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三維交互動(dòng)畫(huà)設計與應用
隨著(zhù)數字時(shí)代的到來(lái)，三維交互動(dòng)畫(huà)設計越來(lái)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(jué)沉浸感和多感官的虛擬交互體驗，彌補了普通三維動(dòng)畫(huà)的局限性和不足，具有更加廣泛的應用領(lǐng)域。下面一起來(lái)看看！
隨著(zhù)動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)的不斷發(fā)展變革，三維動(dòng)畫(huà)影視開(kāi)始迅速崛起，三維動(dòng)畫(huà)給予觀(guān)眾更加立體的視覺(jué)畫(huà)面效果，滿(mǎn)足了人們在視覺(jué)方面的審美需求，使用三維技術(shù)制作的《大圣歸來(lái)》《瘋狂動(dòng)物城》等動(dòng)畫(huà)影片受到了觀(guān)眾的一致好評。三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)也同樣可以應用于工業(yè)設計、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。交互設計可以解決這個(gè)問(wèn)題。將交互設計和三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)結合在一起，使參與者與三維動(dòng)畫(huà)產(chǎn)生互動(dòng)。參與者在觀(guān)看三維動(dòng)畫(huà)的同時(shí)，能夠扮演動(dòng)畫(huà)中的角色參與動(dòng)畫(huà)劇情，根據自己的想法對動(dòng)畫(huà)的發(fā)展進(jìn)行控制，不僅具有多感官的虛擬互動(dòng)式的體驗，還能增加三維動(dòng)畫(huà)的可操作性，使三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的應用領(lǐng)域更加廣泛。三維交互動(dòng)畫(huà)設計具有更加真實(shí)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(jìn)行新形式的藝術(shù)創(chuàng )作，進(jìn)一步滿(mǎn)足人們的觀(guān)賞體驗需求。
一、三維交互動(dòng)畫(huà)設計在游戲設計中的應用
在游戲設計領(lǐng)域中，三維交互動(dòng)畫(huà)主要應用于角色扮演類(lèi)游戲的設計與制作。使用Maya、3dsmax等軟件為游戲建立三維模型和游戲場(chǎng)景，創(chuàng )建一個(gè)或多個(gè)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(chǎng)景中跑、跳、飛到空中、在水面上飛奔、戰斗等，這種三維交互動(dòng)畫(huà)使玩家感受到不一樣的視覺(jué)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(dòng)態(tài)雨雪天氣系統，使三維游戲場(chǎng)景每隔幾小時(shí)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”，使玩家能夠根據自己的喜好修改虛擬人物的面部造型�！澳竽槨毕到y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置了多項參數，例如眼部輪廓的參數設置中包括眼睛位置、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；臉部輪廓的參數設置包括顴骨位置、臉頰寬度、臉頰高度、上臉寬度、下臉寬度、臉蛋豐滿(mǎn)程度、下巴寬度、下巴位置等參數。玩家對這些參數進(jìn)行不同數值的調整，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(lè )性以及玩家與三維游戲之間的交互性。將三維交互動(dòng)畫(huà)應用于體感游戲中已成為近幾年游戲設計的一大熱點(diǎn)。體感游戲是用身體動(dòng)作來(lái)操控游戲。使用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)建立虛擬的三維游戲空間，創(chuàng )建三維動(dòng)畫(huà)人物，由玩家改變自身的身體動(dòng)作來(lái)操控游戲角色，這種體感交互的游戲方式給玩家帶來(lái)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合在一起。它設計了可單手手持的細長(cháng)手柄，使玩家能夠單手握手柄對電視中的三維角色進(jìn)行控制。WII游戲的手柄Wiimote中內置無(wú)線(xiàn)感應控制器，具有動(dòng)作感應和動(dòng)作跟蹤的能力，玩家可以通過(guò)移動(dòng)手柄位置和對電視屏幕進(jìn)行不同方向的指向與虛擬游戲人物產(chǎn)生互動(dòng)。任天堂游戲制作公司將三維交互動(dòng)畫(huà)設計應用于體感游戲中，使游戲的操作方式更加靈活多變，給予玩家更真實(shí)更舒適的游戲體驗。例如玩家在玩體育類(lèi)游戲時(shí)，只需要揮動(dòng)手中的手柄就可以使游戲中的人物做出揮動(dòng)球拍的動(dòng)作，移動(dòng)手柄的前后左右位置可以控制游戲人物的移動(dòng)和轉身；在戰斗類(lèi)的角色扮演類(lèi)游戲中，握住手柄做出水平方向和垂直方向的揮動(dòng)動(dòng)作，游戲中的三維動(dòng)畫(huà)角色也會(huì )做出相應的平砍和斬擊的戰斗動(dòng)作。一臺WII游戲主機可以控制四個(gè)游戲手柄，在游戲中創(chuàng )建多個(gè)虛擬人物，同樣可以使多人在游戲中進(jìn)行互動(dòng)，WII游戲機也因其優(yōu)秀的交互性和逼真的三維動(dòng)畫(huà)效果成為家庭娛樂(lè )、朋友聚會(huì )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(dòng)畫(huà)游戲中體感交互技術(shù)方面取得的成功之后，也開(kāi)始對體感交互技術(shù)進(jìn)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(jìn)行即時(shí)的動(dòng)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(guò)自己的肢體動(dòng)作控制三維游戲角色，使三維動(dòng)畫(huà)游戲中的交互設計又上升到了一個(gè)新的高度。在體育類(lèi)游戲和動(dòng)作類(lèi)游戲中，三維動(dòng)畫(huà)角色可以擺出與玩家相同的動(dòng)作；在舞蹈類(lèi)游戲中，玩家甚至可以擺脫九宮格跳舞毯的束縛，無(wú)需任何游戲配件，只要隨著(zhù)音樂(lè )的節拍做出相符的肢體動(dòng)作就可以輕松地沉浸在三維游戲的快樂(lè )中。在三維動(dòng)畫(huà)游戲的設計中，還可為游戲主機加入麥克風(fēng)輸入、語(yǔ)音辨別、社交互動(dòng)等功能，以加強三維動(dòng)畫(huà)游戲的交互性。例如在運動(dòng)健身類(lèi)的三維動(dòng)畫(huà)游戲中，虛擬動(dòng)畫(huà)角色可提醒并記錄玩家每天的運動(dòng)量，玩家也可通過(guò)語(yǔ)音輸入的方式安排每天的運動(dòng)項目，并在游戲結束后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )社交和朋友們分享游戲體驗。
二、三維交互動(dòng)畫(huà)設計
在虛擬現實(shí)技術(shù)領(lǐng)域中的應用虛擬現實(shí)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)，將虛擬現實(shí)技術(shù)和三維交互動(dòng)畫(huà)設計結合在一起，可以建立多源信息融合交互的三維動(dòng)態(tài)視景，并為其賦予實(shí)體行為的系統仿真。使用者可以借助傳感頭盔、觸覺(jué)控制設備，實(shí)時(shí)感受三維虛擬空間，并操控虛擬世界中的對象。虛擬現實(shí)技術(shù)在建筑景觀(guān)方面可以實(shí)現視覺(jué)模擬。在虛擬的三維場(chǎng)景中建立三維建筑模型，并在場(chǎng)景中建立多個(gè)攝像機模擬人的多個(gè)視角，為其加入沉浸式的交互技術(shù)，使用戶(hù)能夠感受到置身于虛擬的建筑中，給予用戶(hù)更加真切的三維漫游的體驗感。虛擬現實(shí)技術(shù)可應用于古代遺跡的場(chǎng)景瀏覽和漫游，應用三維動(dòng)畫(huà)的重構技術(shù)，對受到破壞的遺址和文物進(jìn)行還原，建立數字化遺址和博物館，使用者通過(guò)傳感頭盔在古代遺址中漫游，佩戴觸覺(jué)傳感設備還能感受到虛擬建筑和文物的外觀(guān)造型。在醫學(xué)方面，虛擬現實(shí)技術(shù)可用于虛擬解剖和虛擬手術(shù)，用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)創(chuàng )建人體解剖現場(chǎng)的三維虛擬場(chǎng)景，設計制作出手術(shù)刀、數據手套等觸覺(jué)傳感控制設備，為使用者構建人體虛擬現實(shí)系統，訓練者帶上傳感頭盔就能進(jìn)行模擬解剖。這種虛擬解剖、虛擬手術(shù)的方式可以使訓練者沉浸在手術(shù)情景中，更加真實(shí)地進(jìn)行外科手術(shù)訓練，減輕人體解剖的成本。在軍事領(lǐng)域方面，可將虛擬現實(shí)技術(shù)應用于虛擬軍事訓練。使用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)創(chuàng )建不同的地形地貌和天氣等虛擬環(huán)境，使用者佩戴傳感設備可在虛擬的三維空間與其他人協(xié)同作戰。將這種虛擬互動(dòng)的方式應用于軍事對抗作戰演習，可以使訓練者適應多種環(huán)境的作戰，給予訓練者更加真實(shí)的空間感受，加強互動(dòng)合作。虛擬現實(shí)技術(shù)還可應用于藝術(shù)創(chuàng )作領(lǐng)域，為用戶(hù)設計制作出觸覺(jué)控制畫(huà)筆和相應的調色盤(pán)，并為虛擬空間中的調色盤(pán)賦予多種色彩。用戶(hù)佩戴視覺(jué)傳感頭盔，手持畫(huà)筆和調色盤(pán)就可以在虛擬的三維空間進(jìn)行創(chuàng )作，通過(guò)手中的畫(huà)筆創(chuàng )作出具有空間層次效果的三維繪畫(huà)作品。這種新形式的藝術(shù)作品不僅擁有簡(jiǎn)練的線(xiàn)條和色塊構成，還具有三維的質(zhì)感和體積感，很自然地將線(xiàn)條、色塊等平面造型語(yǔ)言與立體結構、光影、質(zhì)感等三維造型語(yǔ)言結合在一起。還可以加入雕塑、三維動(dòng)畫(huà)軟件等多種創(chuàng )作手段，用戶(hù)通過(guò)使用觸覺(jué)控制手套等相應設備和工具在虛擬世界中創(chuàng )建三維動(dòng)畫(huà)角色，創(chuàng )作過(guò)程不需要耗費大量的時(shí)間和精力，虛擬現實(shí)技術(shù)可以很快地為其呈現出更加具有真實(shí)感的立體影像。配以3D動(dòng)態(tài)捕捉技術(shù)還可以從用戶(hù)的表演中捕捉到相應的表情和動(dòng)作，將這些動(dòng)作數據附加到剛剛建好的三維動(dòng)畫(huà)角色上，使三維動(dòng)畫(huà)角色更加真實(shí)地模仿用戶(hù)的表情和動(dòng)作，增強虛擬現實(shí)與使用者的交互性。
三、三維交互動(dòng)畫(huà)設計在其他領(lǐng)域中的應用
在界面設計中加入三維交互動(dòng)畫(huà)可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品使用的辨識度，三維動(dòng)畫(huà)為使用者帶來(lái)了更好的交互體驗，增加產(chǎn)品的親和力和易用性。交互界面設計中的三維動(dòng)畫(huà)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(jìn)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(guò)程中能夠獲得更好的心理感受。例如在手機APP應用的界面設計中加入精美的三維交互動(dòng)畫(huà)，可以使產(chǎn)品應用的體驗更具吸引力，更具動(dòng)態(tài)性和引導性。將APP的應用界面從傳統的二維平面設計成可移動(dòng)的三維交互動(dòng)畫(huà)界面，增強使用界面的視覺(jué)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(dòng)畫(huà)可以改變網(wǎng)絡(luò )廣告枯燥、生硬、被動(dòng)的宣傳模式。它將三維動(dòng)畫(huà)、聲音、文字、視頻等多媒體元素融合在一起，使用戶(hù)在觀(guān)賞網(wǎng)絡(luò )廣告的同時(shí)還可以與其中的三維動(dòng)畫(huà)角色產(chǎn)生互動(dòng)，充分地展現出網(wǎng)絡(luò )廣告所特有的交互性、體驗性和娛樂(lè )性。將三維交互動(dòng)畫(huà)應用于教育教學(xué)領(lǐng)域，可以為學(xué)生提供生動(dòng)逼真的互動(dòng)學(xué)習情境，例如模擬實(shí)習過(guò)程、操作機械、體育專(zhuān)項訓練等。也可以將其應用于三維校園漫游動(dòng)畫(huà)設計中，教師指導學(xué)生對校園進(jìn)行三維建模、場(chǎng)景優(yōu)化、材質(zhì)貼圖制作、設置環(huán)境、交互設計、漫游動(dòng)畫(huà)以及網(wǎng)絡(luò )發(fā)布等一系列步驟的設計，在虛擬的三維空間中實(shí)現三維動(dòng)畫(huà)漫游、交互操作、信息查詢(xún)以及網(wǎng)絡(luò )公開(kāi)課等功能。三維交互動(dòng)畫(huà)已走進(jìn)了人們的生活，隨著(zhù)它的飛速發(fā)展，未來(lái)的數年也將成為三維交互動(dòng)畫(huà)的時(shí)代。盡管三維動(dòng)畫(huà)設計和交互設計有著(zhù)各自不同的發(fā)展規律和軌跡，但兩者間的合作必將推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，有著(zhù)廣泛、密切的互動(dòng)和交叉應用領(lǐng)域。
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