三維交互動畫設(shè)計與應(yīng)用

　　隨著數(shù)字時代的到來，三維交互動畫設(shè)計越來越受到人們的重視和發(fā)展。它能夠給予使用者更深的視覺沉浸感和多感官的虛擬交互體驗，彌補了普通三維動畫的局限性和不足，具有更加廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。下面一起來看看！

　　隨著動畫制作技術(shù)的不斷發(fā)展變革，三維動畫影視開始迅速崛起，三維動畫給予觀眾更加立體的視覺畫面效果，滿足了人們在視覺方面的審美需求，使用三維技術(shù)制作的《大圣歸來》《瘋狂動物城》等動畫影片受到了觀眾的一致好評。三維動畫技術(shù)也同樣可以應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計、文化教育、航空科技等領(lǐng)域，但由于各種因素的制約，目前只能作為演示的方法和論證、研究的工具，可操作性受到一定限制。交互設(shè)計可以解決這個問題。將交互設(shè)計和三維動畫技術(shù)結(jié)合在一起，使參與者與三維動畫產(chǎn)生互動。參與者在觀看三維動畫的同時，能夠扮演動畫中的角色參與動畫劇情，根據(jù)自己的想法對動畫的發(fā)展進行控制，不僅具有多感官的虛擬互動式的體驗，還能增加三維動畫的可操作性，使三維動畫技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。三維交互動畫設(shè)計具有更加真實的沉浸感，參與者能夠隨心所欲地在虛擬的三維空間中漫游，甚至還可以進行新形式的藝術(shù)創(chuàng)作，進一步滿足人們的觀賞體驗需求。

　　一、三維交互動畫設(shè)計在游戲設(shè)計中的應(yīng)用

　　在游戲設(shè)計領(lǐng)域中，三維交互動畫主要應(yīng)用于角色扮演類游戲的設(shè)計與制作。使用Maya、3dsmax等軟件為游戲建立三維模型和游戲場景，創(chuàng)建一個或多個游戲角色，由玩家選擇自己喜歡的游戲角色，控制游戲角色在虛擬的三維場景中跑、跳、飛到空中、在水面上飛奔、戰(zhàn)斗等，這種三維交互動畫使玩家感受到不一樣的視覺效果和體驗感。部分大型3D網(wǎng)絡(luò)游戲為了吸引玩家，在游戲中加入了動態(tài)雨雪天氣系統(tǒng)，使三維游戲場景每隔幾小時就有陰、晴、雨、雪的天氣變化，還在玩家創(chuàng)建三維游戲角色的界面中加入“捏臉系統(tǒng)”，使玩家能夠根據(jù)自己的喜好修改虛擬人物的面部造型�！澳竽槨毕到y(tǒng)為三維虛擬人物的發(fā)型、眉毛、眼睛、顴骨、鼻梁、嘴唇、臉型甚至妝容等都設(shè)置了多項參數(shù)，例如眼部輪廓的參數(shù)設(shè)置中包括眼睛位置、大小、傾斜角度、眼睛間距、瞳孔大小、瞳孔位置、眉骨凸出、眉毛突出角度、眉毛高度等；臉部輪廓的參數(shù)設(shè)置包括顴骨位置、臉頰寬度、臉頰高度、上臉寬度、下臉寬度、臉蛋豐滿程度、下巴寬度、下巴位置等參數(shù)。玩家對這些參數(shù)進行不同數(shù)值的調(diào)整，可以創(chuàng)建出面部形象各不相同的角色人物，給予玩家全新的造型體驗感，增強了游戲的娛樂性以及玩家與三維游戲之間的交互性。將三維交互動畫應(yīng)用于體感游戲中已成為近幾年游戲設(shè)計的一大熱點。體感游戲是用身體動作來操控游戲。使用三維動畫技術(shù)建立虛擬的三維游戲空間，創(chuàng)建三維動畫人物，由玩家改變自身的身體動作來操控游戲角色，這種體感交互的游戲方式給玩家?guī)�來更好的游戲體驗感和沉浸感。日本的任天堂游戲制作公司推出的WII游戲機將體感交互和三維游戲很好地結(jié)合在一起。它設(shè)計了可單手手持的細長手柄，使玩家能夠單手握手柄對電視中的三維角色進行控制。WII游戲的手柄Wiimote中內(nèi)置無線感應(yīng)控制器，具有動作感應(yīng)和動作跟蹤的能力，玩家可以通過移動手柄位置和對電視屏幕進行不同方向的指向與虛擬游戲人物產(chǎn)生互動。任天堂游戲制作公司將三維交互動畫設(shè)計應(yīng)用于體感游戲中，使游戲的操作方式更加靈活多變，給予玩家更真實更舒適的游戲體驗。例如玩家在玩體育類游戲時，只需要揮動手中的手柄就可以使游戲中的人物做出揮動球拍的動作，移動手柄的前后左右位置可以控制游戲人物的移動和轉(zhuǎn)身；在戰(zhàn)斗類的角色扮演類游戲中，握住手柄做出水平方向和垂直方向的揮動動作，游戲中的三維動畫角色也會做出相應(yīng)的平砍和斬擊的戰(zhàn)斗動作。一臺WII游戲主機可以控制四個游戲手柄，在游戲中創(chuàng)建多個虛擬人物，同樣可以使多人在游戲中進行互動，WII游戲機也因其優(yōu)秀的交互性和逼真的三維動畫效果成為家庭娛樂、朋友聚會中不可缺少的游戲機。美國微軟公司看到任天堂游戲公司在三維動畫游戲中體感交互技術(shù)方面取得的成功之后，也開始對體感交互技術(shù)進行研發(fā)。2010年美國微軟公司推出了Xbox360游戲機，在這款游戲主機中加入3D體感攝影機，它可以對游戲主機前的玩家進行即時的動態(tài)捕捉和影像識別，使玩家完全擺脫了游戲手柄的束縛，通過自己的肢體動作控制三維游戲角色，使三維動畫游戲中的交互設(shè)計又上升到了一個新的高度。在體育類游戲和動作類游戲中，三維動畫角色可以擺出與玩家相同的動作；在舞蹈類游戲中，玩家甚至可以擺脫九宮格跳舞毯的束縛，無需任何游戲配件，只要隨著音樂的節(jié)拍做出相符的肢體動作就可以輕松地沉浸在三維游戲的快樂中。在三維動畫游戲的設(shè)計中，還可為游戲主機加入麥克風(fēng)輸入、語音辨別、社交互動等功能，以加強三維動畫游戲的交互性。例如在運動健身類的三維動畫游戲中，虛擬動畫角色可提醒并記錄玩家每天的運動量，玩家也可通過語音輸入的方式安排每天的運動項目，并在游戲結(jié)束后通過網(wǎng)絡(luò)社交和朋友們分享游戲體驗。

　　二、三維交互動畫設(shè)計

　　在虛擬現(xiàn)實技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機技術(shù)，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和三維交互動畫設(shè)計結(jié)合在一起，可以建立多源信息融合交互的三維動態(tài)視景，并為其賦予實體行為的系統(tǒng)仿真。使用者可以借助傳感頭盔、觸覺控制設(shè)備，實時感受三維虛擬空間，并操控虛擬世界中的對象。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑景觀方面可以實現(xiàn)視覺模擬。在虛擬的三維場景中建立三維建筑模型，并在場景中建立多個攝像機模擬人的多個視角，為其加入沉浸式的交互技術(shù)，使用戶能夠感受到置身于虛擬的建筑中，給予用戶更加真切的三維漫游的體驗感。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可應(yīng)用于古代遺跡的場景瀏覽和漫游，應(yīng)用三維動畫的重構(gòu)技術(shù)，對受到破壞的遺址和文物進行還原，建立數(shù)字化遺址和博物館，使用者通過傳感頭盔在古代遺址中漫游，佩戴觸覺傳感設(shè)備還能感受到虛擬建筑和文物的外觀造型。在醫(yī)學(xué)方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可用于虛擬解剖和虛擬手術(shù)，用三維動畫技術(shù)創(chuàng)建人體解剖現(xiàn)場的三維虛擬場景，設(shè)計制作出手術(shù)刀、數(shù)據(jù)手套等觸覺傳感控制設(shè)備，為使用者構(gòu)建人體虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，訓(xùn)練者帶上傳感頭盔就能進行模擬解剖。這種虛擬解剖、虛擬手術(shù)的方式可以使訓(xùn)練者沉浸在手術(shù)情景中，更加真實地進行外科手術(shù)訓(xùn)練，減輕人體解剖的成本。在軍事領(lǐng)域方面，可將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于虛擬軍事訓(xùn)練。使用三維動畫技術(shù)創(chuàng)建不同的地形地貌和天氣等虛擬環(huán)境，使用者佩戴傳感設(shè)備可在虛擬的三維空間與其他人協(xié)同作戰(zhàn)。將這種虛擬互動的方式應(yīng)用于軍事對抗作戰(zhàn)演習(xí)，可以使訓(xùn)練者適應(yīng)多種環(huán)境的作戰(zhàn)，給予訓(xùn)練者更加真實的空間感受，加強互動合作。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可應(yīng)用于藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域，為用戶設(shè)計制作出觸覺控制畫筆和相應(yīng)的調(diào)色盤，并為虛擬空間中的調(diào)色盤賦予多種色彩。用戶佩戴視覺傳感頭盔，手持畫筆和調(diào)色盤就可以在虛擬的三維空間進行創(chuàng)作，通過手中的畫筆創(chuàng)作出具有空間層次效果的三維繪畫作品。這種新形式的藝術(shù)作品不僅擁有簡練的線條和色塊構(gòu)成，還具有三維的質(zhì)感和體積感，很自然地將線條、色塊等平面造型語言與立體結(jié)構(gòu)、光影、質(zhì)感等三維造型語言結(jié)合在一起。還可以加入雕塑、三維動畫軟件等多種創(chuàng)作手段，用戶通過使用觸覺控制手套等相應(yīng)設(shè)備和工具在虛擬世界中創(chuàng)建三維動畫角色，創(chuàng)作過程不需要耗費大量的時間和精力，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以很快地為其呈現(xiàn)出更加具有真實感的立體影像。配以3D動態(tài)捕捉技術(shù)還可以從用戶的表演中捕捉到相應(yīng)的表情和動作，將這些動作數(shù)據(jù)附加到剛剛建好的三維動畫角色上，使三維動畫角色更加真實地模仿用戶的表情和動作，增強虛擬現(xiàn)實與使用者的交互性。

　　三、三維交互動畫設(shè)計在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用

　　在界面設(shè)計中加入三維交互動畫可以進一步提高產(chǎn)品使用的辨識度，三維動畫為使用者帶來了更好的交互體驗，增加產(chǎn)品的親和力和易用性。交互界面設(shè)計中的三維動畫使產(chǎn)品擺脫了冰冷的程序界面，使產(chǎn)品和使用者能夠進行更好的交流，提高操作的可識別性和判斷性，使用者在操作過程中能夠獲得更好的心理感受。例如在手機APP應(yīng)用的界面設(shè)計中加入精美的三維交互動畫，可以使產(chǎn)品應(yīng)用的體驗更具吸引力，更具動態(tài)性和引導(dǎo)性。將APP的應(yīng)用界面從傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計成可移動的三維交互動畫界面，增強使用界面的視覺效果，給使用者提供更加舒適的操作體驗。在網(wǎng)絡(luò)廣告中加入三維交互動畫可以改變網(wǎng)絡(luò)廣告枯燥、生硬、被動的宣傳模式。它將三維動畫、聲音、文字、視頻等多媒體元素融合在一起，使用戶在觀賞網(wǎng)絡(luò)廣告的同時還可以與其中的三維動畫角色產(chǎn)生互動，充分地展現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)廣告所特有的交互性、體驗性和娛樂性。將三維交互動畫應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域，可以為學(xué)生提供生動逼真的互動學(xué)習(xí)情境，例如模擬實習(xí)過程、操作機械、體育專項訓(xùn)練等。也可以將其應(yīng)用于三維校園漫游動畫設(shè)計中，教師指導(dǎo)學(xué)生對校園進行三維建模、場景優(yōu)化、材質(zhì)貼圖制作、設(shè)置環(huán)境、交互設(shè)計、漫游動畫以及網(wǎng)絡(luò)發(fā)布等一系列步驟的設(shè)計，在虛擬的三維空間中實現(xiàn)三維動畫漫游、交互操作、信息查詢以及網(wǎng)絡(luò)公開課等功能。三維交互動畫已走進了人們的生活，隨著它的飛速發(fā)展，未來的數(shù)年也將成為三維交互動畫的時代。盡管三維動畫設(shè)計和交互設(shè)計有著各自不同的發(fā)展規(guī)律和軌跡，但兩者間的合作必將推動技術(shù)的進步，有著廣泛、密切的互動和交叉應(yīng)用領(lǐng)域。

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