三维角色动画制作关键技术的相关研究

摘要：三维角色动画作为一种新兴的技术产业，涉及了很多的领域，还会受到多种因素影响。尤其是三维角色动画不仅会设计软件的使用与技术等领域，还与美术以及设计等领域也有着很大的关联性。而目前三维角色动画在计算机动画技术中深受关注，这就有必要深入地探讨分析其中的关键技术。本文将详细阐述三维角色动画中的建模技术以及运动控制技术，希望可以为相关单位和个人提供有用的参考。

关键词：三维角色动画 建模技术 运动控制技术 关键技术

一、 三维角色的建模技术

（一）三维扫描技术.

三维扫描技术就是通过三维扫描系统全面扫描表演动物或者演员，这样就可以快速地获取表演动物或者演员的表面采样数据。这种技术相比几何建模技术的优点就是制作效率更强，可以更好地帮助相关工作人员开展复杂的建模工作，但是这种设备的成本很高。并且，还无法充分发挥相关工作人员的艺术想象力。

（二）几何建模技术

目前制作三维角色动画的软件其核心建模技术有着很大的差异，其中最为普遍的核心建模技术有五种，分别是多边形建模、表面建模、NURBS建模、细分表面建模以及雕刻建模。其中，几何建模法需要相关工作人员拥有良好的美术功底，才可以完成建模工作，这种建模方式的优点就是操作灵活便捷。然而，这种建模的建模速度比较慢，而且建模的过程也比较复杂，会极大地影响整体建模效率。而雕刻建模法属于一种新兴的三维角色几何建模技术，需要相关工作人员使用雕刻工具以及笔刷自主进建模工作。[1]

（三）图像建模技术

图像建模技术就是通过数码相机，对表演动物或者演员在不同的角度进行拍摄之后，获取高清相片，然后再利用相关的计算机软件就可以自动合成相应的角色三维模型。这种技术的优点就是可以大幅提升三维角色的建模效率，但是这种技术的模型准确率不高，还无法有效地对角色的细节进行系统微调。

（四）三维角色的建模制作软件

使用三维角色的建模制作软件，能够很好地设计三维角色的造型以及各种物体，还可以通过参数盘对角色模型的细节进行有效地调整，尤其是比较“难”的部位，比如角色的四肢、头部等，可以使相关工作人员有效地开展艺术创作，能够获得符合动画需求的基础角色模型。再将模型导入到相关的软件之中，从而大幅降低动画角色建模所需要的时间。[2]

二、 三维角色的运动控制技术

（一）基础骨骼体系

制作三维角色的骨骼，需要使用专门的软件提供的基础骨骼体系，然后相关工作人员再围绕着基础骨骼体系构建人工动作控制模块，同时对三维角色的每一个骨骼构造都要设置关键帧，才可以建立更为完善的基础骨骼体系。这种制作模式的优点是操作灵活便捷，但是因为三维角色的每根骨骼都需要设置关键帧，从而构建角色的全部骨骼体系，这就对动画的设计人员提出了更高的要求，并且其中会涉及到多领域的知识，操作的过程也比较复杂。并且，设计的动作效果也不是很理想。

（二）动作捕捉技术

动作捕捉技术就是通过使用动作捕捉系统，整体捕捉表演的动物和演员的各种动作，然后将捕捉的动作数据输入到基础三维动画角色模型中。然后，再根据捕捉的动作数据，使制作的三维角色的动作可以符合动画的实际需求。应用这种技术能够使三维角色做出与演员相同的表演动作。

（三）动画角色的制作模块

目前的3ds Max软件中，存在一种BIPE骨骼系统模块，这种模块的优点就是操作方便快捷，还不需要人工设置，通过鼠标操作就能够系统地创建三维动画角色的骨骼系统。并且，还可以人工地设置关键点，更好地满足动画角色的制动。并且，随着3ds Max软件的迅速发展，诞生了一种自动步迹动画系统。应用这种系统可以在建立角色的步迹后，利用软件获取角色的动态，然后人工设置关键帧，就可以使角色拥有更多的动作，然后通过软件内动作混合功能，将骨骼动作进行合并，就可以很好地完成复杂的动作序列。[3]

三、结语

总而言之，在制作三维角色动画的过程中，需要使用到多种关键技术，而其中关键技术对发展我国的动画产业有着至关重要的作用。而制作三维角色动画的关键技术中，最为关键的技术就是运动控制技术。这就需要相关工作人员能够根据设计角色的形象以及角色的动作需求，选择合适的关键技术，才可以使制作的动画角色更加生动活泼，从而更好地推动我国动画制作产业的发展。同时，相关工作人员要重视刻畫角色的动作细节，可以获得更好的动画效果。

参考文献：

[1]安秀芳.计算机虚拟仿真技术在三维动画制作中的应用研究[J].信息与电脑，2016（19）.

[2] 胡向伟.利用3ds Max制作三维角色动画技术研究[J].山东工业技术，2017（12）.

[3] 李双武，张成文.三维动画中角色造型设计的相关问题研究[J].湖北函授大学学报，2015（14）.

（作者简介：于波，女，本科，沈阳工学院艺术与传媒学院，研究方向：动画；陈光宇〈通讯作者〉，男，研究生，沈阳工学院艺术与传媒学院，讲师，研究方向：动画、游戏设计）（责任编辑 刘月娇）

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