交互式三维动画快速创作系统分析

　　摘要：三维动画是科技与艺术的完美结合，是当今进行影视广告创作的最有力手段。其强大的技术突破了客观条件的限制，可以随创意进行自由的畅想与创作。新时代的三维动画创作，要以创意为核心，进行各种技术的综合运用，使得作品越来越好，文章重点就交互式三维动画快速创作系统进行了分析和探讨。
　　关键词：交互式；三维动画；创作运用
　　三维动画艺术是近年来计算机科技发展的结晶，是动画艺术与计算机三维数字技术相结合的一门相对独立的新型艺术形式。三维动画艺术由最初的图像图形技术逐渐发展到现在，已普遍运用到电影、影视创意、后期特效、虚拟现实和数字媒体等多个领域。三维动画的发展先后经历了初步发展时期、迅猛发展时期和全盛时期三个阶段，已经形成了科学合理、系统完善的创作流程和艺术表现手法。
　　一、三维动画教学存在的问题
　　当前在各个高校中虽然都普遍开设了有关三维动画的课程，但是，课程设置的重点并没有放在三维动画创作上，而更多的是把教学重点放在了各种先进的动画软件应用上，这样的教学活动就让三维动画课程重心出现了偏移，学生的实际创作能力也就不会提高。软件只是三维动画制作的一种工具性途径，而三维动画的创作才是动漫产业得以持续发展的关键。但是从当前动画作品来看，大多数都是用先进的技术效果来渲染动画效果，实际创作思路并没有实现创新。这也是当前三维动画创作出现问题的原因之一，教学理念没有实现创新发展。当前，在课程改革的浪潮中，三维动画的教学目标和对学生的培养方向也要适当进行调节。在原来学生的培养方式主要是以掌握基本三维动画创作知识为主，而在课程改革之后就强调对学生能力的培养，但是由于某些学校没有联系学生实际而进行培养目标的制定，导致学生的发展偏离了主要的方向，目前，学生所提高的能力都放在了先进技术的应用，而忽视了最基础的三维动画创作能力的提高。这种缺少目标的教学不但会阻碍学生的正常发展，更会导致学生失去对社会的适应能力。
　　二、交互式三维动画的设计技术
　　对象与场景的融合技术是数字图像处理中一项重要的技术。选择源图像中感兴趣的区域作为对象，然后无缝拼接到新的背景场景中，目标是让融合的结果图像看上去尽可能的和谐与自然。传统的泊松融合算法中，运用边界条件来解泊松方程，以实现在对象边界和场景目标的差异之间进行平滑的插值。这种梯度域融合方法必须要求融合的图像在梯度域上尽可能平滑。而选择更快速的均值坐标的方法，来逼近求解泊松方程。这种基于坐标的方法在实际运用中，不像上述方法那样需要解一个复杂的泊松方程，而是沿着边界对内部的每个像素加权后进行插值。其速度快，易实现，内存占用小，同时结果显示其融合效果也很好，能够达到实时性的要求。目前应用于创建基于Web的真实三维图形的编程语言极少只有VRML2虚拟真实建模语言和JAVA3D等由于许多创建3D输出的软件都具有VRML文件格式的功能如3DSMAX而很多软件开发商也开发出在Web上显示VRML格式文件的插件PlugIn最著名的有Comosplayer2等。因此，利用VRML2来创建网上3D模型是最佳的选择。VRML2有丰富的造型功能共有10个构建几何Geometry的节点，利用VRML2的几何节点和描述物体表面特性的节点，Appearance可以创建真实的基本三维形体，如圆柱圆锥、球等。如果结合Transform的translation平移、scale缩放、rotation旋转、节点行插入节点、Inline以及DEFUSE工具，可以建立复杂的三维场景。
　　三、交互式三维动画的生成
　　三维动画起初的制作流程十分复杂，要经过草图的设计，虚拟场景的设置和场景中人物的动作设计等各个方面。这样一个工作流程需要很多人分工才能完成，往往一部三维动画需要耗费大量的人力、物力。传统的三维动画的制作中，人物的骨骼的运动，需要采用反向动力学的原理，通过确立子骨骼的位置，然后利用反向推导出其父骨骼方位。但是这种技术也存在一定的问题。其设定的参数比较复杂，需要花费大量的时间和人力。本文提出一种基于样例的交互式三维动画生成方式，这种方式能大大缩短三维动画的制作过程，也使得已经完成的动作可以持续的使用。基于样例的动画合成方法是从已经存在的动画入手，这种方式避免了重复的大量劳动，成为当前计算机图形研究的一个重点。基于样例的动画生成技术，从基于草图的三维动画复制基础上产生。在这种方法下，用户可以在保留源动画的风格的情况下，随意加入自己的创意。因为这种特点，该方法就具有了很大的通用性。该生成方法完全是根据样例来驱动新的目标的。它不需要源网格和目标网格具有相同的三面角片数和顶点书，也不需要有类似的拓扑信息。这种方法也适合源网格和目标没有明确对应关系的情况。用户只需要使用草图工具在源对象和目标对象之间设立一种类似的运动状态即可。通过原型系统上的交互工具，可以让用户在多个源动画上指定复制区域，然后把这些动画复制到目标区域上。在目标区域上设置控制点，使用非闭合网络均值坐标，根据源动画的风格来变形目标网格。利用交互调整控制点的方法具体实施。通过优化计算的方法，计算出对应于各个样例姿势的权重，生成适合各个控制点的目标的动作帧。在这一步中，可以通过调整目标网格的参数来控制复制的结果，通过参数的设置来获取最光滑的目标网格，从而生成动画动作的关键帧。后期的美化处理。在复制完之后，新的逼真的三维动画就生成了。在基于样例的交互式三维动画的生成方式中，源动画和目标动画可以是完全不同的，它们之间通过线型草图进行联系。因此，源动画可以是多个，都与目标网格之间进行联系，并产生全新的动画，由此动画创作人员可以在节省步骤的基础上，自由的加入自己的创作理念。
　　四、结束语
　　目前在技术上，三维动画的制作可以采用多种方式，有基于草图的三维动画的生成，也有基于控制的三维动画的生成和基于样例的交互式三维动画的生成。
　　参考文献：
　　〔1〕蔡黄辉，Java。动画图形和极富客户端效果开发〔J〕。企业文化，2014。
　　〔2〕卢涤非，斯进。基于样例的交互式三维动画的生成〔J〕。科技与企业，2015。