1.2 三维动画
三维动画是随着计算机软硬件技术的发展而产生的一项新的技术。它在计算机中建立一个虚拟的世界，设计者在虚拟的世界中按照设定建立相应的模型和场景。三维动画依赖的CG技术需要通过计算机强大的运行能力来模拟现实，完成3D建模、材质与纹理、骨骼与绑定、动画调制、灯光特效和渲染输出等步骤。在三维动画的制作过程中，每一个步骤都是紧密关联的，任何一个步骤的失误和错误都会不同程度的影响影片的合成质量，也可能导致最终失败。
1.2.1 三维动画的概念
三维动画，又称3D动画。它的工作原理和方法是设计师在计算机平台下先创建一个虚拟的世界，然后在这个虚拟的三维世界中按照要表现对象的形状尺寸等相关数据建立模型和场景的设计，再根据需要设定模型的运动轨迹、虚拟摄像机的运动和其他动画参数设置，最后按设计意图为模型赋予特定的材质和灯光效果。当这一切完成后就可以进行渲染设置与输出，通过后期的剪辑与合成，最终生成三维动画效果。
三维动画技术，可以模拟简单的工业产品展示与艺术品展示，也可以模拟复杂的角色与场景模型，从静态、单个的模型到动态、复杂的场景都可以依靠功能强大的动画技术而实现。三维动画依赖于真实完美的虚拟现实技术的设计与表现，具有极高的精确性、真实性和无限的可操作性，在商业、科技、军事、教育、医学、娱乐等诸多领域得到了广泛的应用，如某些展示动画、角色动画、建筑漫游、影视广告、特效制作等，给人带来一场前所未有的视觉盛宴。
随着计算机技术的不断发展与创新，三维动画现在已被人们越来越看重。因为它比二维的平面图像更加直观、形象与生动，更能给观赏者以身临其境的感觉，尤其适用于那些尚未实现或准备实施的项目与工程，可以使观者提前领略到设计方案实施后的精彩效果与展示。
1.2.2 三维动画的发展历史与特点
三维动画的发展历史到目前为止可以分为3个阶段。1995～2000年是第一阶段，此阶段是三维动画的起步以及初步发展时期（1995年皮克斯的《玩具总动员》标志着动画进入三维时代）。在这一阶段，皮克斯、迪斯尼是三维动画影片市场上的主要玩家。
2001～2003年为第二阶段，此阶段是三维动画的迅猛发展时期。在这一阶段，三维动画从“一个人的游戏”变成了皮克斯和梦工厂的“两个人的撕咬”：你（梦工场）有怪物史瑞克，我（皮克斯）就开一家怪物公司；你（皮克斯）搞海底总动员，我（梦工场）就发动鲨鱼黑帮。
从2004年开始，三维动画影片步入其发展的第三阶段——全盛时期。在这一阶段，三维动画演变成了“多个人的游戏”：华纳兄弟电影公司推出圣诞气氛浓厚的《极地快车》；曾经成功推出《冰河世纪》的福克斯再次携手在三维动画领域与皮克斯、梦工场的PDI齐名的蓝天工作室，为人们带来《冰河世纪2》。至于梦工场，则制作了《怪物史瑞克3》，并且将《怪物史瑞克4》的制作也纳入了日程之中。
亚洲三维动画联盟机构——花鸦影动中国城，是这个行业的全球技术权威机构，是用以帮助发展中国家三维产业成立的联盟机构。
相对于实拍广告，三维动画广告有如下特点：能够完成实拍不能完成的镜头，制作不受天气季节等因素影响，对制作人员的技术要求较高，可修改性较强，质量要求更易受到控制，实拍成本过高的镜头可通过三维动画实现以降低成本，实拍有危险性的镜头可通过三维动画完成，无法重现的镜头可通过三维动画来模拟完成，能够对所表现的产品起到美化作用，制作周期相对较长，三维动画广告的制作成本与制作的复杂程度和所要求的真实程度成正比，并呈指数增长，画面表现力没有摄影设备的物理限制，可以将三维动画虚拟世界中的摄影机看作是理想的电影摄影机，而制作人员相当于导演、摄影师、灯光师、美工、布景，其最终画面效果的好坏仅取决于制作人员的水平、经验和艺术修养，以及三维动画软件及硬件的技术局限。
三维动画的制作周期较长，虽然技术入门门槛不高，但是精通并熟练运用需要多年不懈的努力，同时还要不断学习发展的新技术。三维动画的制作是一件艺术与技术紧密结合的工作。在制作工程中，一方面要在技术上充分实现广告创意的要求，另一方面，还要在画面色调、构图、明暗、镜头设计组接、节奏把握等方面进行艺术的再创造。与平面设计相比，三维动画多了时间和空间的概念，它需要借鉴平面的一些法则，但更多是要按影视艺术的规律来进行创作。
1.2.3 三维动画的应用领域
随着计算机三维影像技术的不断发展，三维动画越来越被人们所看重，其主要应用于建筑设计、城市规划、动画制作、园林设计、产品演示、模拟动画、片头动画、广告动画、影视动画、角色动画、虚拟现实等主设计。其中三维动画技术在商业建筑展示设计艺术和工业产品展示设计艺术中具有重要的价值和意义。
商业建筑展示设计艺术主要包括：城市建设与规划、城市形象展示、城市数字化工程、园区景观建设、市政规划、商业建筑、居民住宅、公共场所设计、虚拟城市等方面的设计与制作。在这些项目开始动工前，都要有一个完整的前期设计与规划过程，综合各种因素进行分析和归纳，首先要制定出详细的工程目标和方案，然后再确定方案的合理性和可行性。为了在前期预想工作中得到最终的成果展示，利用三维动画的虚拟现实技术，可以轻松地实现这一过程，通过建筑漫游动画、三维虚拟展示动画、楼盘3D动画宣传片、工程投标动画、概念建筑动画等多种手法进行相应的艺术处理与表现，可以在工程项目未进行前，对未来的发展方向有一个大体的认识和了解，从而可以提高工作效率，有效的降低风险性。
三维动画技术一方面使得展示设计的时间和空间的范围和深度得到拓展和延伸，使传递的信息的数量和有效性得到量的提升与质的改变；另一方面由于其虚拟展示的灵活性与多样性，可以使一些在现实环境中不可能展示的对象得到淋漓尽致的表现，让人感受到身临其境的真实感与亲切感，从而使展示设计更具大众性和综合性。三维动画技术在商业建筑展示设计艺术中主要解决未开发项目的虚拟现实表现和以开发项目的推广与宣传。在商业建筑规划与设计中的漫游动画可在展示过程中，借助虚拟现实技术构建一下虚幻的三维场景，让观赏者参与其中，体验其中的交互感与沉浸感。
随着三维动画技术的不断发展和进步，在商业建筑展示设计艺术中，其典型的视觉形象和艺术特征也具有广泛的应用和研究。VRP-MUSEUM（网络三维虚拟展馆）是一款针对各类科博馆、体验中心、大型展会等行业，将其展馆、陈列品以及临时展品移植到互联网上进行展示、宣传与教育的三维互动体验解决方案。利用VRP-MUSEUM可以将传统展馆与互联网和三维虚拟技术相结合，打破了时间与空间的限制，让更广泛的用户在网络平台上真实感受展馆及展品，用在线互动的方式体验“畅游寻觅，身临其境”的网上会展！网络三维虚拟展馆成为目前最具价值的展示手段！和传统实体展馆相比较，其表现特征有着本质的区别。
三维动画技术可以在计算机平台下进行设计实践，虚拟物体的三维模型是以数据的形式储存在计算机内部的，各种信息在计算机中经过程序的运算与处理，按照设计人员的创作思路，可以根据需要局部观察或整体调整，实现展示动画视角与方位的灵活变化。在项目立项、工程设计中，它的作用是显而易见的，通过三维动画展示可以找出设计中的缺陷，这样可以有效减轻制作的难度，缩短设计的周期，增加设计人员的兴趣，从而降低制作的成本。随着虚拟现实技术的发展，三维动画技术在商业建筑展示设计艺术中的应用必将得到广泛推广与应用。
工业设计是一项遵循自然与客观法则来进行综合性的规划创造活动，是一门技术与艺术相结合、功能与形式相呼应的学科，它受社会形态、自然环境、文化观念以及经济等因素的制约和影响，体现了“用”与“美”的高度统一和“物”与“人”的协调关系，把先进的科学技术和广泛的社会需求作为设计风格的基础。工业产品展示设计艺术是一个富有秩序的设计系统，它借助于各种传播媒介从结构形式、功能说明、应用方式上进行专项设计来完成信息的传递。最终实现产品展示的功能，从而带给人们更加真实的审美体验感受。
产品动画是动画领域的一个分支，它利用计算机图形（CG）技术及多媒体设计软件，把产品的结构、特点、功能、工作原理、使用方法、注意事项等通过三维动画的形式立体呈现出来，使人们直观、翔实、全方位地动态了解产品功能及特色。产品动画已广泛运用于工业产品的研发、测试、宣传、展示等方面，例如以汽车为代表的交通工具类展示动画及以手机为代表的电子产品展示动画、机械产品零部件装配动画、工程应用动画、产品生产流程及生产工艺等三维动画。利用虚拟现实技术提供的交互性，将产品置于一定的环境或者故事情节中，在网络上可以使用Cult3D技术对产品的工作环境或者产品拟人化的表现进行动态展示。
随着虚拟现实技术与多媒体技术的发展和有机融合，在新产品开发过程中，科技人员在不断提高计算机操作的人机界面综合技术，从而改善了虚拟产品设计中人与计算机的交互方式。目前，所采用的将虚拟现实技术引入CAD环境，这将便于模拟新产品开发中产品的某些性能，又便于设计人员对产品的修改。技术条件好的公司，在进行虚拟产品设计时，设计人员可以先利用现有的CAD系统建模，再转换到VR环境中，让设计人员或准客户来感知产品。设计人员也可以利用VR-CAD系统，直接在虚拟环境中进行设计与修改。例如在对汽车的设计时，设计人员在具有全交互性的设计环境中，利用头盔显示器、具有触觉反馈功能的数据手套、操纵杆、三维位置跟踪器等装置，将视觉、听觉、触觉与虚拟概念产品模型相连，不仅可以进行虚拟的合作，产生一种身临其境的感觉，而且还可以实时地对整个虚拟产品（Virtual Product）设计过程进行检查、评估，实地解决设计中的决策问题，使设计思想得到综合。在交互性的虚拟环境快速成型设备上，设计人员对虚拟产品设计模型的直接设计，提高了设计人员积极性与创造性的发挥。随着多媒体技术软硬件飞速发展，特别是虚拟现实技术与多媒体技术有机结合，加快了设计人员从键盘和鼠标上解脱下来的速度，使虚拟设计技术在新产品开发应用方面也得到提升。虽然目前仅是起步阶段，在通过多种传感器与多维的信息环境进行自然的交互方面，及实现全方位的认识方面还有待于进一步提高，但在新产品开发设计应用方面具有很大的潜力，而且应用前景广阔，有待于深入开发研究，使虚拟设计技术更好地帮助设计人员在新产品开发中提升设计创新思维能力与产品设计水平。
通过三维动画技术对工业产品展示设计艺术的传达与表现，可对产品的外观、结构和功能进行创意与构建，从而确定整个生产系统的布局，通过产品动画的展示与互动，直观了解产品的结构及工作原理。它不仅表现在功能上的优越性，而且便于后期制造，降低生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。产品动画的实现一方面使产品的展示更加详细、完整和全面，能有效地使目标受众更自觉、主动地接受企业的产品；另一方面对于企业形象的塑造和企业文化理念的宣传也有很大的潜在价值。
1.2.4 三维动画未来的发展趋势
三维动画与展示设计是科学与艺术结合的产物，设计的实现都需要依赖于技术的支持，通过设计追求的形式美与科技追求的功能美进行融合创新，最终体现形式、功能和审美的完美融合。展示设计是感性与理性的智慧结晶，在更高层面上，是审美、功能、环境与人等因素的和谐共生、相互交织。三维动画技术的传播与展示，将带来一种独创性和全新性的观展体验。
中视典数字科技在业界率先推出应用于专业工业仿真领域的VRP-PHYSICS系统，是目前国内唯一一款适合高端工业仿真的虚拟现实物理系统引擎。自诞生之日起，VRP-PHYSICS系统就以其强大的物理实时计算功能，支持真实模拟场景重力、环境阻尼、模拟刚体动力学等环境特性，支持多种动力学交互手段，支持多种高速运算的碰撞替代体简便快捷的开发方式，其成熟完善的功能定制使广大工业仿真需求用户轻而易举将此前许多只能停留于想法的优秀互动仿真创意方案完美地呈现于眼前，促进了国内工业仿真领域仿真手段和技术实现水平的革命性进步。VRP-PHYSICS系统广泛应用于众多工业行业的虚拟仿真：大型机械设备运行原理仿真，用于培训及产品电子样本演示；生产线流程仿真，用于技能培训教学和生产线模拟监控；各种虚拟场景和真实工业设施的交互操作应用。
随着数字技术与网络技术的发展与相互结合，其在艺术设计方面的应用将越来越多，其中虚拟现实技术以无可比拟的三维展示效果给人们带来了丰富的构想性和沉浸式的感受，通过三维动画的设计与制作，可以让人们融入到虚拟场景中来，随时在展示环境中进行人——机——物的交流与互动，开辟了一个三维动画技术在艺术设计应用中的新领域。
数字媒体网络时代的到来，进一步为动画开阔了新的方向。动画通过数字媒体网络这一传播介质进一步趋近大众化。随着技术方面的突破和艺术结构的更新，动画已经不再是传统意义上的动画，它的功能越来越强大，传播范围也越来越广，艺术表现手法也越来越丰富。动画艺术的价值观念、艺术追求、文化属性也有了非常大的革新。数字媒体网络时代是社会发展的必然趋势，而数字媒体网络时代动画的发展前景是广阔的。