探究赛博朋克风格中的民用驾驶科技在三维动画制作中对交模型研究

探究赛博朋克风格中的民用驾驶科技在三维动画制作中对交通模型的应用Exploretheapplicationofcivildrivingtechnologyincyberpunkstyletotrafficmodelin3Danimationproduction内容摘要赛博朋克在近年来不断被提起，可以在影视作品，游戏等等这些文化作品里面找到它的身影，然而赛博朋克早已不是什么新鲜事物，赛博朋克这个词来自威廉·吉布森的《神经漫游者》，是科幻小说的一个分支，以计算机或信息技术为主题，小说中通常有社会秩序受破坏的情节。现在赛博朋克的情节通常围绕黑客、人工智能及大型企业之间的矛盾而展开。这次的毕业设计，我们的故事也在这样的一个背景下发生，赛博朋克这样一个高科技底生活的社会，对民用驾驶技术有何影响，汽车的造型设计又会发生怎样的变化，把这些要点融合到这一次的三维动画短片当中是这一次毕设探究的主题。关键词：赛博朋克民用驾驶技术汽车模型三维动画ContentabstractInrecentyears,cyberpunkhasbeenmentionedconstantly.Itcanbefoundinmovies,gamesandotherculturalworks.However,cyberpunkisnothingnew.ThewordcyberpunkcomesfromWilliamGibson's"neurorambler",whichisabranchofsciencefiction,withthethemeofcomputerorinformationtechnology.Thereareusuallyplotsofsocialorderdestructioninthenovels.Nowadays,theplotofcyberpunkusuallyrevolvesaroundthecontradictionbetweenhackers,artificialintelligenceandlargeenterprises.Inthisgraduationproject,ourstoryalsotakesplaceinsuchabackground.Cyberpunkisahigh-techsociety.Whatistheimpactonthecivildrivingtechnology,andwhatwillhappentotheshapedesignofthecar?Integratingthesepointsintothisthree-dimensionalanimationshortfilmisthethemeofthisstudy.Keywords：CyberpunkCivildrivingtechnologyCarmodelThree-dimensionalanimation目录1.简析赛博朋克 第一章简析赛博朋克1.1赛博朋克的基础1.1.1赛博朋克的由来赛博朋克一词源自威廉·吉布森的《神经漫游者》，是科幻小说的一个分支，这类作品通常是：在一个高科技水平但却秩序混乱的社会大环境下，人们之间互不理解，随时都有可能会发生冲突。赛博朋克的出现可以追究到上世纪的六七十年代，在那个时候，大批的作家不断地想象着未来的样子。菲利普·迪克，威廉·吉布森，雷蒙德·钱德勒他们都是当时有名的作家，特别是菲利普·迪克，他的小说被多次翻拍成电影，那一部大名鼎鼎的《银翼杀手》就出自于此。《银翼杀手》亦是本次毕设的主要参考之一。1.1.2赛博朋克的要素赛博朋克最离不开的就是科技，赛博朋克代表着极高的科技水平：高速的网络传播，可植入人体的芯片，人工智能的发展。因此，我们大胆地想象，在如此高的科技水平下，人类已经可以转换自己的意识，让自身在另一个层面上达到所谓的永生。赛博朋克的要素其二为灰暗，人与人之间的交流变得越来越少，大部分时间独处或是与机器呆在一起，城市里面全是机械，大楼的荧光屏上播放着刺眼的广告，终日暗无天日。1.2赛博朋克的运用在最初，赛博朋克只是文学作品里面的一种幻想，但随着时间的推移，在当下已经成为了一个热门话题。赛博朋克在不同的领域中散发着独特的光芒。通过作者对未来科技的幻想，将其与现实相结合，让字里行间散发着那份独属于赛博朋克的冰冷，进而来引发人们对社会形态，科技水平甚至人类自身的思考，这便是赛博朋克在文学中的运用。当它运用在影视作品时，一个个镜头呈现在观众的面前，让观众通过视觉去感受赛博朋克；因此诞生出一批经典作品：电影《银翼杀手》《终结者》，动画《阿基拉》《攻壳机动队》等，其中《阿基拉》因作品中提及东京奥运会开幕前被中止，与今年因新型冠状病毒爆发而被迫推迟举行的状况较为相似，所以又被人们所提及。近年来，电子游戏不断发展，赛博朋克这种元素也被运用到其中，《赛博朋克2077》就是代表作之一，虽然游戏暂未开售，但已吊足玩家们的胃口。逼真的模型，绚丽的灯光，通过可以控制的游戏角色让玩家在这个虚拟世界中感受赛博朋克的魅力。第二章民用驾驶科技的设定2.1对现阶段民用驾驶科技的观察现阶段的民用驾驶科技依然是以人为主导。汽车发展到今天已经有近百年的历史了，随着人类科技的不断发展汽车也在不停地进化，从最早期的奔驰三轮车到现在品类丰富的车型；虽然如此，在驾驶层面上，基本上还是需要人的操作。先不说在民用领域，在更高的领域如军用领域，现今的战斗机上虽然已经装载有大量的电子辅助装置，但仍然需要有驾驶员驾驶；哪怕是无人机，现阶段更多的还是用于侦测拍摄等方面。回过头来看目前民用层面的驾驶科技，只能说是稳步前进，自动挡慢慢的取代了让人手忙脚乱的手动挡，一个个绚丽的大屏幕取代了机械式仪表和实体按钮，自动辅助驾驶也想取代人工驾驶。这些新的东西出现在汽车上面无一不展示着人类希望将驾驶变得更容易，轻松，但这些新的东西就一定比就得好了吗，实则不一定。很多人从驾校出来之后就没有再驾驶过手动挡，而是直接驾驶自动挡，人在紧张的情况下会出现判断失误，反应过激，当道路上出现紧急情况的时候直接深踩油门，造成事故。车上中控全变大屏幕，看起来科技感十足，但一旦发生系统故障，屏幕无法显示，就像现在的智能手机和电脑一样，黑屏卡死，汽车可是移动的铁箱子，如果发生这样的情况后果将不堪设想。自动驾驶是当下驾驶科技方面的热门话题，完全解放驾驶员，不再为行驶途中带来的问题所烦恼，轻轻松松到达目的地，不可否认，这或许是很多人理想中的驾驶方式，可惜现实并非如此，通过在网上搜索，可以得知现阶段的自动驾驶没有想象中的那么美好，电动车新星特斯拉在自动驾驶这方面可谓是龙头，即便这样，一样有因完全让车子自己行驶而发生事故丢掉性命的案例发生，这归咎于当前技术和配套设施还不够完善，即使是车商也只是宣传辅助驾驶而非自动驾驶，从而来规避风险。现实当中的路况远比电脑模拟的要复杂，谁也不会知道下一秒会发生什么。当然了，这一些的驾驶科技创新并非一无是处，很大程度是都是利大于弊，可能只是现在技术还不够成熟，继续研究下去，日后就或许可好好利用。2.2赛博朋克对民用驾驶科技的影响在毕设作品当中，民用驾驶科技已经得到了较大的提升。在驾驶层面上，自动辅助驾驶的技术已经相当成熟，并且普及率极高，驾驶员坐在驾驶位上更多的时候只是保证车辆安全，检查行车系统的开启关闭等。车辆的自动辅助驾驶系统会通过实时的路况信息，进行分析，计算出路程的长短，所需时间。系统会自动在非行驶途中进行更新升级；而如果在行驶过程中车辆系统不幸出现了故障，系统背后的总网则会自动接管车辆，避免事故的发生。软件的运行离不开硬件，车辆外围会装载各式传感器和感应器，负责车辆周围环境的检测，例如推算出车辆自身与隔壁车辆的距离，判断是否安全，从而进行超车，变线等动作；又或者是自动停靠，泊车。车外传感器通过测量外面气温，空气质量，判断车内是需要开冷气还是加热，车窗是打开还是关闭，空气净化器启动还是停止。车内也同样存在着感应器，值得一提的是，除了常规的作用，它们还可以对驾驶员的身体状况进行实时监测，当驾驶员酒后尝试启动车辆，系统会自动停止工作，同时联系就近代驾。若驾驶员出现突发疾病，车辆也会以最快速度作出反应，控制车速，靠边停稳，联系救援。在驱动方式这一层面，已经不再使用传统的化石燃料或电能，取而代之的是一种由科学家通过化学合成，且可以大批量进行生产的新型燃料，这种新燃料可以提供更好的热效率，与传统燃料相比，体积更小的同时，转化出来的动力更强，排放也更低，对环境更友好，但这一种新燃料燃烧时所散发出的热量巨大，为此使用该种燃料的器械往往会加装强力的散热器。电能也并非被完全抛弃，车内的机器运转还是依靠电力，而新型燃料无法转化为电能，因此，大部分的车辆上仍然存在着充电插口，当然，电池技术已经得到了突破，只需进行十五分钟的充能，就足够车辆一个月的使用。第三章交通模型与赛博朋克及民用驾驶科技的结合3.1通过交通模型设计展现赛博朋克驾驶科技3.1.1交通模型的外形设计交通模型的设计要从多方面进行考虑，模型的整体设计，外观上的造型设计，部件的总体布局，全局的一个比例，尺寸标准等。首先我们讨论外形设计，在设计外形的时候，要注意，车身在保证造型的基础上也要注重使用要求，否则就会出现在外形确定后，发现很多功能无法实现的这种情况。为尽可能地还原毕设作品当中对交通工具的设定，不仅仅要及时讨论互相反馈，还要学会如何找参考。公交车的外形设计上，我们摒弃了传统公交车的那种类长方体设计，而是在烫斗上获得灵感，同时还融合了宇宙飞船上的一些元素，运用烫斗作为主要的灵感来源，是因其平底的设计符合我们所设计的交通工具中悬浮行驶这一特性，以及烫斗的造型拥有一定的高度，适合分为两层，这也与我们计划之初想要做双层巴士这一概念不谋而合。在设定中，车辆不再使用传统燃料，而是一种新的燃料，为了体现这样的一种特征，我们尝试在公交车的尾部加上喷射装置，这就是在宇宙飞船外形上所获的灵感；但由于没有造喷射装置的经验，起初做出来的效果都令人不太满意，装置内部过于平整，细节太少，整体造型没有立体感，为了克服这一系列问题，尝试将装置做成内外两环结构，外环加以环状纹路，内环则辅以防扩散器，最中心内部的位置添加调节条。三个重要的喷射器建出来后，为让尾部细节更加丰富，加上了通风管道，动力传输管，小型控制器等零件；充电口也放置在了尾部上方，方便进行充能；外观上为了营造更好的未来感，确保了各个部件之间的平滑过渡，并且使用了大面积的玻璃表层，让车体表面显得更通透。而另一辆载具：出租车，它的设计理念是车体较流线型，扁平流畅且圆润，可以让车辆在行驶途中减低风阻，而我们手头上的鼠标则成为了最好的参考物；车头的一对延伸器是参考了《银翼杀手2049》这部电影当中的载具设计。和公交车一样，出租车也是使用新型能源，没有轮胎，不接触地面，悬浮行驶；通过四个向下的喷射器调节行驶高度，行驶方向和速度。车辆整体造型给人以一种往前俯冲的感觉，前半部分由大面积的挡风玻璃所覆盖；车身多处地方存在着散热器，原因为出租车体积较小，没有公交车大，为此就要增加多处散热位置，单单在车头，挡风玻璃下面就有六个进气散热口，再往下两侧各有一个散热模块。发动机被安放在车身后半部分，所以尾部也设计一竖式喷气口，在两边的喷射口也设置了散热器；车辆的后半部分设计为稍微往上走的趋势，让车辆底部空气更好地流动，提高现实中的车辆稳定性。3.1.2交通模型的内部设计外观部分结束以后，就要着手内饰部分，公交车的中控台经过了三次的建造才最终被确认下来，在中控后面的是重要的乘客空间。乘客空间这里主要还是参照现有的公交内部布局，但大多的空间布局是以纵向分布为主，我们作品中的公交车长宽比例约为5/3，横向空间比较大，为此在车内空间划分时，选择把乘客座椅横向分布较多。问题的比例大小在车内依然要注意，一开始内部物体的大小为还原设计图，普遍做得偏大，后来与组长交流后得知对方想要效果并非如此，遂进行修改，得到大家都满意的效果。在公交车上已经不再需要传统纸币，而是通过扫描仪进行面部扫描来进行支付，三台仪器集中在车厢中部，分别负责对上车乘客的状况检测；对车内卫生清洁状况检测还有对整车状态监控，同时，乘客不用再为下车而烦恼，自动辅助驾驶系统会命令车辆每站必停，司机只需观察乘客情况即可。车厢里还保留了两个停放轮椅的位置，上下车也会有停靠板伸出，方便乘客和残疾人士的行动。3.2交通模型在三维动画中的制作流程在建模型之前，首先要确定造型。在完成了车辆设计图之后就可以开始模型的建造了，虽说已经有设计图，但是把二维转化成三维还是存在一定的难度，二维设计图在绘制的时候没有过多地注意比例和尺寸，又由于时间和工作量的关系，往往只有一两个视图和一个立体图，建模的时候如果只对照着某一视图，很容易会造成模型对不上其他视图的这一后果，因此在设计图绘制之初要严格控制比例和尺寸。还有，把设计图三维化后会暴露很多问题，有时候不得不进行改动甚至是推倒重做，前面也提到设计图也并非每一个部位都能看得到，那么看不到的地方就没办法知道这里面有什么物体，物体与物体之间的一个位置关系是怎样，那这个时候就只能去想象，找参考，与设计者进行进行交流反馈。模型的大体造型确定下来之后，就要考虑部件该如何划分，在设计图上面，很多东西都是连着在一起，一整块且造型复杂，为了降低建模难度和简化后续的工作流程，通常会把这样的大部件拆分成几部分，便于塑形。还有一点，由于设计图只是存在于一个平面上，而在三维建模的时候要考虑模型的转折，零件的过渡这些问题。在建造车辆外观的时候要注意整体的对称，否则就会出现左边的部件都对上位置了，物体之间的接缝问题也解决了，结果镜像到右边的时候发现对不上了，这样又会浪费时间精力去进行调整，得不偿失。模型完成后，需要进行细化，添加细节，展uv等一系列操作，在这个环节当中，模型卡线和展uv这两个步骤在没有明确的要求下可以根据自身习惯进行操作，根据一般情况的步骤是展完uv再卡线，但当这一步完成过后，却被告知要求是卡完线再展uv，因为这样才能够得到置换贴图，由于时间紧迫的关系，没有过多时间进行其他尝试，不得不回炉重做。3.3交通模型设计图及成品图展示3.3.1公交模型展示图图3.1公交模型展示图3.3.2出租车模型展示图图3.2出租车模型展示图3.4总结经过上面的探讨和研究，终于完成了本次毕业设计；在这一次毕业设计的研究中，虽然或多或少地遇到了各种问题，但是都挺过去了，对赛博朋克有了较为初步的了解，知道当下的汽车驾