚拟现实技术在3D动画场景平面设计中的应用也能够帮助人们更加深入地对作品的内涵进行理解与体会，真实地感知现实场景的巨大魅力。不论是通过3D动画场景平面设计还原历史画面还是对新的事物进行设计都能够凸显两者结合的现实意义。

3.1建模

建模是3D动画场景平面设计的基础。在此过程中，工作人员往往利用虚拟现实技术对动画人物模型机动画场景进行简单的制作，必要时工作人员还会联合人机交互、动画人物模仿等技术强化系统，不断增强平面设计的真实程度，优化质感体验。事实上，在技术应用之前，工作人员必须对设计工作完成所需要的各种素材进行汇总与分类。一般来说，3D动画场景平面设计的项目中通常包含诸多建筑物与自然场景元素。这些元素的收集通常需要航拍，此时对其素材内容进行筛选就十分有必要。这主要是因为，虚拟现实技术与3D动画场景平面设计的结合需要大量的真实数据作为支撑点，一方面增加平面设计的真实程度，另一方面也确保客户的使用体验。建模过程中，工作人员通常会将物体发生形变的过程保留下来，这主要是为了不断观察物体动力学的各种特点，从而更好地为场景设计服务。除此以外，三维扫描仪的使用也是建模过程的关键，其同样是为了增加平面设计的真实性，增加灵活状态，同时对扫描所产生的三维数据进行保存与分析。

3.2动作捕捉

动作捕捉的内容往往是普通摄像机很难拍摄到的，通过三维动画制作软件动作捕捉系统对物体运动信息进行跟踪实现的。此过程同样需要经过计算机处理并对所获得的相关数据进行保存。工作人员通过对上述数据进行分析了解运动物理的真实状态从而有针对性地进行调整。这样的设计不仅能够确保实际场景的还原，还能够让客户亲身参与其中，逐渐拉面物体与客户之间的距离。自然变化的场景与真实的视觉感受、触觉感受等让客户身临其境。当然，动作捕捉的完成及3D动画平面场景的设计也有通过手动调制实现的，但该调制方法不仅会浪费大量的时间，降低动画制作效率，还需要大量的人力资源，源源不断地投入资金。很显然，这样的设计方法并不是最佳选择。虚拟技术与3D动画场景平面设计的结合不仅大大减少了资金的利用，还提升了平面设计的效率，动画设计的真实性也得到了加强，动画制作的经济型得以凸显。3.3调节根据客户不同的需求及制作内容的不同，虚拟现实技术与3D动画场景平面设计往往粗腰采用不同的组合形式或制作方式。与此同时，工作人员还需要对动作捕捉系统获取的各种数据进行观察与分析，从而更加有目的性地对实用技术进行调节，进一步提升场景设计的真实感。3D动画场景平面设计中调节技术的应用不仅能够帮助工作人员把握数据特点，插入与叠加等方式的应用还能够达到修整数据的目的。数据调整完成之后，一方面要保证该数据组能够满足制作需求，另一方面还要根据此数据组对后续平面设计的相关机制进行调节。在平面设计难度较大且掺杂元素较多的情况下，该调解机制的应用能够为工作人员提供能够适用于多种情况的应用系统。该系统不仅能够完成前向动力学的调节，还能够根据实际需求进行反向动力学调节，避免了工作人员的人工选择。这样的设计方式会大大增加场景平面设计的规范性，有助于工作效率的提升。值得提醒的是，部分工作人员在3D动画场景平面设计过程中过于重视功能的强化，忽视了复杂程度的调整，使得整体系统较为杂乱，亦或者注重复杂程度的调整，忽视了功能的完善及画面的强化。这就要求工作人员使用计算机技术等进行调整时注重寻找功能强化与复杂程度之间的发展平衡。

4结语

在3D动画场景平面设计过程中使用虚拟现实技术对于动画画面真实性的增加及生动性的凸显尤为重要，两者的强强联合不仅能够大大减少资金的投入，还能够缩短动画制作时间，给予客户更好的使用体验。不论是在调节过程中，还是动作捕捉过程中两者之间都是互补的发展关系。事实证明，虚拟现实技术与3D动画平面场景的设计对于三维动画整体产业的发展所起到的促进作用是无可替代的。要想实现三维动画产业的可持续发展，有关工作人员还需要在工作过程中加强对功能强化与复杂程度之间平衡点的考量，最大程度上实现质感与量感的双赢，为三维动画产业的发展带来更多的机遇。

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作者：李艳丽 单位：汶上县高级职业技术学校