浅谈影视动漫设计中3D技术的应用研究
随着经济和科学发展水平的提高，人们对生活品质的追求也越来越高，在文化娱乐方面显得尤为突出。文化体验、影视动漫行业已经融入了人们的日常生活。而人们对生活质量和文化体验的强烈需求，为影视动漫行业的发展提供了支持。如今的影视动漫之所以饱受热捧，与其很好地利用了一种全新的科学技术——3D技术密切相关。3D技术的切入，加快了我国影视行业的发展脚步，把影视动漫带进了一个全新的视觉层面。最近几年，3D技术一直是动漫影视行业热议的话题。影视动漫创作者利用3D技术制作出全新的作品，也为观众朋友带来了一场场的视觉盛宴。在3D技术受到广泛的认可和赞扬的当下，为了能够保持这种发展势头，不少专业影视创作者和学者对3D技术开展了一些列研究与讨论。通过对3D技术的细分和创新，可以为我国影视动漫行业的发展提供强大的技术和理论支持。文章对3D技术的常用软件、运用3D技术进行设计的主要步骤、影视动漫中的3D技术运用和3D技术的实现技术展开了讨论，并对其中的几个问题提出了一定分析，给影视动漫设计中的3D技术创作者提供一定的借鉴。
标签：影视动漫；3D技术；3D应用；实践原理
在计算机技术发展的推动下，我国的3D技术得到了较快发展，影视动漫行业也开创了全新的
发展模式，摆脱了传统生硬、平淡的影视模式。3D技术的应用，使影视中展现的场景更加宏大，场景显得更为逼真与形象，带给观众一种身临其境的视觉效果，3D技术在影视动漫业的发展具有巨大的潜力，其应用范围还将得到继续扩大。
融入3D技术的动漫作品也让动漫的市场进一步扩大，动漫作品越来越受到观众的好评，不仅被年青人、小孩所接受，也得到了成年人的喜爱和追逐。
3D技术理念对于人们来说已经不再是一个新名词。专业的影视动漫制作者想要满足更多消费者的需求，需要从3D技术的本质出发，从实践中总结经验，为人们创造出更多优秀的影视作品，从而满足市场的需求。
1 影视动漫设计中常用的3D技术软件
计算机技术的发展和演变催化了3D技术，计算机3D技术在动漫设计中被广泛运用，也取得了较大的成果。1994年伴随着迪斯尼《狮子王》影片诞生，一场电脑图形图像学的革命也就此展开。动漫设计师逐渐把3D技术融入到作品创作中，完成了许多以前不可能完成的动画设计，让作品展现出更宏伟壮观的爆炸场景，真实的云雾仙境效果，奇幻的粒子变化等。这样的作品受到了人们的喜爱和追捧，三維动画事业也受到了人们的关注。
依靠三维动画软件，动漫创作者设计出虚拟的动画场景，非常形象和逼真的场景烘托着剧情故事。在这个三维场景中，动漫创作者根据故事情节设置的大的场景环境、场景中的事物，制作出它们的模型；创作者再根据整个动漫设计的要求，虚拟特定的内容，把摄像机和虚拟事物的运动轨迹结合起来，以设计事物的参数为依据，在已经设定的模型上添加材质和彩效果。在这些准备工作做好之后，创作者利用计算机的3D动画软件，对最后的动画效果进行渲染呈现，产生最后的组合到影片中去的3D画面。
影视动画中的3D技术一般依靠这三种计算机软件来实现：Maya软件、3dsmax软件和Lightwave 3D软件。
影视创作者利用Maya软件进行作品中的3D模型的构建。Maya软件可以提高电影、电视、游戏等领域开发设计和创建制作的工作效率，同时对多边形建模的处理上也进行了创新和简化。按发布Maya软件的Autodesk称，Maya软件运用了全新的运算法则，在多线程支持方面可以发挥多核心处理器的优势，提高软件的性能；新的HLSL着工具和硬件着API则可以大大增强新一代主机游戏的外观，另外在角建立和动画制作方面也体现了很强的柔性设置。①Maya软件采用的非线性动画制作的方法，突破单一的时间顺序编辑限制，对所要处
理的虚拟场景进行编辑，具有较大的独特性，这样的方式让影视动漫创作者工作时候得到更多的方便，受到了广泛的欢迎，也让Maya软件在影视创作中得到了广泛的应用。在需要处理一些如角动画、运动学模拟等复杂要求时，Maya软件明显有优势。Maya的CG功能十分全面，包括了：建模、粒子系统、毛发生成、植物创建、衣料仿真等。可以说，在建模、动画和速度方面，Maya都非常出。
相对于高端的三维Maya软件软件，同属Autodesk公司的3ds max则是属于中端软件，易学易用。3dsmax软件主要实现了对造型进行设计的功能，在三维动画编辑处理上，其功能主要表现在将动画、渲染和建模的结合，通过三者的结合，可以根据实际事物建立起三维造型。该款软件的操作界面比较简单，容易上手，通过一个窗口就能实现基本操作。其较高的功能性和简单的操作性，受到了许多影视动漫初学者的青睐；一方面，该3D技术可以被影视创作者很快地掌握；另一方面，其广泛的应用性为更多的影视作品带来了全新的视觉体验。同时，3ds对设备平台的要求相对较低，软件本身的价格也比较低，这就让一些小成本小制作的影片、游戏的CG制作成为了可能。
Lightwave 3D软件的最大优点是具有相对较高的性价比。很多专业的影视动漫创作商在对影
视动漫制作成本有要求时，通常都会选择这款软件。Lightwave 3D软件操作简便，易学易用。相对来说，它在生物建模和角动画方面的功能更为强大；同时基于光线跟踪、光能传递等技术的渲染模块，也让使用该软件进行处理得到的作品的渲染品质更高。它的优异性能可以满足游戏、广告、网页和电影动漫制作上的需求，同时其较低的价格也倍受影视特效制作公司和游戏开发商的青睐。
一部影视动漫作品中的的三维软件，并不是一成不变的，影视创作者会根据具体的情况进行分析，选择最合适的软件综合使用。
2 3D影视动漫设计的主要步骤
2.1 动画制作准备阶段
影视动漫创作者通过计算机来制作三维动画时，需要提前把动画设计出来。这时就要依靠专业的绘画人员把所要设计的动画图案绘制出来，再把动画手绘材料准备好，主要是动画的内容设置和动画的场景设置，动画手绘材料的质量将直接影响最后的3D动画整体效果。动画的场景设置包括了声音处理、概念体现、主体分格、整体调等。2.2 动画制作中间阶段
该阶段也是整个动漫制作最为重要的环节，涉及的操作较为复杂和繁多。例如：建立模型，创作者在进行制作时，首先要通过三维几何体和扩展三维几何体把模型制作出来。利用这两种方式建立模型的好处是：有利于后期对有关参数进行修改、缩放，从而改变模型，这类模型的美感和使用价值远远超过其他一般模型。材质选择，材质的反射、质感和硬度等一些特性将对3D动画的光影效果产生较大的影响。贴图制作，该过程也是比较关键的一个环节，通过软件工具，以实际事物的质感为依据，可以实现二维形式的图片和三维形式的图片的转换。再把已经制作好的事物三维模型与设计框架进行结合，通过二者的连接，可以实现同时运动，从而模拟出真实的运动效果。根据现实场景在灯光设定上做出适当修改，模拟出一种真实的场景，在调整时注意考虑参数的设定、位置的改变和灯光颜的变化等。
2.3 后期合成阶段
创作者需要在后期对3D动画作品进行整体效果的修改，结合视觉、听觉等因素，逐步完善3D特效。
3 影视动漫设计中3D技术的应用
3.1 影视动漫角设计的3D技术
影视动漫中的角设计是整个影视设计中运用最重要的基础部分。动漫角的设计是以创作者自己的创新思维和独特见解为基础进行的。通常在动漫角创作时创作者可以融入独特的文化元素，从而吸引更多观众的注意，带动影视作品的剧情发展，保持了故事情节的有效性，提高了影片的可观赏性。3D技术赋予了动漫角立体三维效果，加强了角的真实感，在肢体、表情、动作的表现上显得更加流畅和逼真，给观众带来震撼的感觉。如果动漫角设计得平淡粗糙，则会大大降低人们对影片的观赏性。
3.2 影视动漫环境设计的3D技术
影视动漫中的环境设计一般是角所在的、故事发生发展所处的场景环境设计。3D技术可以根据剧本要求创建出一个虚拟的逼真环境，例如：草原、河流、街道等；而且这些环境可以是以动态的方式进行呈现，其三维效果把故事里的场景表现得栩栩如生，让观众可以感受到事物场景的运动性。这种真实感犹如把观众带到了虚拟的场景中，荧屏中的事物有种夺屏而出的感觉，这种身临其境的体验，受到了观众的喜爱。
3.3 影视动漫动作设计的3D技术
影视动漫中的动作设计主要体现在动漫人物的动作和表情上。3D技术的动作设计参考了真人的动作表情，例如：人走路的一系列动作表现，不同年龄不同性格不同情绪时的不同的走路姿态。3D技术可以模拟了人走路时的每一个动作和相应的表情，手臂摆动、衣服褶皱、面部表情变化等。通过对这些细节的处理和模拟，可以使得整个人物动作看起来较为连贯和逼真。此外，3D技术还可以通过设备将人的某个身体部位与电脑连接，通过人的动作变化，电脑可以直接给3D场景中的人物加入特殊的动作，提高了人物动作的真实性。而在真实的人物活动之外，计算机技术还可以赋予角超现实的各种魔幻性的表现。
3.4 影视动漫画面设计的3D技术
影视动漫中的画面设计是3D技术的一大特，作品画面的真实感和震撼度吸引了各个年龄层观众。在现代技术的支持下，3D画面主要表现得流畅真实、灯光柔和、景自然和场景震撼等，整个动画的清晰度超过了一般的二维动画，给人不同的视觉感受。3D技术比较有利于制作出场面浩大的画面，特别是战争、科幻、魔幻等场面。在彩设计上的各种搭配，赋予动画场面丰富的动画层次感；多种彩的撞击，给观众带来视觉上的冲击，提高了画面的可观赏性和震撼性。
4 影视动漫中3D技术的探讨与实践
4.1 三维实时渲染
图形渲染作为图形学发展的重要组成部分，在各行各业中得到了广泛应用。特别是计算机辅助设计、影视动漫制作和各类可视化应用中，图形渲染的真实感效果被越来越多的创作者所看中，其制作要求也在逐漸提高。三维实时渲染算法决定了一个交互式图形系统能否进行有效运转，通过对每个算法的合理组合，可以建立起一条渲染管线。再对渲染管线进行多次测试，避免了计算机硬件对其产生排斥；对各个管线算法的性能进行对比，提取性能较高的管线，最终二维模型到三维模型的转换。渲染管线是三维实时渲染系统的核心，也是图形学研究领域的重要方面。
4.2 影视CG设计
ComputerGraphics简称CG，主要是通过计算机技术实现了视觉设计。影视CG也随着计算机技术的不断发展而被应用到越来越多的领域，主要包括了：影视动漫、3D网络游戏、3D电影、电影特效、室外建筑、室内设计、三维模型，此外，在众多二维设计作品中也包含了C
G技术。数字化艺术设计的概念已经被人们所认同，再加上信息传播的多样性和高效性，加快了CG在影视动漫应用领域的多样化发展。
3d立体电影创作者通常在模型建立的时候会选择Maya和3dmax这两款功能丰富的三维设计软件。在对这两个建模软件进行使用前，需要对人体、动物和自然环境提前有一个了解；再通过结合Photoshop绘图软件的学习，创作者需要具备一定的绘画基础，给模型制作贴图；最后，通过AfterEffects和Premiere等软件，在动画后期的调整和修改时，给动画加入特效，从而改善动画的整体效果。