SimulEyes VR立体动画技术应用研究

贾兵

（吉林师范大学，吉林四平130000）

SimulEyes VR立体动画技术应用研究

贾兵

（吉林师范大学，吉林四平130000）

随着三维立体动画技术的发展，SimulEyes VR立体动画技术受到人们的广泛关注。该文阐述了SimulEyes VR立体动画的技术原理，分析了SimulEyes VR技术的应用状况和应用方式，并展望了SimulEyes VR技术应用于三维动画创作领域的前景。

立体动画；虚拟技术；方法

0 引言

虚拟现实技术是将传感技术和立体视觉技术相结合、用来制作三维图形的技术。通过SimulEyes VR立体动画技术，把计算机动画技术和虚拟现实技术结合起来，能够制作逼真的三维立体动画，有效地改善动画给人带来的视觉效果。

1 SimulEyes VR技术的作用

SimulEyes VR技术是由美国立体动画公司研究和开发的一种立体动画视觉虚拟游戏软件。在特定工作环境下，把SimulEyes VR和液晶显示眼镜结合在一起，能够产生虚拟现实的效果。SimulEyes VR技术的软件开发工具包包括BorlandC++、MV C++等。在 DOS5.0及以上工作环境中，运行SimulEyes VR应用程序，并借助Windows平台，才能运行其它应用程序。SimulEyes VR的硬件包括控制盒、电源及电缆、15针VAG和SimulEyes VR电子眼镜。SimulEyes VR电子眼镜由两块液晶显示镜片组成，交替打开和关闭眼镜镜片，并与显示器上的图像交换频率相同。利用定位标识，可以同步控制左、右镜片的显示。具体来说，就是利用沿着显示器底部的黑白小图标，确保靠近左眼区域像素行的左边是25%的纯白色，其余区域为纯黑色；靠近右眼区像素行的右边是75%的纯白色，其余为纯黑色。利用交替显示立体动画的程序，能够把两条像素行组合在一起[1]。对于翻页转换式动画程序，以视图网络缓冲器底部的一条像素作为定位标识。通过调用SimulEyes VR驱动程序，使立体动画系统处于工作或停止工作的状态。

2 SimulEyes VR立体动画技术原理

SimulEyes VR立体动画技术是运用视差原理优化动画视觉语言的技术。人的左眼和右眼之间存在视差，无法判断物体的纵深。纵深感就是人的前后空间感，它导致人观看的物体存在视觉偏移。例如，把一支笔放在人的眼前时，当人闭上一只眼睛后，再用另外一只眼睛观察时，发现笔对准黑板上的点产生了偏移。人的眼睛产生偏移的原因是人的左、右眼之间有一定的距离，两只眼睛的视角不同，两只眼睛观察同一目标的结果必然存在细微的位移偏差。所谓立体视觉效果，是人的左、右眼观察的图像在大脑中的综合反映，从而使人可以分辨物体的远近和前后，从而产生立体视觉。SimulEyes VR立体动画是运用透视方法，把两个图像中的一个图像偏移到另一个图像上，进而产生两个交替呈现的图像。目前，在SimulEyes VR立体动画系统中，运用不同的方法可以变换左、右眼成像视的图。还可以利用驱动程序。以快速翻页的方式，在一秒钟内多次完成左、右眼的视图交替显示，而且这些视图能够存储在独立的320×200分辨率缓冲器中，利用驱动程序还可以把左右眼的信息划分成不同的像素行，然后使每个像素行交叉显示新图像。

3 SimulEyes VR立体动画技术的应用

3.1 在真实模式下的驱动程序

作为终端常驻程序，SimulEyes VR的DOS驱动程序包含多个函数。当图形在适当位置时，函数发挥作用，从而与电子眼镜交换数据信息。在真实模式下，在启动系统应用程序前，用户系统已经开始运行驱动程序，并使驱动程序与立体动画程序之间建立联系，应用驱动程序，建立立体动画子系统。在SimulEyesVR系统中，拥有快速转换左、右眼视图的缓冲区，驱动程序拥有与多种模式的接口，具体包括高分辨率交错模式、彩色模式和单眼视图模式[2]。在系统工作过程中，通过发出中断信息，在垂直方向的空白区域进行周期性的触发，并显示起始地址和转换页面，以确保通过电子眼镜观察的影像与屏幕影像同步。

3.2 保护模式下的驱动程序

在DOS处于保护模式时，在程序的工作目录下存放驱动文件。如果驱动程序不存放在目录下，必须用连续运动驱动程序，才能运行应用程序。在DOS保护模式状态，利用系统驱动程序建立立体动画子系统。子系统中包含来自左眼和右眼分别单独成像的两个图像，利用每个电子眼镜各有两个缓冲器。利用立体动画工具和四个缓冲器，确保图像同步。在调用驱动程序过程中，要连接库程序和应用程序。

3.3 在Windows下的驱动程序

要在SimulEyes VR与Windows之间建立联系，必须使用动态链接库程序。动态链接库程序包含可识别图形适配器的函数，并具有适配器脱离和进入交替转换的功能，并能激活立体动画子系统，从而使显示的图像与通过眼镜观察的图像同步。在编写立体动画应用程序时，连接Windows平台的软件开发工具包和库程序。为了保证图像同步，必须在显示屏底部形成白色定位标识，并且标识与显示元素上部的部分重叠。由于Windows的应用环境是多任务工作环境，用户可以随时进入或退出立体动画应用程序。库程序包括暂时停止运行和恢复运行的子系统、以及驱动多个动画应用程序同时运行的系统，能够跟踪多个动画程序，却不影响窗口图像。为了获得效果更好的立体图，应开发能把图像转换为立体透视图的其他程序[3]。

3.4 SimulEyes VR技术在动画创作中的应用

在运用SimulEyes VR技术创作动画时，一般把动画制作过程划分为创建模型、模型导入、属性设置、相机创造和渲染输出等五个环节。与二维动画创作相比，运用SimulEyes VR技术创作动画具有更大的优势，可以实现从单一故事情节向多情节转变，从可预见故事结局向不可预见结局转变。在动画制作过程中，必须设定多个故事节点，并设置交互属性，以便根据观众的选择和反应引导剧情发展。运用VR技术，可实现模式创作动画，先导入创作模型，再设置模型的物理属性，并根据故事情节分镜头创建相机。通过跟随镜头，可以实现动画角色运动，并利用VR技术设置跟随程度，以实现多镜头切换。利用VR技术的声音系统模拟各种特效，可以通过辨别声音，确定动画人物和观众的位置、以及距离。

4 SimulEyes VR立体动画技术应用趋势

从目前的应用情况来看，SimulEyes VR立体动画技术在动画背景素材从2D向3D转换领域里具有很好的应用前景。与二维动画制作相比，三维动画制作工作量很大。在动画拍摄过程中，要按照要求设计和拍摄立体动画；在动画制作后期，利用SimulEyes VR立体动画技术合成图像。随着三维动画技术的快速发展，越来越多的人运用三维动画技术制作3D动画。SimulEyes VR技术是一种能够虚拟动画场景真实感的技术，赋予了三维动画新的视觉语言特征。从画面语言构成上来看，三维动画视觉图像是运用色彩、材质、特效、光效和造型等多种技法构成的视觉图像。运用SimulEyes VR技术，能够增强造图像的冲击力和视觉感，能够更好地烘托动画的主体，更好地衬托场影的空间层次。近年来，三维动画和三维动画游戏的市场占有份率不断提高，给传统动画带来了巨大的冲击。虽然应用SimulEyes VR立体动画技术，增强了动画的真实性和生动性。但是，这对电脑和服务器的配置提出了更高的要求，必然提高制作成本[4]。对于动画游戏玩家来说，3D网页游戏对电脑配置和网速的要求也很高，这必然会妨碍动画游戏的推广。从总体上看，SimulEyes VR立体动画技术将得到广泛的运用。

[1]胡伶俐,王守宽.论3D立体技术对三维动画视觉语言的优化[J].美与时代(上)，2014（4）：96-98.

[2]彭国斌,罗兴华.从《阿凡达》谈立体动画电影美学[J].电影文学，2010（24）:52-53.

[3]刘强.数字立体动画技术的应用原理分析[J].民营科技，2014（10）:7.

[4]李静.三维动画技法分析及其对传统动画的冲击[J].软件，2014（10）:126-128.

责任编辑 仇大勇

Application Research of the VR SimulEyes Three-dimensional Animation Technology

JIA Bing
(Jilin Normal University,Siping Jilin 130000,China)

With the development of three-dimensional animation technology,VR SimulEyes threedimensional animation technology has also been got more and more attentions.Based on this situation,this paper analyzes the VR SimulEyes three-dimensional animation technical principle,application status and methods,development and other related issues in order to provide a reference for the people concerned about it.

three-dimensional cartoon;virtual technology;method

TP391.41

A

1674－5787（2016）06－0144－03

10.13887/j.cnki.jccee.2016（6）.42

2016-11-09

贾兵（1986—），女，吉林省四平人，2013年毕业于东北师范大学动画专业，硕士，现为吉林师范大学助教，研究方向：设计艺术学。