虚拟现实交互设计
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6.1 工业产品三维动画概念展示设计

红蓝椅是风格派最著名的代表作品之一(图6-1)。这把椅子整体都是木结构,由13根木条互相垂直组成椅子的空间结构,各结构间用螺丝紧固而非传统的榫接方式,以防有损于结构。这款红蓝椅具有激进的纯几何形态。

图6-1 风格派红蓝椅

里特维尔德说:“结构应服务于构件间的协调,以保证各个构件的独立与完整。这样,整体就可以自由和清晰地竖立在空间中,形式就能从材料中抽象出来。”他在这一设计中创造的空间结构可以说是一种开放性的结构,这种开放性指向了一种“总体性”,一种抽离了材料的形式上的整体性。

现代工业产品设计是为满足人们生活需要而设计创造的物质形态,包含使用功能和审美功能,现代工业产品设计功能是首要的,同时又要符合生产的要求,功能的合理性也是构成美的重要条件,应按照美的规律去创造,以体现工业产品设计的实用性。技术性、文化性、审美性和材料性,本案例主要通过对红蓝椅尺寸、结构和比例进行改造和重组,成为一种新的可以折叠和组装的概念性工业产品,从而强化设计的形式与功能相统一的特征。

6.1.1 工业产品椅子模型与动画时间设计

(1)椅子模型设计 椅子模型的制作采用长方体为基本造型元素,利用移动、旋转和缩放命令,配合复制和对齐工具,参考原始红蓝椅子的造型结构,对产品的结构进行解构与重组(图6-2),设计出一个可以对其结构进行动态调整,实现由椅子功能转变为床功能的造型过程。

图6-2 椅子三维造型设计

(2)场景动画时间配置 物体的材质在后期VRP中进行设计与制作,因此在制作完成产品模型结构以后,可以直接开始动画的设计与制作。在时间轴模块中打开时间配置面板(图6-3),设置动画的帧速率为PAL模式,动画长度为25帧,通过1秒钟的动画时间,实现场景动画的设计与制作,对于其动画播放速率和顺序,后期可以根据设计和表现需求,通过脚本语言进行非线性编辑和修改。

图6-3 动画时间配置

6.1.2 工业产品椅子结构与功能动画设计

(1)物体轴心点的调整 为了能够让椅子的结构和功能动画得到实现,在进行动画制作之前,需要对物体的轴心和层级关系进行梳理,这样可以方便后期的动画调节和设计。在层级模块中,进入调整轴面板,单击“仅影响轴”按钮(图6-4),利用三维点捕捉工具,分别调整椅子前方桌腿的轴心点(图6-5)和后方桌腿的轴心点(图6-6)到边缘顶点的位置,为后期旋转动画的制作做准备,这样在对物体进行旋转操作的时候,就会沿着调整后的轴心点进行旋转,从而可以实现结构和功能的转换过程。

图6-4 调整轴面板

图6-5 前方桌腿轴心点位置

图6-6 后方桌腿轴心点位置

(2)父子层级关系的链接 为了实现动画设计的快速表现,需要对物体的层级结构进行调整,利用选择并链接工具(图6-7),根据动画制作的需求,进行父子层级关系的制作(图6-8)。制作的思路是由于群组动画一起运动的,将链接约束到一个物体上,这样在后期动画制作的时候,只对一个物体做旋转动画,其他子物体也会随之一起运动,不但可以加快动画的制作速度,而且还可以更精确地分清产品结构的变化过程。

图6-7 选择并链接工具

图6-8 父子层级关系示意图

(3)三维动画设计 打开自动关键帧按钮,将时间滑块拖动到第25帧的位置,然后利用移动和旋转工具,分别将椅子结构的各个部分,根据前期调整的位置和层级关系,将其变形为一张平板床的造型(图6-9)。在动画制作时,需要注意的是物体的结构在变化过程中,不能有物体交叉或者穿插的现象出现,若出现此类现象,可以手动在物体重叠的位置,调整一个物体的状态位置,并通过关键帧进行记录,直到调整到物体在运动变化过程中,没有穿插和重叠的现象出现为止。

图6-9 椅子变形动画的过程

(4)摄像机路径动画设计 为了能够让椅子产品的演示动画更加完整和明确,可以通过摄像机360度全景展示的功能来设计表现,在场景中创建一个摄像机和一个圆环(图6-10),调整摄像机的位置到合适的视角,并将圆环的位置移动到跟摄像机机位差不多的高度,选择摄像机,然后在动画菜单中,利用路径约束命令(图6-11),将摄像机绑定到路径,切换到摄像机视角,拖动时间滑块,就可以随时观看场景的动画了,对于摄像机的初始位置,可以在运动面板的路径设置中进行细致的调整。

图6-10 创建摄像机和圆环

图6-11 路径约束命令

6.1.3 刚体动画组命名与导出

为了让后期软件识别在3ds Max中制作的动画,需要为每个物体创建刚体动画集合,前缀为vrp_rigid,后面的字符可以根据物体名称和功能进行命名(图6-12)。后期手机材质在VRP中调节,因此可以不用烘焙渲染场景,在实用程序面板下,点击[*VRPlatform*]按钮,利用导出工具(图6-13),将场景中的模型、材质和动画一起导出到VRP软件中,在弹出的导出对话框中,可以识别场景的状态和信息,点击“调入VRP编辑器”按钮,就可以把当前场景导出到VRP软件中进行后期的动画交互设计了。

图6-12 刚体动画命名

图6-13 VRP导出对话框