利用游戲引擎制作三維動畫的利弊探討

（湖北文理學院，湖北 襄陽 441053）

一、引言

截至2017年6月，三維動畫制作者的數(shù)量在全球已經(jīng)超過了400萬，其中中國的制作者更是占據(jù)著總數(shù)的62%，超過了英國、美國以及韓國等國家。這一數(shù)據(jù)說明了三維動畫在飛速發(fā)展的同時，其潛力也是不可估量的。信息技術(shù)愈發(fā)的多元化和豐富化，為三維動畫的制作提供了發(fā)展機遇，三維動畫在受到新型技術(shù)的沖擊下，也呈現(xiàn)出日新月異的面貌。一個個新的信息化技術(shù)被運用到三維動畫制作領(lǐng)域，一項項新型的三維動畫制作模式回響在我們耳邊。游戲引擎對于三維動畫制作效果的提升是顯著的，通過游戲引擎制作三維動畫，能夠提供更為智能的光效，使三維動畫的渲染效果更為真實化。但游戲引擎也有其固有的局限性，這是事物本身特性所決定的。筆者以三維動畫為研究藍本，圍繞游戲引擎對三維動畫的利與弊展開探討，希望能夠豐富三維動畫制作的理論研究，推動三維動畫制作朝著創(chuàng)新化、科技化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

二、應(yīng)用游戲引擎制作三維動畫概括

近年來，隨著游戲引擎公司在改良三維游戲以及三維動畫上資金投入的提升、在技術(shù)創(chuàng)新能力上的加強，許多游戲引擎能夠較為完整的對三維動畫進行一個制作。典型如Unreal以及Unity等游戲引擎，能夠較為快速地創(chuàng)建三維游戲，高效進行三維動畫模擬以及三維動畫可視化操作。又如FrostbiteEngine等游戲引擎則通過高性能的顯卡，實現(xiàn)三維動畫中的巨型場景渲染，為三維動畫提供非常清晰的模型及貼圖。

傳統(tǒng)三維動畫制作流程分為前、中、后三個階段，利用游戲引擎制作三維動畫同樣需要遵循這三個階段。傳統(tǒng)的三維動畫制作在創(chuàng)作三維動態(tài)分鏡時需要加以渲染，還原度不高，且需要投入大量的人力資源和時間資源。而利用游戲引擎創(chuàng)造三維動態(tài)分鏡時則不需要加以渲染，還原度較高，且投入的人力資源和時間資源都大大減少。應(yīng)用游戲引擎制作三維動畫與傳播三維動畫制作最大的區(qū)別在于中期制作這個時間段。傳統(tǒng)的三維動畫制作流程需要創(chuàng)建三維模型、生成法線貼圖、進行數(shù)字雕刻、制作動畫并輸出動畫。而使用游戲引擎制作三維動畫則可以直接導入傳統(tǒng)三維動畫軟件輸出的模型，省略了傳統(tǒng)三維動畫制作中最耗費人力資源和時間資源的逐幀渲染環(huán)節(jié)。在后期階段，應(yīng)用游戲引擎能夠直接輸出三維動畫并且在引擎上進行直接觀看。

現(xiàn)階段，各個游戲引擎開發(fā)技術(shù)團隊的核心工作都放在了前期和后期部分，各個團隊希望能夠通過技術(shù)升級來實現(xiàn)前期、后期工作全部在游戲引擎上完成，實現(xiàn)一種“一站式”的三維動畫制作模式，加強游戲引擎在三維動畫制作中的應(yīng)用能力。

三、該種模式的優(yōu)越性

（一）擁有大量的使用者基礎(chǔ)，容易普及

游戲引擎擁有大量的技術(shù)團隊和使用者，這就使得利用游戲引擎制作三維動畫這種模式具有很強的普世性。這種普世性一方面會推動這種模式向著更為成熟的方向發(fā)展，使得更多的人參與到產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品使用上。除此之外，與大型三維動畫制作軟件相比，利用游戲引擎制作三維動畫無疑會更加的經(jīng)濟方便，使得許多三維動畫制作愛好者能夠接觸到這一模式。例如，游戲引擎擁有強大的資源共享庫，這些共享庫上存在大量用戶上傳的資源，可以供其他用戶免費或者付費使用。普通用戶能夠通過較為低廉的成本接觸到三維動畫制作教程和工作手冊，可以解除更多模型、角色、場景、程序和材質(zhì)等。

（二）對使用者的專業(yè)能力要求降低

在傳統(tǒng)三維動畫制作軟件中，使用者需要掌握一定的數(shù)學、影像、美術(shù)、計算機程序和光學方面的知識，這就要求使用者必須具備較高的專業(yè)能力。如果不具備這些能力，使用者很難對三維動畫進行很好的處理、調(diào)試與合成。而利用游戲引擎制作三維動畫則顯得更為便捷，對使用者的專業(yè)能力要求也更低。這是因為游戲引擎自身帶有強大的環(huán)境光遮蔽系統(tǒng)、全局光效系統(tǒng)以及豐富的著色器，其相較于傳統(tǒng)的三維動畫制作軟件顯得更為易上手化和智能化。就拿光影效果來講，使用者無需掌握較高的光影處理能力，不需要進行太多調(diào)試就能使得三維動畫表現(xiàn)出十分理想的光影效果。

（三）解決三維動畫在全景式、交互式和立體式層面的問題

第三代三維動畫的核心要素包括全景式、交互式和立體式，應(yīng)用游戲引擎制作三維動畫能夠讓觀眾更為直白的觀看三維動畫，增強三維動畫的感知力和渲染力。傳統(tǒng)的三維動畫電影采用的是立方體或者球體的投影方式，在進行動畫渲染和合成時負擔較重，也比較耗費資源。而使用游戲引擎制作的三維動畫則能夠減輕資源上的耗費，只需要一臺計算機就能輕松呈現(xiàn)動畫效果，無須對動畫進行畫面拼接和渲染。除此之外，應(yīng)用游戲引擎制作三維動畫更加注重虛實結(jié)合，能夠讓觀眾體驗到更強的畫面感。最后，應(yīng)用游戲引擎制作三維動畫的方式是一種全數(shù)字化方式，制作出來的三維動畫比較容易在手機等移動端平臺播放。

四、該種模式的弊端

(一)軟件與引擎之間的兼容性問題

第三方軟件與游戲引擎的互通只能局限于部分通用的文件格式上，對于許多第三方軟件制作出來的文件格式，游戲引擎并不能直接進行使用，而是通過格式轉(zhuǎn)化器對格式進行轉(zhuǎn)化后才能使用，且格式轉(zhuǎn)換存在不穩(wěn)定性，時常會轉(zhuǎn)化出不完整的文件。這就導致游戲引擎并不能很好地識別第三方軟件制作的格式，對于初次使用游戲引擎制作三維動畫的制作人員來講是一種很強的挑戰(zhàn)，需要初級使用者慢慢的去摸索和習慣。例如，三維動畫軟件中制作出來的3s材質(zhì)是無法直接導入游戲引擎進行使用的，需要通過其他軟件進行調(diào)試后才能導入。現(xiàn)階段，第三方軟件商以及游戲引擎技術(shù)團隊都在致力于實現(xiàn)文件格式的通用，簡化文件格式的轉(zhuǎn)化步驟和流程。

（二）對計算機硬件設(shè)備要求高

在應(yīng)用游戲引擎制作三維動畫時，如果需要發(fā)揮游戲引擎強勁計算以及實時計算的能力，保障三維動畫能夠達到一個絢麗和流暢的效果，就必須要依賴較為強勁的硬件設(shè)備。尤其是對顯卡、硬盤以及CPU的要求較高。在一些特種三維動畫、立體影像以及VR動畫的制作商，更是需要采購價格高昂的高性能、高端顯卡。這就導致只有經(jīng)濟基礎(chǔ)較好的三維動畫制作團隊才能購買并使用游戲引擎，無形中增加了三維動畫的制作成本?，F(xiàn)階段，游戲引擎技術(shù)團隊也在探索如何通過改進游戲引擎，使其可以在配置較低的計算機上流暢的運行。

（三）仍然存在效果上的瑕疵

隨著游戲引擎發(fā)展，游戲引擎在制作三維動畫時雖然能夠很好的處理流體、剛體、柔體、粒子系統(tǒng)以及布料，但是目前還難以達到電影級別的要求。利用大型的特效軟件來進行特效制作，還是能夠達到更為理想的渲染效果。典型表現(xiàn)在人物毛發(fā)系統(tǒng)的處理和渲染上，游戲引擎就顯得明顯的不足，不能達到利用大型軟件制作的那種逼真效果。除此之外，利用游戲引擎制作三維動畫畢竟起步較晚，現(xiàn)階段仍然處于個一個尚不成熟的發(fā)展階段，與其他發(fā)展成熟的特效制作軟件而比其還需要有所改進并積累。

五、結(jié)語

三維動畫制作是現(xiàn)在信息技術(shù)領(lǐng)域火熱的代名詞之一，其作為一種藝術(shù)表現(xiàn)形式，充分提升了人們的視覺感受。伴隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展和豐富的形勢下，三維動畫的制作也應(yīng)當緊跟時代的步伐，有效結(jié)合新型信息技術(shù)，形成一種新型制作模式，進而推動我國三維動畫制作的發(fā)展，使我國三維動畫制作水平能夠與國際水平接軌。游戲引擎為三維動畫的發(fā)展帶來了巨大的變革能量，通過游戲引擎進行三維動畫創(chuàng)作能夠呈現(xiàn)出更好的視覺效果，這種視覺效果的呈現(xiàn)對于三維動畫的發(fā)展具有跨時代的意義。筆者認為，未來三維動畫制作人將有更大的創(chuàng)作發(fā)揮空間，綜合利用多種信息技術(shù)一定會成為三維動畫制作的一種趨勢。