浅析基于游戏引擎技术的三维动画制作

马浩增赵跃隆冯镜澎

大连工业大学艺术与信息工程学院辽宁大连116000

摘要:本文研究从游戏引擎技术出发，分析游戏引擎技术支持下三维动画的制作。游戏引擎以其高效的实时渲染、实时修改以及众多的第三方插件支持，能够很大程度上提高传统三维动画的制作效率，降低三维动画制作强度，缩短制作周期，从而达到降低动画制作成本的目的。在制作技术方面，使用游戏引擎制作动画更能够在动画和游戏产品之间做快速的资源转换，进一步降低动画或者游戏衍生产品的制作周期和制作成本。同时，在使用效果上，可以做到游戏与动画之间的实时转换，在玩游戏的同时看动画，动画中的某个情节需要观众进行互动的时候，随时可以以游戏的形式进行切入。

关键词：游戏引擎；三维动画；制作

中国的动画起源于上世纪20年代,中国的动画长片《大闹画室》，解开了中国动画史绚烂的一页。《大闹天宫》、《哪吒闹海》、《天书奇谭》等优秀动画的诞生证明了中国动画曾无比地辉煌过，这也证明中国动画片是有实力的，有适合它发展的艺术规律。中国有能力，有实力做出让世界信服、称赞的动画影片。但是，传统的动画制作工艺和技术愈发的跟不上时代的步伐。日新月异的动画制作手段让中国的动画不断地受到冲击。传统的动画制作项目，其中包括了二维手绘动画和三维动画，不管是制作技术还是制作周期，明显落后于国外的制作。

一、三维动画制作中游戏引擎技术运用的重要性分析

中科院深圳研究院专家表示，目前的中国动画，创意不佳是一方面，绘制效率低、专用设备贵也是瓶颈。其中制作1分钟的动画需要2万元成本，其中90％是人工成本及时间成本，大量的人工耗费在图像的渲染程序上。如果采用通用制作平台，在单机上绘制一次的时间为10小时左右，远不能满足实时绘制的需求。如果采用多个大规模计算机来绘制，造价又太高，普通制作者无法承受。制作一段动画和渲染一段动画所需要的时间相同，甚至成倍增加，降低了动画设计人员的工作效率。游戏引擎在三维动画影片制作流程的介入，利用游戏引擎先进的技术对传统动画流程进行改造升级，就可以很大程度改善这一弊端。

二、游戏引擎介入到三维动画制作的基本方法

使用游戏引擎制作三维动画，有着很多跟传统动画制作流程相同的步骤和方法，本文着重介绍两者不同之处以及传统动画制作中可以利用游戏引擎特性改善制作环境的方面。、

（一）充分表达制作者制作思路

一部动画片的起步阶段，前期准备充分与否尤为重要，往往需要主创人员就剧本的故事、剧作的结构、美术设计的风格和场景的设置、人物造型、音乐风格等一系列问题进行反复的探讨、商榷.首先要有一部构思完整、结构出色的文学剧本，接着需要有详尽的文字、图画剧本或者动态分镜头剧本，传统剧本在直观性和动态分镜头剧本在可修改性上有很大的局限。游戏引擎在此阶段可以利用“实时修改”和“实时渲染”所见即所得的自身优势，介入到动画制作中，“实时渲染”技术可以让导演完整的看到影片的整体氛围，不用耗费大量的时间等到传统动画软件进行渲染。“实时修改”技术可以让导演对自己不满意的脚本进行修改，游戏引擎开发人员只需对参数进行调节，就可以对剧本进行修改，并且可以实时的让导演观察到影片效果的变化，协助导演对影片细节的取舍。这其中就包括：镜头范围、机位设置、影片节奏等方面。

（二）节省动画制作的基本时间

动画制作进入到中期阶段后，项目重点转移到了动画动作的调节和气氛的营造方面。通过游戏引擎技术，可以成倍的提高制作效率，往往在以前需要很长时间进行调节才能够完成的动画镜头，只需要几行代码就可以进行有效控制。在动画调节方面，对群体动画的控制一直就很难把握，千军万马进行冲锋的场景，每一个角色都要进行单独调节，每个角色调节不包含日后修改的时间，平均需要用时5分钟，1000个角色就需要将近84个小时，按每天8小时工作制，就需要10个工作日。

利用游戏引擎制作群体动画，就可以对其进行脚本控制，只要对单个角色会产生的动画进行制作，比如：Walk（行走）、Run（奔跑）、Hide（躲避）、Attack（攻击）等。制作人员只需要对整个群体动画的运动方向，行进节奏以及角色动作的灵敏程度进行控制，进行细节调整就可以了，整个群体动画制作可以缩短到1个工作日完成。在渲染方面,传统的动画制作软件（如常用的3dsmax）所制作出的动画必须预先渲染并拷贝到胶片上之后才能进行放映。而游戏引擎的介入,则通过“实时渲染”技术绕开了冗长的预渲染过程，制作人员在自己的制作设备上边制作边渲染，90分钟的动画只需100分钟的渲染时间。

（三）后期制作效果更加多样化和丰富

特效制作和后期剪辑时动画影片后期制作的主要内容，传统动画制作中，特效部分的添加和调节，以及效果把握是重中之重，优秀的动画特效都是需要不断地修改和磨合出来的，反复的素材采集、制作和调节，期间不可避免的造成创作人员精力消耗以及创意流失。游戏引擎对粒子系统的控制就可以弥补这一缺陷所带来的问题。同一个粒子，通过在粒子发射器范围、角度；粒子产生数量、尺寸、颜色；粒子分布、迸射速度以及物理特性的控制，可以完成不同物质现象的转换，比如：水流、烟雾、火焰、体积光等。另外，游戏引擎可以提供众多的画面特效，，可以实时的烘托影片氛围。

三、当代中国三维动画制作过程中游戏引擎技术的运用和转化

目前即使在最新的4D电影中，整个动画影片播放过程,观众除了能够被动的接受设置好的摇摆、喷雾等感官刺激外，没有任何可以亲自参与的内容，观众只能按照设定好的情节内容进行观看，众多导演的想法也无从施展，比如：现在有很多电影有多结局设置，观众只能多次观看不同场次的电影，或者购买影片的花絮部分才能够感受得到；在比如：目前的影片只能是按照时间为主线去发展情节，而无法让观众主动去选择下部分情节的走向，很大程度上限制了动画电影的发展。游戏和动画的区别，在参与者方面来说，很大程度上就是“互动”的区别。是参与者能不能够对其进行掌控的区别。动画电影现在不断有新的技术的产生和应用,观众的所能获得的视觉和触觉感受越来越趋于真实和刺激。

游戏引擎在三维动画制作过程中的应用可以在动画剧本创意，动画影片渲染以及后期特效制作过程中，提供更高效的制作工具，节省出大量的时间来进行动画创意和其他相关部分工作；有效地打通游戏和动画之间进行转换的壁垒；提供更有趣的影片体验。游戏引擎的介入将很大程度的推进三维动画制作技术的发展进程。游戏引擎的介入，可以让观众从被动的接受者变成主动地参与，假设有一个情节，一辆疾驰的汽车要撞击影片主角的一刹那，电影出现让观众参与的内容，观众可以大声呼喊并挥舞双臂，电影院预先设置的声音感应和动作感应可以捕捉到观众的反应，如果观众的反应达到预设的数值，电影会朝着主角躲过车祸，大圆满结局发展；反之，则主角遭遇车祸，结局就会朝着悲剧方向发展。观众不但得到了更好的影片体验，导演的众多创意和想法也会得到更好的发挥。

小结：通过上述分析，可以了解到当代游戏引擎技术的合理运用能够对我国三维动画行业的发展起到积极的刺激效果，我国在未来三维动画的制作和开发过程中，要积极采用游戏引擎技术，节约制作成本和时间，打磨出更加优秀的作品。

参考文献：

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[3]宋辰.被动接受与主观选择——论游戏引擎技术支持下的VR影视剧创作[J].戏剧之家,2018(36):97.