以VR技术为基础的动漫人物三维设计分析

□邓海香

VR，即Virtual Reality，在中文中被称为“虚拟现实技术”。虚拟现实技术作为多媒体技术的较高级应用形态，集计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能等科目优势于一身。促进VR 技术在动漫人物三维设计中的应用，能够让设计人员加强对动漫人物三维设计的细节把控，同时也能够提升三维设计的效率。

一、VR技术及动漫人物三维设计概念

VR 技术作为一种充分立足于计算机图形信息系统的技术，可以创设出一种能够和人进行互动与沟通的虚拟环境。在VR 技术所创设的虚拟环境中，人们能获得较强的身临其境的感触。

动漫人物三维设计首先要进行人物模型构建，在进行人物模型构建时要对人物的神态、动作、服装等细节进行刻画。设计人员在人物模型构建时要经过大量的分析，并对人物模型在具体场景中的动作、形态进行预测，及时调整参数以防止在后期进行动画逐帧设计时产生穿模问题。在完成人物模型构建后，设计人员则要进行动画制作，利用关键帧、时间线等动画常用技巧让人物“动起来”。之后则是要进行渲染和后期处理，在此基础上完成动漫人物的三维设计。与VR 技术在其他领域的应用方法相类似的是，在动漫人物三维设计过程中，设计人员也要利用VR 技术实现人物“立体化”效果的设计。在此过程中，设计人员首先要构建出目标图像多视角的二维图像，力求在视角数量多的基础上模拟出人的真实形态；在进行完二维图像设计后，要将图像设计进行参数化处理。除了对人物进行参数化处理，还要将目标环境也转化成具体参数进行处理。与二维图像相比，三维动画设计具有高度的整合性，结合多视图可以让人们感受到更为动态的画面，并在此基础上展现出动态图像的真实感和有效性。

三维模型制作、动作捕捉系统及动漫角色制作是动漫人物制作的三个核心部分，VR 和动漫三维设计的结合，也能够起到相辅相成、互相促进的作用。在VR 技术与动漫三维设计系统中，立足于多个技术，如动漫技术、VR 技术与网络信息技术等先进技术，研究人员研究出了运动捕捉技术、立体投射技术及网络虚拟平台等具体应用方式。

随着动漫人物三维设计的进一步发展，它在技术应用过程中也存在一定的问题，如动作捕捉、面部捕捉过程中没有处理细节问题，导致人物的神态、动作僵硬，动漫人物三维设计成本较高，VR 技术与动漫人物三维设计联系不紧密等，这些问题都会导致动漫人物三维设计工作效率较低。因此，设计人员应该充分开发出VR 技术在动漫人物三维设计中的最优使用方式，促进VR 技术的进一步应用，降低VR 技术的应用成本。

二、VR技术在动漫人物三维设计中的应用原则

促进VR 技术在动漫人物三维设计中的应用，第一要遵守高度真实原则，虽然动漫可以有一定的夸大成分，但是在进行人物设计时最好贴合真实性原则，高度模拟出人物的神态、动作及动作细节。因此，在后期设计中，设计人员也需要进行大量的模拟与修正，保障设计时所涉及的人体比例、动作细节能够遵循高度真实原则。第二要遵循和谐原则，在设计中要兼顾艺术性和观赏性，发挥设计特色和独特性。

三、VR技术在动漫人物三维设计中的应用价值

促进VR 技术在动漫人物三维设计中的应用能够降低动作、面部神态捕捉成本，促进动漫人物的神态、动作进一步朝着真实化方向发展，同时也能够有效降低设计成本，促进设计成果展示方式向多样化方向发展。促进VR 技术在动漫人物三维设计中的应用，也能够使动漫人物更具感染力，促进视觉传达设计层次化、多样化。除了提升人物真实性，还可以调节人物身上的衣物细节、光影处理、色彩对比等。与其他艺术方式相比，VR 技术在整合画面、细节要素方面都更具优势，能够使人物在空间格局的活动中更加具备真实性。在人物修改方面，VR 技术的修改成本、耗时也较低，便于设计人员进行修改。同时，VR 技术在动漫人物三维设计中也给VR 电影、VR 动漫的设计带来更高可行性，能够让观众有身临其境的观赏体验。

四、VR技术在动漫人物三维设计中的应用方法

（一）利用VR 技术进行人体信息收集

在进行动漫人物三维设计前，设计人员需要对准备设计的人物有更为全面的设定，并在此基础上对人物参数进行设定。在进行动漫人物三维设计前，可以通过动作捕捉技术、面部捕捉技术、运动数据调节技术来收集人体在各种情况下所做出的面部、动作、神态的形象，并将这些形象转化为参数，在此基础上进行模拟，从而形成模型数据。因此，在利用VR 技术进行人体信息、参数收集时，应该做到所收集信息与VR 技术高度配合，从而提升信息的有效性与收集效率。

以动作捕捉技术为例，它在具体应用中能够起到高效收集信息的作用，与传统模式相比具有优越性。在传统动漫人物设计时，利用描点、描图的绘画方式进行人物动作设计较为费时、费力，而动作捕捉技术则可以收集真人或者视频中物体的运动轨迹，在此基础上减少人力物力，转而帮助设计人员用信息技术完成原有工作，提升工作效率。在动漫设计方面，则主要运用光学式捕捉。该系统将人体细节拆分成关节点，通过关节点组成人体模型，通常这种关节点为十三到十九个，每个关节点上都固定光学式捕捉所需要的反光材料，设计人员能够利用反光材料所反射出的RGB 值来进行动作捕捉。通过对关节点的反射值进行捕捉与检测，设计人员能够在画面中对人物模型的运动情况进行转绘。而在视频动作捕捉动画数据方面，则可以选择需要优化的数据曲线，设定所需要的曲线形式，优化数据参数，利用最小二乘法和线性公式对它们进行优化，从而形成新的动画捕捉曲线。处理视频动作捕捉数据的关键在于利用限定动画数据曲线的关键帧减少数量，如果误差值偏大，那么所丢失的关键帧也就越多。因此，在实际应用中要尽可能减少关键帧的丢失情况。而光学捕捉技术能够得到较为连贯的运动轨迹，并在此基础上进行高效重建。在光学捕捉技术应用方面要注意三维坐标的建立，并提升参数有效性。目前，动作捕捉技术已经在国内外得到广泛应用，如《少年派的奇幻漂流》《爵迹》《魔兽世界》等。

运动数据调节技术也得到了广泛应用。与动作捕捉技术不同的是，运动数据调节技术主要是对人体骨骼动作进行捕捉、识别。因此，在VR 技术的实际利用中，设计人员不仅需要对运动调节技术、动作捕捉技术有所了解，还应该利用运动学、人体学等相关知识来进行人物设计，如运动学中的反向运动学原理就有助于设计人员更好地进行人物模型的三维设计，从而形成连贯性较强的人体动画。设计人员在此过程中需要不断对已经收集到的三维动画数据进行调节，把握动作与动作之间的平衡性、连贯性和协调性，从而输出连续性较强的人体动画。

促进VR 技术在动漫人物三维设计中的应用，基础是建立物理模型，只有建立真实性较强的物理模型，才能够应用VR 技术。创设动漫人物模型和动漫场景，需要先创设高效、互动性较强的VR 场景，并将人物模型放置到动漫场景中，加强对动漫细节的讨论与设计，根据动漫场景和动漫设计人物元素，促进各个动漫元素有机整合，寻找高效、有机联系，力求落实动漫创作内核与主旨。这能够有效促进VR 技术在动漫人物三维设计中的应用。

（二）进行多角度动漫人物三维设计方案对比

在进行动漫人物三维设计时，无可避免地会涉及多种设计方案的对比，通过多种设计方案的对比，设计人员能找出最合适的设计方案和动作运动轨迹。通过对比，设计人员也能更好地对比不同设计类型的细节性问题。VR 技术能够对比人物模型在真实状态下的动作和细节。同时，设计人员也能够通过VR 来有效预测人物模型的形态与体态，并进行高效对比。借助三维软件MAYA、3DMAX，设计人员可以有效展现人物模型的运动形态和神色形态，并在此基础上与动漫人物进行互动，从而发现动漫人物在运动、神态中的冲突与矛盾点，并进行优化。根据VR 技术在游戏中的应用可以发现，VR 技术在高效交互性利用方面也能够发挥作用，能满足动漫的展示、娱乐需求。利用VR 技术中的CV、EP、铅笔工具创建曲线，通过放样、布尔运算等方式做成模型，对各个模型进行对比，设计人员可以发现各个模型之间的优劣关系，形成模型之间的有机联系，并有针对性地进行完善。在模型的后期完善方面，也要进行渲染和后期处理，高效率利用3D MAX 完成静态场景搭建，将场景导出为VRML 文件，采用VRML 语言实现交互式操作的功能。

（三）有效挖掘设计特色

有效挖掘设计特色，即强调在设计过程中要抓住人物细节。这种细节既可以是性格细节，也可以是动作、神态、外貌、服饰细节。细节的把握和设计能够显示出设计人员的独特思想，同时也能够让动漫人物具有辨识度。在挖掘设计特色时，设计人员也要遵循设计要点，对各个特色进行平衡，不能超出应有的人物性格和动画设计需求，要站在人物主体和人物整体方面对各个设计元素加以统筹、规划，如果后期有新加入的设计特色和设计需求，则要保障新细节和原有人物设计之间不会有所冲突。通过VR 技术的应用，设计人员能够观察到细节的实际展示形态，从而考量每个设计特色之间的取舍关系。动漫人物三维设计应该充分服务于动漫要求，因此在挖掘设计特色方面，设计人员要有大局观和系统观念。动漫设计及其特色展现形式见表1。

表1 动漫设计及其特色展现形式

（四）提升文化处理效率

当前，在VR 技术的实际应用方面还应该促进VR 技术的文化处理效率进一步提升。VR 技术能够较高程度地还原人物形态和技术，从而发挥高效呈现真实性的作用。在人物场景、服饰、动作和细节性设计中也可以应用VR 技术。在设计过程中，设计人员也应该以严谨的态度进行文化处理，在保障文化处理的正确性基础上提升文化处理效率。如在表1 中所提到的《烈山氏》，该电影就取自我国“神农尝百草”的典故，而烈山氏的人物形象就参考了我国相关的传统文化和历史典故。

（五）重视VR 技术的修改应用

正如前文所叙，VR 技术能够让设计人员有身临其境之感，同时也能够通过互动沟通等方式了解人物模型存在的不足，并对后台的参数细节进行细致的修改。因此，在VR 技术的实际利用过程中，设计人员要充分遵循VR 技术的使用方法，尝试利用VR 技术对人物模型进行模拟，从而在模拟过程中利用交互、交流的方式来了解现有阶段设计过程中存在的不足，并在后期工作中对这些不足之处予以改进，通过这种方式不断提升动漫人物三维的美观程度和观赏价值。设计人员也应该构建起完善、完备的改进措施，从而不断利用VR 技术提升实际设计水平。

在进行动漫人物三维设计时，设计人员应该充分遵循高效性、真实性、和谐性和个性化的设计要求，在提升VR 技术的使用效率的同时，找出设计中存在的问题与不足，并对这些问题与不足进行有针对性的解决，从而利用VR 技术更好地完成动漫人物三维设计工作。