探究AR技术在交互动画制作中的应用与探索.pdf

83影视制作数字艺术Digital Arts摘要：交互动画随着技术的不断革新在创作方式、交互手段、视觉效果等方面都在不断提升，带给动画创作者的想象空间也越来越丰富，AR技术作为当下科技领域的热门产业，也被广泛运用于艺术创作中。本文从交互动画和 AR 技术的发展出发，探究两者的创新结合。关键词：交互动画；AR 技术；动画制作探究 AR 技术在交互动画制作中的应用与探索文/中国船舶工业综合技术经济研究院 洪婕国内外交互动画的发展现状从早期手动旋转图片形成的图象动画效果到现在可人机互动的交互动画，随着信息化时代的到来，动画艺术的发展出现了质的飞跃。观众以前只能从画面中单方面获取信息，但现在可以成为故事的参与者，与动画本身进行互动，甚至可以决定整个作品的呈现状态，带来全新的视听体验。动画的传播方式也从电视、电脑、智能手机等平面环境，到现在可通过计算机虚拟设备做到与真实世界相融合，实时、立体地呈现在观众面前，成为具有可操控性、体验性、视觉性的数字动画 艺术。目前交互动画的类型主要有引导选择型和沉浸体验型两种，第一种将动画剧情分为若干分支，观众在观看过程中有多种不同的选择，而做出的每一项选择也会影响故事的发展与结果，使得观众对动画角色的代入感加强，投入的感情也更加真实；第二种主要特点为感官体验，通过交互装置让观众与动画实时互动，将观众的视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官充分调动起来，甚至摆脱动画的叙事功能，让观众自行探索，沉浸于动画打造的虚拟环境中。交互动画的人性化、科技化、多元化等特点也为人们带来了福音，在教育上知识不再只是枯燥的文字，通过互动能加强知识点记忆，提升学习效率；在娱乐上不再只是单纯地观看，可互动性的加强，也让感官体验更加丰富，起到更好的愉悦身心的效果；在生活上互动加强使交流更加便捷有效，更能促进社会经济文化的繁荣发展。但同时交互动画的制作要求相比传统动画则更高，为保证质量达标需要投入的人力与资金也更多，同时具备动画绘制和交互编程能力也是对动画师们的极大挑战。交互动画目前还处在发展中的阶段，还有更多的可能性需要我们去不断探索，动画的艺术性和观赏性也有待提高，因此随着技术的不断革新，交互动画的发展需要每一位动画研究者在新技术的支持下不断创新与思考。AR技术的发展AR 全称是 Augmented Reality，也就是增强现实，是一种通过计算机设备将难以出现在现实世界的虚拟信息叠加在真实环境上，两者相互融合，共同作用，使人类感官达到超越现实体验的一项技术，具有沉浸感、交互性和三维注册三大特征。沉浸感体现在 AR 从视觉、听觉、嗅觉等各个方面都能与真实世界信息完美融合，让人既能感受到不同，又无法辨别真伪；交互性体现在 AR 的虚拟信息和真实世界信息是实时关联的，人们可以直接与虚拟对象互动，并且能及时得到自然的反馈，更重要的是 AR 中的交互根据个人需求是灵活可变的；三维注册体现在 AR 是以真实场景中的物体为标识建立的虚拟空间，所有的虚拟信息都在这个空间中生成并与真实环境匹配。AR 技术的不断发展，给人们带来了丰富的信息，在一定程度上也改变了人们的生活方式，在很多行业领84影视制作数字艺术Digital Arts域也都有着丰富的应用潜力。教育方面 AR 可以提供虚拟化的可交互模型，帮助学生在有限条件里真实感受实验操作，提升学习质量；军事方面 AR 可以模拟真实的战场，在训练中给士兵提供身临其境的环境，加强训练效果；医疗方面 AR 可以提供模拟器官等人体模型，方便医生进行快速诊断和临床治疗，提高病人的治愈率。除此之外，AR 还应用于游戏娱乐、文化展示、家具购物、人脸检索等各个方面。AR技术在动画领域的应用AR技术的独特性在于它并不是完全虚构的虚拟世界，而是对真实世界信息的增强，能不断打破我们的常规认知，将我们所熟悉的真实环境做出颠覆性的改变，不断带来新的视觉刺激和感官体验。将 AR 的这一特性应用到动画领域的创作中，能从视觉性、空间性、互动性这三个方面都给动画带来全新的展现形式。在视觉上动画能以更加立体的形态呈现在虚拟空间中，增近动画与人们之间的距离；在空间上动画能为人们打造出在真实世界无法体验到的环境，给人们带来沉浸式的感官享受；在互动上人们与动画的接触更加自然、真实，增强了动画的生命力与活力。在视觉艺术上的应用：我们最常见的大多是基于平面识别的技术，将静态的图片转变成为动态的图像，通过这样的方式能更加直观、有趣地了解到图画中所表达的内在含义。在艺术馆、博物馆等历史古迹展览中我们常常能穿越古今，与历史对话，亲切体验那个年代的精美艺术；在 3D 立体画中能让我们与可爱的动画角色亲密接触，打破二维空间的格局，体验更加真实的三维艺术；在装置艺术中，能观看虚拟三维动画与真实世界的事物相结合，在视觉上共同构成一幅艺术的画面。（如图 1）AR 增强现实技术作品 Crossing the mirror，便是将二维平面画作和三维动画相结合。在空间艺术上的应用：能将那些被历史掩埋的古建筑还原到真实世界里，让人们沉浸在古老的历史文化中，感受不同文化的艺术魅力；在联欢晚会的舞台上，通过虚拟影像与真实场景的同步直播，加强舞台的空间感与艺术美感，增强人们的视觉体验，让人们沉浸在舞台表演的艺术中；AR 电影的未来发展，可以将电影空间放置到我们所熟悉的真实环境中，打破我们的常规认知，从视觉、听觉、嗅觉、触觉等各方面都能给人们带来身临其境的艺术享受。（如图 2）北京冬奥会开幕式上的雪花就是由 4K 超高清 AR 制作出来的。在互动艺术上的应用：最常见的 AR 交互方式是对手机或平板的屏幕进行点击、滑动、捏合等手控操作，常用在 AR 教育类图书中，方便儿童在学习时对虚拟模型进行放大、缩小、动画播放等互动；而 AR 头戴式设备等更加先进设备的使用，使得 AR 交互方式更加多样化，形成了自然丰富的手势、体感交互形式，能与虚拟角色进行直接接触。像在 Magic Leap 和 Hololens 开发的各种 AR 游戏或是体感设备的 AR 游戏中，人们与虚拟角色就像处在同一个世界中一样，每一个互动都会及时得到角色相应的反馈，给人们带来极强的真实感。如图 3 所示为 HoloLens 首款多人 AR 游戏飞车 大战。AR技术与动画艺术的结合动画艺术随着技术的不断提升，其表现形式也在不断地丰富和变化，从二维平面播放到三维立体呈现，再到如今的全息动画影像，动画艺术带给人们越来越真实的感官体验，同时也渗透到人们生活、工作、学习的方方面面。在动画形式上，通过 AR 的计算机设备，动画可以随时出现在我们周围的真实环境中，与我们互动，并且运用到了娱乐、教育、科研等各方面，对于动画的艺 图2 北京冬奥会开幕式 图3 飞车大战 图1 Crossing the mirror85影视制作数字艺术Digital Arts术提升和应用价值具有重要意义。在动画剧本设计上，动画不再是固定的单线剧情，更多考虑的是与观众互动所产生的连带反应，剧情是灵活多变的，更可以由观众来作为主角，指引着剧情的发展走向。在动画镜头设计上，画面效果不仅要美观，更需要考虑现实世界的光线、空间等因素带来的影响。在动画角色的设计上，考虑到人们可以在任意角度观察角色，并且与角色互动，因此对角色造型的要求必须很高，角色个性也需要更加鲜明有趣。AR 技术可以将虚拟世界与真实世界相融合，而要真正做到在视觉效果上的“真实”，则必须不断提升虚拟物体的呈现状态，在优化处理两者的光影关系、空间关系、互动关系等融合要素的过程中，也是对 AR 技术的不断挑战。AR 虚拟影像一定程度上来说其实就是三维动画，都是人为创造的虚拟物体，但动画在艺术层面上会蕴含更高的文化意识和价值意义，能给 AR 技术增添丰富多样的互动媒体形式。我们常常可以在博物馆看到利用 AR 技术对古老艺术品的还原；在美术馆可以欣赏到AR 技术对字画的动画演示和视觉增强；在艺术馆可以亲身体验到在 AR 技术创作的虚拟场景中与虚拟角色的互动；更有很多绘画的图像或者身边真实的物体都能利用 AR 技术展现出丰富多彩的动画艺术效果。降灵 Appear是艺术家林俊廷的作品，他被认为是当代新媒体艺术华人的代表性人物，他认为天地万物都有灵魂，这些物灵一直存在于空间中，甚至能影响一些自然现象和人类社会，透过远古时代的特殊符咒，我们便可以打开天眼，看到异次元的灵性空间，在世界中找到他们的踪影，与神灵沟通，一起遨游在天际。该作品由此而生，在展览馆墙面的相框中有三道符咒，用IPAD扫描符咒，符咒便会抖动起来，并且呈现出奇异的景象。画中有龙、鹤等不同生灵出现，他们自由自在地在设备中旋转、舞蹈、飞翔，不受任何的空间限制，我们可以在整个展览空间中 360 度搜寻他们的踪迹，直到他们消失回到符咒中。（如图 4）该作品以寻找物灵为目标，让观众主动地参与到这个故事设定中，每个不同的观众，每次不同方式地打开符咒，都会产生新的动画，而且每次都是一个全新的艺术作品。这样的艺术形态十分新颖，所传达的艺术理念也极富深意，这种互动方式也具有很强的趣味性，能让观众有很强的参与感和沉浸感。动画是艺术家们构想的虚拟世界，AR 也是计算机编写的虚拟空间，AR 技术与动画艺术的结合，不仅增加了动画的表现形式，而且有助于动画艺术更好地实现和展示，达到更加逼真的效果，与观众的互动状态也更加密切。动画艺术带给 AR 技术的不仅有形式上的创新，更有丰富的文化内涵，AR 技术自身也在这个过程中不断革新，拥有无限可能的发展前景。将具有巨大潜力的 AR 技术不断应用到意蕴深厚的动画艺术中，两者相互融合，共同促进，能够丰富人们的日常生活，不断给人们带来创新性的感官体验。图4 降灵Appear【参考文献】1 赵杰,董海山.交互动画设计:Zbrush+Autodesk+Unity+Kinect+Arduino三维体感技术整合M.北京:化学工业出版社,2016.2 刘丹,张引.交互动画的表现形式研究J.赤峰学院学报:自然科学版,2016(21):138-139.3 余洋.数字交互动画的视觉性与互动性探究J.艺术研究,2017(2).4 逯恩绮.交互式动画在数字媒体中的应用分析J.传播力研究,2019(24).5 安福双.正在发生的AR增强现实革命M.人民邮电出版社,2018.6 何汉武,吴悦明,陈和恩.增强现实交互方法与实现M.华中科技大学出版社,2019.7 李龙.AR技术的发展与前景J.军民两用技术与产品,2017(12).8 顾长海.增强现实(AR)技术应用与发展趋势J.中国安防,2018,No.153(08):88-92.9 孟凡墨.解析AR技术在动画电影中的应用J.新媒体研究,2016.