王 伟 （湖州职业技术学院 313000）

分析三维角色动画制作的关键技术

王 伟 （湖州职业技术学院 313000）

随着我国市场经济发展进程的不断加快，人们对物质生活的需求越来越高。三维动画的制作技术已成为影视剧特效、教育教学以及科学研究等领域中的不可或缺的技术。其中三维角色动画制作的关键技术是保证三维动画制作的基础，本文就三维角色动画的建模技术进行了阐述，并将各类建模技术的性能做了对比，以期使三维动画制作的技术应用更加清晰。

三维角色动画建模技术；三维角色动画运动控制技术

三维角色动画的制作技术是计算机软件与艺术相结合的产物。现阶段三维角色动画的制作技术被应用于各行各业，其中三维角色动画运动控制技术更是决定了动画制作的效果。笔者分析了动画角色骨骼的控制系统、专用动画角色制作的技术、运动捕捉技术以及三维动画角色动作生成技术，并对这四项技术的优缺点进行了对比，旨在使动画师在选择三维角色动画制作技术时能有个清晰明确的技术对比。

一、三维角色动画建模技术

（一）几何建模

现阶段市面上进行动画制作的三维动画软件都具备各自的建模技术。其中雕刻建模技术的制作模式是三维角色动画制作的新技术，利用雕刻工具和笔刷可以准确、快速的制作出设计者头脑中的动画角色。在使用三维动画软件所提供的几何建模技术对角色模型进行建立时，其缺点是制作复杂、过程繁琐、设计效率低，这就对动画师在美术造型能力方面提出了较高的要求。优点是此技术的使用灵活性很高，能帮助三维动画设计者更好地发挥想象力。

（二）图像建模

利用数码相机对动物、演员进行多角度拍摄，再通过相关的软件对所拍摄的照片进行整合，这就获得了拍摄角色的三维模型。图像建模技术改善了几何建模技术建立角色模型效率低的缺陷。

（三）三维扫描

三维扫描技术可以对动物和演员进行扫描，并快速的得到动物和演员影像平面各个采样点的三维空间坐标以及色彩信息，从而获取动物和演员的三维彩色数字模型。此种建模技术，使得三维动画软件所提供的几何建模方法的建立模型缺陷得到了改进。可是三维扫描技术的使用成本较高并不利于动画角色制作者想象力的发挥。

（四）专门的三维角色动画制作软件

三维角色动画制作软件能提供大量的动物、人物以及物品的三维造型，并利用参数盘对这些三维造型的进行调整，这样就可以快速准确的制作出所需要的动画角色模型。将这些角色模型导进三维动画制作软件中，并利用专门的三维角色动画制作软件中的建模技术提高动画角色制作的效率。这种制作条件就使得动画角色的制作变得异常的简单而且也不用其他的硬件设备进行技术支持。然而专门性软件的使用是从三维角色造型的基础上调整出来的，是有一定局限性的，并不利于动画角色制作者想象力的发挥。

（五）动画角色制作建模技术的对比

表1

二、三维角色动画运动控制技术

（一）动画角色骨骼的控制系统

三维动画角色制作软件所提供的角色骨骼控制系统为动画角色的骨骼创建指定层级关系，而且还为动画角色的骨骼制定不同的IK或者是控制器。之后就可以对动画角色骨骼进行关键帧的设置。这种控制技术的优点是使用的灵活性很好，但是要一根一根地创建骨骼直至其成为骨架。对于骨骼细节的制作过程需要涉及正反运动学的知识领域，而却还要手动进行设置。这就使谷歌控制系统的工作过程繁杂，而结果却难以预测。

（二）专用动画角色制作的技术

在三维软件中还设置了Character Studio所提供的Bipe骨骼控制系统。此骨骼控制系统不需要利用手动指定角色骨骼的层级关系，仅在软件中的视图操作中单机拖动鼠标就可以制作出动画角色的骨骼。它的优势在于比骨骼控制系统的使用更具便捷性。除此之外，Character Studio还提供了动画角色自动步迹的制作。步迹制作完成后，Bipe骨骼会自动产生动作，如再加上手动关键帧的动画制作就会使角色增加许多动作。

（三）运动捕捉

顾名思义，运动捕捉就是对演员的运动进行捕捉，并处理捕捉到的信息数据。将这些信息数据导入三维动画角色模型中，使之驱动三维动画角色模型，实现表演者与三维角色模型动作的一致性。此种控制技术解决了三维角色动作制作的局限性，很大程度上提高了三维角色制作的工作效率和准确性。然而其设备的使用成本很高，个别危险系数高的动作表演者根本做不出来。

（四）三维动画角色动作生成技术

三维动画角色动作生成技术是以软件的工作效果体现出来的。动画角色设计者要给动画角色身体的某个部位施加一个力并利用参数设置这个力的方向和强度，动画角色就会受到该力的作用自动产生动作。该技术是利用人工操作、生物动力学以及基因演算领域的知识进行三维动画角色制作的。它既能达到运动捕捉技术的工作效率和准确性，还能完成运动捕捉技术做不出来的动画角色动作。因为三维动画角色动作生成技术所使用的表演者是虚拟的，这就可以模拟各种危险系数高的动作，而且也不需要其他的捕捉硬件设备。

（五）三维动画角色运动控制技术的对比

表2

总结

成功的动画角色是由饱满的任务形象以及富有感情色彩的动作来塑造的，而三维角色动画的制作技术是实现这一内容的重要手段。其中三维角色动画建模技术以及三维角色动画运动控制技术是角色动画制作技术中的关键。本文针对这两类技术的所包含的内容进行了分析，旨在为动画设计行业的发展做出贡献。

[1]石其乐.三维角色动画制作关键技术分析[J].计算机时代，2009，12：8-9-11.

[2]樊宇.三维动画制作中关于角色装配技术与角色动作规划探讨[J].科技资讯，2011，31：18.

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