三维角色动画制作关键技术分析

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摘 要 当前的动画应用的领域很广，大到大型的商业动画电影，小到广告短片和宣传片，动画都以其不必寻找真人演员、能够进行更多的发挥等等特点迅速占领着市场的一部分。人们的动画情结也是自幼产生，很多成年人也喜欢看动画片。当前人们对于动画片的喜爱丝毫没有减少，对其画面要求却在不断提升，三维角色动画成为了当前动画的重要组成部分，也成为了被人们广泛喜爱的动画类型。三维角色动画比起传统的平面动画制作要复杂得多，程序上也需要解决很多得难题。本文就从三维角色动画相关概念切入话题，分析其制作的步骤和制作过程中的关键技术。

关键词 三维角色 动画制作 关键技术

其实人们虽然对动画十分喜爱，但是人们内心中仍然希望更多拟人化的动画，也就是追求与真实世界尽可能地接轨，这样人们就可以将心目中的动画世界与真实世界相结合，完成每个人心中的动画梦。三维角色动画就是动画逼真化、拟人化的好的尝试。之前限于技术的原因，三维角色动画的技术太复杂，成本也太高，动画在呈现方式上很难做到真正的三维角色。而随着科学技术的不断发展，现在已经能够完成高度拟人化的三维角色动画，并且该技术已经较为成熟。尽管如此，我们还是要意识到，三维角色动画制作是较为繁琐和复杂的，要对其中的步骤和关键性技术进行研究，以达到最优的效果。

一、三维角色动画概述

三维角色动画顾名思义，就是指在动画的设计和制作过程中，角色主要以三维的形式展现。用更为专业的语言来说就是指在虚拟的计算机环境中，构建起三维的虚拟影像或者说是模型，赋予其各种动态的呈现，再运用常规的动画制作手法组成完整的有人物又有情节的动画。三维角色动画的特点就是人物是三维的，不再是平面的，这在视觉上给人的感觉就是更加真实；另外在动画影像的展示和游戏的展示方面，增加了更多的乐趣。

三维角色动画一般来说分为两种方式来呈现的，一种是设定物理模型，根据各种外部的力量加成从而形成合理的运动，完成建模的角色动画，另一种则是在人体上装载运动捕获的仪器，观察人的真实运动，记录各种数据，将数据加载至角色模型上，实现三维的呈现。

二、三维角色动画制作的步骤

一般来说，三维角色动画应当有下面的一些步骤。角色建模――创建骨架――骨架和模型的结合――运动的控制。

角色建模过程是三维角色动画制作的基础，它指的是运用各种技术，先将角色的模型构建出来。这个模型严格意义上来说是静态的模型。它主要运用的是各种软件进行模型构建或者是通过扫描来进行。

创建骨架是角色模型构建完成后的重要工作。之所以说它非常重要是因为它构建的是角色动态的基础，只有模型没有骨架，角色的运动就会十分僵硬。而创建好骨架，则构成了角色运动的基本支撑。

接下来要进行模型和骨架的结合，将静态的模型和动态的骨架结合在一起，理论上是简单的，但是事实上十分繁琐，因为模型的动作要跟骨架的动作相一致，相协调。

运动控制是最后的步骤也是最为重要的步骤，这是决定三维角色动画创建是否成功的最重要的一部分。它是指将骨架和模型完美结合起来的角色赋予运动的能力，能够依据一定的操作让角色呈现出动态化的姿态。

三、三维角色动画制作中的关键技术

三维角色动画制作中涉及到很多技术，拘于文章篇幅原因我们仅选择其中重要的几项进行展示。

第一，建模技术。脱离了完美的模型，三维角色根本无从谈起。但是这种建模其实需要的时间成本太大，程序上也较为复杂。它需要对建立起的模型进行细节上的不断修改，以达到模型与脑海中的设计相统一的目的。

第二，扫描技术。这种技术的原理是在人体或者其他的动物身上穿戴上带有感应点的装备，用相关的扫描仪器对人体或者动物身上的相关点进行捕获，构建出完整的角色模型。这种技术的有点就是能够真实还原人或者动物本身的静态特征，在构建模型时能够节省大量的时间。

第三，三维角色动画制作技术。这种技术指的是不依赖于外部的数据，仅凭软件本身就能够做出三维角色运动的场景。但是这种技术本身依据的是技术而不是真实的动物，那么在运动的设计上自然会显得僵硬，不自然。

第四，运动捕捉。这种技术指的是在人体或者动物身上装载运动捕捉仪器，通过人体或者动物的真实运动状况，获取数据，将这些数据赋予到角色模型上，进行真实的运动还原。尽管这种技术优点更多，但是一是成本太高，二是某些特技镜头无法由人体真正地完成。

四、结语

从上文中我们可以看出，三维角色动画的制作不是简单的工作，它涉及的步骤和关键性技术都十分重要，特别是在角色的建模和运动的控制方面，很容易影响到最终角色的最终效果。角色的建模工作如果没有做好，角色本身就会给人一种扭曲感，失去了其与人类似的特点；而运动控制工作没有做好的话，很容易让角色的运动僵硬，整个动画就会不自然。在未来，随着计算机技术的进一步发展，三维角色制作步骤可能会简化，关键技术也可能改变，但是至少在现阶段，设计者应当牢牢把握住文中的要点，做出更多更好的三维角色动画。

参考文献：

[1]杨琳哗，许一帆，卢勇著.Maya Animation动画卷・设定[M].北京：海洋出版社，2004.

[2]叶大海，庄越挺，刘丰.骨粒串主导的自由曲面变形技术[J].计算机辅助设计与图形学学报，2004（16）.

[3]王洪福.三维图形引擎中实时角色动画关键技术的研究与实现[D].成都：电子科技大学，2006.

（作者单位：武昌理工学院艺术设计学院）