《基于虚拟现实技术(VR)的动画交互性设计分析》-工学论文，科技论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于虚拟现实技术(VR)的动画交互性设计分析

范文

郑永芹

摘要：本文首先阐述了虚拟现实技术的特点及优势，接着分析了虚拟现实技术（VR）的动画交互性设计。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：虚拟现实技术（VR）;动画;交互性设计

引言：

随着虚拟现实技术的不断发展和普及。在影视动画领域，虚拟现实技术的应用能够提高动画的制作水平，满足现代化人们对动画效果的需求。深入分析虚拟现实动画的交互性设计对推动动画制作、设计的发展有着重要意义。

一、虚拟现实技术的特点及优势

虚拟现实技术具有多元化交互感知的特点，因为在虚拟现实系统中有丰富的传感配备，人们通过视觉、听觉、触觉等传感器获得多方信息，利用多元化感知实现人体与虚拟系统的互动，提高虚拟环境的真实度，增强人们的感知体验。互动过程中，人们借助 VR 头盔、眼镜等配件置身于虚拟环境中，人体运动及相关指令会在虚拟环境中得到相应回应，人与环境的交互活动真实自然。交互过程中，计算机系统中的感应设备会对人体部位活动进行动态监控，并将相应的活动数据传递给计算机系统，确保人体活动与模拟系统有机结合。此外，虚拟现实技术具有很强的沉浸感，传感设备会将人体的运动信息传递给计算机，计算机对信息进行加工处理，信息被输送给头盔、眼镜等硬件设备，人们对虚拟环境产生真实感受，并逐渐融入虚拟环境中。

二、基于虚拟现实技术（VR）的动画交互性设计分析

2.1???? 虚拟现实交互平台

使用 VRP 虚拟现实交互平台，其为针对美术相关专业人员开发的三维美工虚拟显示交互平台软件，图1为虚拟交互动画平台的构成，其具有较强的实用性、较高可视化，能够有效满足不同行业技术需求。在虚拟现实交互开发平台中，能够导人三维仿真场景模型，并且设计交互事件，设计多视角镜头漫游动画等。另外，此平台中的高效渲染引擎能够实现高度真实感的实时画质，硬件相互兼容，而且交互较为良好，还能够和虚拟平台无缝连接，满足虚拟现实动画交互性设计的需求。在实现虚拟现实场景模型和前期动画创建、设计过程中，三维仿真建模平台为主要手段。虚拟现实交互平台重视程序设计，三维仿真建模平台重视美工设计，是场景仿真体验、物体智能交互、逻辑判断过程中尤为重要的工具。两者并不相同，但是都是设计虚拟现实交互动画的重点，图2为虚拟动画实现的流程。

2.2???? 虚拟现实动画的仿真模型创建

虚拟现实动画能够使真实物象形态需求得到满足，基于三维建模平台对物体的特点进行仿真。不同三维虚拟交互动画场景中要素建模特点不同，主要建模特点为：第一，标准模型库的创建。主要实现动画中环境、建筑群的创建，利用虚拟环境模型的多样化特点对不同类型进行建模。第二，创建标准材质库。制作物体高精度表面纹理，结合模型建模的贴图方向，从而设计纹理贴图坐标映射的方式。第三，根据实际尺寸实现建模，以测绘及历史档案的资料，精准反应模型真实空间尺度关系。第四，编写模型的名称，在实现模型及用户交互的过程中，提高模型命名及交互对象的正确性，根据意图实现交互任务。

图像建模的传统方法时通过图像信息的收集，然后利用后期处理软件实现无缝拼接，以此生成全景图，实现调节参数的设置，从而生成逼真场景。此技术的主要优势就是模型面数较低，使蒙版图片为面片模型赋予，实现高分辨率图片的设置。比如在制作树木模型的过程中，要先利用三维仿真建模平台的渲染技术实现面数较大树木材质进行渲染。然后通过 PhotoShop 图像处理软件对树叶、树枝等进行处理，利用三维仿真建模平台使其朝着TGA文件进行转化。最后，利用此材质实现模型创建。在实现制作的时候，要避免大量的树木模型。使用 PhotoShop 中已经制作的树叶材质实现去除杂色和锐化，使图像尺寸及分辨率得到提高，以此提高仿真效果。

在实现虚拟交互系统开发的过程中，场景中的三维模型较为复杂。为了能够满足最佳视觉效果，并且提高计算机处理的速度，要求模型能够精简，将模型中的冗余面去除，实现内存资源的优化。在进行建模的时候通过三级建模规则全面权衡效果和速度。如果模型的面数比较多，那么就会降低系统运行过程中的速度，并且还会使文件的数据量得到提高，以此严重影响到系统运行过程中的速度。在网络发布过程中还会对下载的速度及时间造成影响，那么就要實现模型优化。利用面数优化，能够使面数控制到两万个。比如在实现此类设计的时候，斗拱属于主要面数的主要优化对象。首先，实现已经设计的斗拱单体结构面数关系进行设计，不对造型影响，将多余的面删除，使模型分段数降低，以此降低面数，并且避免重叠面，最后利用阵列运算制作斗拱整体造型。

三维虚拟交互动画主要的优化对象就是树木植物模型，因为树木模型具有大量的面数，单一的树木面数就超过上百万，并且场景中具有大量的树木，那么此种三维模型不优化，就会占据大量显卡硬件存储资源。VR 代理技术是利用三维仿真建模平台实现渲染，通过外部实现 VR 代理物体的导出，从而使原本具有较大面数物体通过 VR 内核进行压缩，使其面数代理数量降低到几百个，保存贴图信息及模型投影，以此提高仿真的视觉效果。代理模型能持续的复制，并且还能够将多个几何模型对相同代理模型进行贡献爱那个，提高三维虚拟显示系统运行过程中的流畅性，而且对效果及效率进行平衡。部分的树木能够在此种场景中通过图像建模实现，并且真实树木能够通过 VR 代理优化开展。假如场景模型的数量较多，那么就会影响到启动虚拟现实动画过程中的速度，图形工作站也会因为计算量较大从而无法使模型加在，使建模运算的速度得到降低。将统一材质对场景中相同物体进行赋予，调整贴图坐标，设置材质的 ID 号码。其中的模型通过塌陷命令使同种模型物体的面数进行降低，从而使场景加载时间和运算的速度进行提高，最后通过将不可见的物体隐藏，实现模型的简化。以此方法对其他的物体也进行坍塌运算，使场景数量得到降低。虚拟交互动画的目标就是完美视觉艺术效果，表现效果及渲染速度尤为重要，三维虚拟场景模型的表面通过存储光照信息进行优化，使三维模型视觉仿真度得到有效的提高。此种项目场景通过烘焙贴图的方式实现光影及材质等贴图的烘焙，提高贴图信息完整性。利用 PhotoShop 图像处理软件编辑纹样，对贴图进行剪裁、锐化及修改对比度等，从而提高贴图逼真的视觉效果。通过三维仿真平台贴图烘焙面板调节渲染的设置，并且制作全息贴图。烘焙贴图技术属于渲染贴图的方式，能够使光影信息存储到烘焙贴图中，此场景模型会出现光影信息，缩短浏览器对灯光计算的时间，并且提高场景视觉仿真度。

结束语：

综上所述，虚拟现实动画交互设计还存在很多不足之处，使得我国动画交互设计水平有待提升。对此，设计人员应深入分析虚拟现实动画设计中的局限性，合理利用虚拟现实技术开展动画制作工作，提高虚拟现实动画的交互性，推动行业发展。

参考文献：

[1]包春新.虚拟现实（VR）动画的交互性设计研究[J].电视技术.2018（08）.

[2]刘哲军，姚瑶.论虚拟现实动画的审美艺术特征及其价值[J].哈尔滨学院学报.2017（10）.

[3]吉文军.虚拟现实（VR）动画的交互性设计研究[D].中央美术学院2017.

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