付昭仟

（華南理工大學(xué) 設(shè)計(jì)學(xué)院，廣東 廣州 510000）

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的簡(jiǎn)述

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的定義

虛擬現(xiàn)實(shí)是藝術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合與運(yùn)用。是一種可計(jì)算信息的交互式環(huán)境，換句話說(shuō)，就是利用軟件在計(jì)算機(jī)上模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，制作出在一定范圍內(nèi)具有視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)一體化的虛擬場(chǎng)景。體驗(yàn)著通過(guò)一些媒介，以自己的思維方式來(lái)控制設(shè)備，與虛擬環(huán)境中的虛擬對(duì)象進(jìn)行交互、相互影響和感觸，從而使得用戶有如親臨其境。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)可以被認(rèn)為是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行五維度、全方位，360度的仿真，它除了對(duì)現(xiàn)實(shí)社會(huì)全方位的仿真和對(duì)時(shí)間的模擬外，還包括對(duì)自然和人類的模擬。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)綜合了很多學(xué)科技術(shù)，它具有以下三個(gè)特征：

1.多感知性

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)它除了具有一般計(jì)算機(jī)所擁有的視覺(jué)感知之外，還同時(shí)擁有聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知等。其原理是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中裝有視、聽(tīng)、觸、動(dòng)覺(jué)等傳感的反應(yīng)裝置。

2.交互性

交互性，顧名思義，它指的是體驗(yàn)著通過(guò)設(shè)備控制模擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交流互動(dòng)。用戶不僅可以使用電腦鍵盤,鼠標(biāo)，并且能夠通過(guò)特殊的眼鏡，互動(dòng)感應(yīng)設(shè)備，不僅僅是枯燥簡(jiǎn)單的使用電腦鍵盤，鼠標(biāo)控制。一臺(tái)電腦可以根據(jù)用戶的手,頭部、眼睛、身體語(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的圖像和聲音。體驗(yàn)者通過(guò)自身的肢體動(dòng)作、語(yǔ)言等技能，來(lái)操作虛擬環(huán)境中的對(duì)象。

3.存在性

存在性指用戶在虛擬環(huán)境中的感覺(jué)，利用傳感設(shè)備，如虛擬頭盔，可以在虛擬環(huán)境自由操作。虛擬環(huán)境中的形象也實(shí)時(shí)跟隨變化，場(chǎng)景移動(dòng)完全跟隨用戶的肢體運(yùn)動(dòng)，也可以聽(tīng)到類似真實(shí)場(chǎng)景的聲音。使體驗(yàn)者在虛擬環(huán)境中感受逼真、真實(shí)的感覺(jué)，使其擁有身臨其境的感受。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于新技術(shù)，目前還不夠成熟，還需要進(jìn)一步的完善。由于這項(xiàng)技術(shù)投資很大，目前我國(guó)對(duì)這方面的投資有限，造成人員短缺，技術(shù)匱乏，所以與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大的差距。

二、影視動(dòng)畫的概念

（一）影視動(dòng)畫的定義

它主要有兩個(gè)方面：影視動(dòng)畫(戲劇)性能的“影視性”和角色動(dòng)畫顯示“動(dòng)畫性”這兩點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)的重點(diǎn)，它不同于特殊藝術(shù)形式的影視(戲劇)的性能。前者是最重要的因素，在動(dòng)畫表現(xiàn)中不能被忽略,而后者是動(dòng)畫的靈魂和性能。

（二）影視動(dòng)畫的現(xiàn)狀

影視動(dòng)畫最近幾年發(fā)展很快，技術(shù)也越來(lái)越成熟。大到國(guó)家，小到身邊的廣告或促銷形式，都在采取這些數(shù)字視頻動(dòng)畫。2010年廣州亞運(yùn)會(huì)，亞洲城市表現(xiàn)出深厚的文化底蘊(yùn)，在宣傳片中廣州市亞運(yùn)場(chǎng)館三維虛擬仿真信息系統(tǒng)使人們更直觀地了解場(chǎng)地的詳細(xì)信息。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的表現(xiàn)手法

(一)虛擬動(dòng)態(tài)環(huán)境

虛擬動(dòng)態(tài)環(huán)境是根據(jù)實(shí)際環(huán)境測(cè)量的數(shù)據(jù)，然后利用相關(guān)軟件制作出三維環(huán)境的虛擬模型，它是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心。專家便可以利用網(wǎng)絡(luò)在家里對(duì)規(guī)劃成果進(jìn)行評(píng)審進(jìn)行規(guī)劃審查、指導(dǎo)。專家在家里足不出戶就可以得到各種需要的詳細(xì)信息(如三維動(dòng)態(tài)建筑物的模型），專家通過(guò)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議的形式與規(guī)劃師交流交流意見(jiàn)，提出修改方案以及項(xiàng)目?jī)?yōu)缺點(diǎn)，并可以較快地通過(guò)建立數(shù)字模型加以證實(shí)。

(二)實(shí)時(shí)地三維圖形生成和顯示技術(shù)

要在不降低圖形品質(zhì)和復(fù)雜程度的前提下實(shí)時(shí)地生成和顯示三維圖形，仍需要借助一些具有立體顯示功能的專業(yè)設(shè)備和傳感設(shè)備等，才能夠真正實(shí)現(xiàn)。很方便的把某一些當(dāng)前所沒(méi)有的東西，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)“創(chuàng)造出來(lái)”。

(三)三維影視動(dòng)畫

現(xiàn)在的大部分電影中，使用數(shù)字技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)，還有三維的建模技術(shù)合成一些在現(xiàn)實(shí)生活中不能實(shí)現(xiàn)的，或者是已經(jīng)消失了的物體，以及很難以達(dá)到要求的東西，把它們通過(guò)電腦和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行模擬出來(lái)。這種情況大都表現(xiàn)在科幻電影中，影視動(dòng)畫中的人物和場(chǎng)景上面。

(四)仿真

目前的航天設(shè)備以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)展現(xiàn)不出來(lái)宇宙空間的失重環(huán)境，而通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建和模擬宇宙環(huán)境，通過(guò)虛擬的影像和聲音就可以讓宇航員感受到逼真的宇宙環(huán)境下的情景，達(dá)到訓(xùn)練的效果。使用這種技術(shù)能有效的節(jié)省研究經(jīng)費(fèi)，可以重復(fù)使用，以及減少設(shè)備的損耗。

(五)城市的規(guī)劃

城市規(guī)劃需要考慮的因素很多，不能半點(diǎn)馬虎，城市規(guī)劃對(duì)可視化的三維視覺(jué)要求很高，必須可以展現(xiàn)出重新規(guī)劃的城市新面貌。這也給虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了新的展示平臺(tái)，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開發(fā)商、工程人員和公眾等從任意角度觀看到規(guī)劃好的效果，以便大家了解未來(lái)城市新面貌，對(duì)不滿意的地方及時(shí)提出意見(jiàn)及修改方案，真正達(dá)到全民參與的效果。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動(dòng)畫等所不能達(dá)到的。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的種類

(一)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)

從用戶的計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)字處理器進(jìn)行仿真,使用電腦屏幕為用戶觀察虛擬領(lǐng)域。通過(guò)各種輸入實(shí)現(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)世界的充分交互，這些外部設(shè)備包括鼠標(biāo)，追蹤球，力矩球等。這個(gè)系統(tǒng)因?yàn)橛脩糇陔娔X顯示器前,通過(guò)電腦屏幕來(lái)觀察虛擬世界和與它交互,但往往受到用戶所在的環(huán)境影響,很難做到注意力集中。但是它的優(yōu)點(diǎn)在于成本很低，在市面上就能買得到，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和操作容易的優(yōu)勢(shì)，易于推廣。

(二)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

使每個(gè)人通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起,同時(shí)進(jìn)入同一個(gè)虛擬的空間并參與體驗(yàn)整個(gè)虛擬空間,更好的達(dá)到工作協(xié)調(diào)同步。

(三)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬真實(shí)世界和模擬在現(xiàn)實(shí)世界中,更多的是使用虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)用戶感知的虛擬環(huán)境和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是無(wú)法感知或不方便的感覺(jué)。模擬真實(shí)世界、仿真現(xiàn)實(shí)世界只是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)的一部分，它最大的特點(diǎn)是增強(qiáng)使用者對(duì)虛擬環(huán)境的感受。

(四)沉浸的虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)是通過(guò)頭盔式顯示器或其它一些設(shè)備，同時(shí)集中體驗(yàn)著的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及其它感官，為其提供一個(gè)全新的虛擬的空間。體驗(yàn)著使用位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和其它輸入設(shè)備如聲音等，讓體驗(yàn)著感受身臨其境、如夢(mèng)如幻，真正進(jìn)入虛擬環(huán)境中一樣的感覺(jué)。缺點(diǎn)是專用設(shè)備太復(fù)雜不便生產(chǎn)和推廣。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在影視動(dòng)畫中的具體應(yīng)用

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影場(chǎng)景中的應(yīng)用

電影《少年派的的奇幻漂流》中使用了虛擬數(shù)字技術(shù)中的數(shù)字技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)，還有三維的建模技術(shù)合成了一些在現(xiàn)實(shí)生活中所沒(méi)有的，很難以實(shí)現(xiàn)電影場(chǎng)景要求的東西，或者是沒(méi)有的已經(jīng)消失了的物體，把它們通過(guò)電腦和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行模擬出來(lái)。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電視場(chǎng)景中的應(yīng)用

隨著社會(huì)的變遷，文化的發(fā)展，高科技的誕生，人們的精神需要越來(lái)越高，拍電視的導(dǎo)演們就把目光放在了高科技上面，電視劇的拍攝也就越來(lái)越天馬行空，使用三維數(shù)字虛擬技術(shù)創(chuàng)建的懸崖峭壁。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在演播廳的實(shí)際應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)演播廳的主要優(yōu)點(diǎn)能夠使人們更直接的感受別人所要表達(dá)的感受，增強(qiáng)了人們對(duì)信息的的了解和認(rèn)知。生活中一般的演播室是不可能做到這一點(diǎn)的，因?yàn)榭萍嫉南拗剖沟盟静豢赡苓_(dá)到那種感染力。

（四）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在游戲動(dòng)畫場(chǎng)景中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在3D游戲動(dòng)畫方面的應(yīng)用是其中之一，3D游戲的加入同時(shí)也促使加快了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的的發(fā)展步伐，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)因?yàn)殡娨?，電影等都使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)表現(xiàn)，因其低廉的成本，隨心所欲的創(chuàng)造性，以及美輪美奐的色彩氛圍都使得游戲市場(chǎng)需要迫切的改革。

六、結(jié)語(yǔ)

大部分電影中使用數(shù)字技術(shù)、數(shù)碼技術(shù)，還有三維的建模技術(shù)合成一些在現(xiàn)實(shí)生活中不方便的，或者是沒(méi)有的已經(jīng)消失了的物體，以及很難以達(dá)到要求的東西，把它們通過(guò)電腦和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行模擬出來(lái)，能生動(dòng)、形象、逼真地表現(xiàn)人們所期望的東西。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用到現(xiàn)在為止尚處于發(fā)展中，需要進(jìn)一步去開發(fā)和完善。隨著時(shí)代的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的壯大，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到當(dāng)前的人們和社會(huì)所需求的目標(biāo)，相信以后虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)成為一個(gè)時(shí)代發(fā)展的潮流，也迫切的需要我們?nèi)ヌ剿骱桶l(fā)現(xiàn)它的更大的價(jià)值。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人們的教育、娛樂(lè)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，相信未來(lái)它會(huì)走的越來(lái)越遠(yuǎn)。