VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新研究

張尚理

【摘 要】數(shù)字媒體藝術(shù)作為一種新興的媒體藝術(shù)和大眾藝術(shù)，借助于其綜合性的技術(shù)手段和跨媒體特征，使其表現(xiàn)能力要大大超過(guò)繪畫、攝影、舞蹈、戲劇、電影等傳統(tǒng)藝術(shù)的表現(xiàn)形式。近年來(lái)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，特別是圖形圖像表現(xiàn)力的增強(qiáng)和處理手段的日益豐富，為數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作提供了廣泛的表現(xiàn)空間。計(jì)算機(jī)圖形藝術(shù)設(shè)計(jì)和以虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）為代表的多媒體技術(shù)的聯(lián)姻，為人類實(shí)現(xiàn)真正具有身臨其境感的藝術(shù)形式提供了可能，虛擬藝術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。本文將對(duì)VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；數(shù)字媒體藝術(shù)；設(shè)計(jì)；創(chuàng)新

由于半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的日新月異，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字化信息技術(shù)得到迅速發(fā)展，從而引發(fā)了多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用。人們從單調(diào)枯燥的數(shù)據(jù)輸入中解放出來(lái)，進(jìn)入了豐富多彩的圖形世界。但目前這種二維圖形接口存在嚴(yán)重的局限，與人的自然感知習(xí)慣有本質(zhì)區(qū)別，因而仍被稱為以計(jì)算機(jī)為中心的接口技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)最顯著的特點(diǎn)之一就是它的身臨其境性，“身臨其境性”是指特定環(huán)境提供的感覺(jué)通道和人獲取感覺(jué)信息的廣度和深度。從信息學(xué)角度來(lái)看，人類主要是通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)接收外界的信息。在傳統(tǒng)藝術(shù)形式中，電影、電視是以往最好的提供多維感覺(jué)信息的手段，但它們只能提供視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)兩種感覺(jué)信息，而未來(lái)的數(shù)字電影不僅能夠提供全方位的立體視聽(tīng)效果，還可以提供一些傳統(tǒng)影視所無(wú)法提供的信息，如觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等感官信息，從而讓人體驗(yàn)到更為逼真的身臨其境感。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR），這一名詞是由美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾在1980年代初提出的，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。它是計(jì)算機(jī)與用戶之間的一種更為理想化的人機(jī)界面形式。通常用戶頭戴一個(gè)頭盔（用來(lái)顯示立體圖像的頭盔式顯示器）或者采用大屏幕立體投影，手持傳感手套，仿佛置身于一個(gè)幻覺(jué)世界中，在虛擬環(huán)境中漫游，并允許操作其中的“物體”。

狹義的定義：一種人機(jī)界面（人機(jī)交互方式），可以稱之為“自然人機(jī)界面”。在此環(huán)境中，用戶看到的是全彩色主體景象，聽(tīng)到的是虛擬環(huán)境中的音響，手或腳可以感受到虛擬環(huán)境反饋給他的作用力，由此使用戶產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)。人以與感受真實(shí)世界一樣的（自然的）方式來(lái)感受計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界，具有和相應(yīng)真實(shí)世界里一樣的感覺(jué)。

廣義的定義，對(duì)虛擬想象（三維可視化的）或真實(shí)三維世界的模擬。這就不僅僅是一種界面了，主要的部分是內(nèi)部的模擬和虛擬現(xiàn)實(shí)式的界面。對(duì)某個(gè)特定環(huán)境真實(shí)再現(xiàn)后。用戶通過(guò)接受和響應(yīng)模擬環(huán)境的各種感官刺激，與其中虛擬的人及事物進(jìn)行行為和思想等的交流，使用戶有身臨其境的感覺(jué)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)對(duì)于數(shù)字媒體藝術(shù)的影響

人們周圍的圖像從來(lái)沒(méi)有像近年來(lái)這樣發(fā)生如此迅速的變化，人們也從未像今天這樣被暴露在如此不同類型的圖像世界中，更沒(méi)有任何一種方式可以像今天這樣使得圖像從根本上發(fā)生改變。近年來(lái)，媒體和技術(shù)在人們的工作空間和程序中所引發(fā)的巨變超過(guò)了以往任何時(shí)代。顯而易見(jiàn)，它也在眾多的藝術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的影響。新媒體藝術(shù)，也就是錄像、計(jì)算機(jī)圖像、動(dòng)畫、網(wǎng)絡(luò)藝術(shù)以及以最前衛(wèi)的形式出現(xiàn)的交互/虛擬藝術(shù)，己經(jīng)開(kāi)始主導(dǎo)圖像和藝術(shù)理論。人們正經(jīng)歷著從計(jì)算機(jī)控制的虛擬空間和圖像本身，到那些現(xiàn)實(shí)獨(dú)立生成能力和栩栩如生的生命系統(tǒng)圖像，再到包羅萬(wàn)象的視覺(jué)和感官領(lǐng)域這一發(fā)展過(guò)程。虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì)的誕生使設(shè)計(jì)師和欣賞者能夠身臨其境于藝術(shù)作品所營(yíng)造的虛擬空間，并能以一種簡(jiǎn)潔、自然的方式與設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使藝術(shù)具有了身臨其境性和交互性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了“身臨其境的藝術(shù)”。在數(shù)字媒體藝術(shù)構(gòu)筑的虛擬世界當(dāng)中，分辨不清到底哪些是真實(shí)的，哪些又是非真實(shí)的，通過(guò)數(shù)字虛擬營(yíng)造的真實(shí)，甚至比真實(shí)的存在還要真實(shí)。虛擬空間場(chǎng)景數(shù)字化技術(shù)不僅能利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)造出數(shù)字化的生物，擔(dān)當(dāng)影片的主角，而且能夠虛擬出現(xiàn)實(shí)中很難拍攝的空間場(chǎng)景，拓寬表現(xiàn)空間。虛擬的空間場(chǎng)景可以是真實(shí)世界的模擬，也可以是想象中的虛幻世界，不受真實(shí)條件約束，在圖像制作的發(fā)展史上，人們第一次不是借助于光線來(lái)制作圖像（錄像機(jī)、照相機(jī)、攝影機(jī)都是靠真實(shí)的光線與感光底片的相互作用來(lái)工作），而是用數(shù)字來(lái)制作圖像。數(shù)字媒體藝術(shù)的虛擬性使得“真實(shí)”這一概念有了全新的含義。數(shù)字媒體藝術(shù)的虛擬性所營(yíng)造的種種“真實(shí)”完全超越了傳統(tǒng)的真實(shí)經(jīng)驗(yàn)，這就使得對(duì)真實(shí)的理解不能僅僅局限于日常經(jīng)驗(yàn)中，而要進(jìn)入虛擬的數(shù)字現(xiàn)實(shí)之中，一同去迎接虛擬的現(xiàn)實(shí)，或虛擬的非現(xiàn)實(shí)。

例如，如果將場(chǎng)景中物體的質(zhì)量、硬度、溫度、濕度、表面光滑程度等屬性加以記錄，觀眾在觀賞電影時(shí)使用帶有操作裝置和信息反饋系統(tǒng)的設(shè)備，就可以感受到被觸摸物體的輕重、軟硬、冷熱、干濕等。他們可以觸摸、移動(dòng)、處理虛擬場(chǎng)景中的物體，如與劇中的人物握手，搬動(dòng)一個(gè)箱子，駕駛一輛汽車，折斷一根木棍等。目前，美國(guó)的數(shù)字香味公司已經(jīng)可以做到用數(shù)字方式記錄和重現(xiàn)氣味信息。這家公司開(kāi)發(fā)了一種名為“我聞”的香味合成器。這種香味合成器可以將128種基本香味，按不同的比例，混和成生活中數(shù)千種不同的香味。美國(guó)的特里森斯公司己經(jīng)開(kāi)發(fā)出了名為“冠軍特里森斯”的數(shù)字味覺(jué)分析合成器。與色彩類似，味道可以被離散成甜、酸、苦、咸四種基本味道，用這四種基本味道就可以合成出生活中人們能夠品嘗到的所有味道。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作設(shè)計(jì)與實(shí)踐

目前看來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)的圖像和仿真技術(shù)所要達(dá)到的目的，都是力圖通過(guò)一種多感官體驗(yàn)的合成媒介形式與傳統(tǒng)媒介相結(jié)合。以目前的研究成果為出發(fā)點(diǎn)和基礎(chǔ)，幾乎所有的虛擬藝術(shù)，都是旨在為觀看者在影像位置上提供一種可能存在的最真實(shí)的印象。但是這不是我們的最終目的，虛擬現(xiàn)實(shí)的最終目的是得到的幻象信息完全符合人類感官的所有的生理特征。下面對(duì)重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行分析：

（一）Tilt Brush

Tilt Brush 是一款以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為核心，擁有多種風(fēng)格且能適應(yīng)不同類型的數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作應(yīng)用。對(duì)數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作者而言，使用控制手柄即可完成創(chuàng)作，具體來(lái)說(shuō)，左手用來(lái)控制工具面板、右手用來(lái)進(jìn)行繪畫藝術(shù)創(chuàng)作，從而在虛擬空間內(nèi)按照自己的意愿繪制出任意事物。舉例來(lái)說(shuō)：藝術(shù)創(chuàng)作者可以畫一棟個(gè)性化的別墅，還可以“走進(jìn)”別墅里面進(jìn)行二次創(chuàng)作，比如粉刷墻壁、置辦桌椅板凳，接著走出別墅再增添花園和圍墻，這個(gè)過(guò)程和現(xiàn)實(shí)世界中修建、裝修別墅極度相似，這也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的價(jià)值體現(xiàn)。Tilt Brush 還為創(chuàng)作者提供了一些預(yù)先設(shè)置的特殊環(huán)境，比如璀璨星空、漆黑夜晚、茫茫雪地等，創(chuàng)作者自行決定使用與否。Tilt Brush 還能滿足創(chuàng)作者 360°全方位觀察的需求，通過(guò)其頭盔的追蹤功能來(lái)調(diào)整觀察角度，繼而進(jìn)行修改或重建。當(dāng)創(chuàng)作者完成作品時(shí)，Tilt Brush 的截圖保存功能使得作品得到有效記錄與保護(hù)。綜上來(lái)說(shuō)，Tilt Brush 以空間化的方式為數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作提供了靈活的虛擬空間，使得創(chuàng)作者在這一空間中隨意表達(dá)自我。

（二）Oculus Quill

Oculus Quill 是一款以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為核心，使數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作者在虛擬空間上進(jìn)行創(chuàng)作繪畫的應(yīng)用工具，其使用原理和大體功能都與 Tilt Brush 相似。Oculus Quill 由兩個(gè)主要部分組成，一個(gè)是 Oculus 的 Touch 手柄，另一個(gè)是運(yùn)動(dòng)相機(jī)，兩者的結(jié)合使用可以為創(chuàng)作者提供無(wú)限可能。與Tilt Brush 功能相似，Oculus Quill 的調(diào)色板與繪畫工具存在于虛擬空間之中，其操作簡(jiǎn)潔的特性使得大量栩栩如生的藝術(shù)作品得以面世，比如著名 VR 動(dòng)畫《安吉莉卡》。但是，盡管 Oculus Quill 目前只供內(nèi)部使用，其個(gè)別功能的獨(dú)創(chuàng)性以及創(chuàng)作上的優(yōu)越性令其在數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域占有一席之地。

（三）Oculus Medium

Oculus Medium 也是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為核心而創(chuàng)造的藝術(shù)工具，但其主要針對(duì)方向卻是造型設(shè)計(jì)。Oculus Medium 與 Tilt Brush 的相同點(diǎn)在于：都是在虛擬空間中使用調(diào)色板與各種繪畫工具，不同點(diǎn)在于：前者不僅能提供繪畫素材，還可以為創(chuàng)作者提供類似黏土一般的素材以用于立體雕塑。綜上所述，數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作者使用 Oculus Medium 通常是為了創(chuàng)作立體形象的人物或?qū)嵨锏袼?，這也是它的特殊性體現(xiàn)。在影片《侏羅紀(jì)公園》中，我們看到了“真實(shí)”的恐龍，它們張著血盆大口，與人類斗智斗勇，給銀幕前的每個(gè)人以巨大的視覺(jué)震撼，恍惚中把我們帶到了恐龍?jiān)谑赖哪甏?。在《哈利波特》系列電影中，每集都有充滿魔法力量的魔怪和靈獸出現(xiàn)，這些虛擬的形象有力地推動(dòng)了故事情節(jié)的發(fā)展，也為我們創(chuàng)造了視覺(jué)奇觀。

（四）其他工具

從以上成果來(lái)看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作提供了廣闊的立體化虛擬空間，使創(chuàng)作者的思想不受限制，且操作更為便捷。在上述所提到的常用工具之外，還有其他功能強(qiáng)大的應(yīng)用，比如：XRTISAN 這款建筑設(shè)計(jì)程序，創(chuàng)作者通過(guò)手持型設(shè)備操作桿在虛擬空間中建設(shè)最真實(shí)的房屋，且不同于傳統(tǒng)建筑作圖的低效性，XRTISAN 以節(jié)省創(chuàng)作時(shí)間以及效果逼真而聞名，從而有效簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了創(chuàng)作者的工作效率，甚至創(chuàng)作者還能夠在自己所建造的房屋內(nèi)行走生活，極大地拉近了現(xiàn)實(shí)與虛擬世界的距離；另一款Holo Studio 軟件，創(chuàng)作者只需利用手勢(shì)即可在虛擬空間中選擇合適的材質(zhì)與顏色來(lái)進(jìn)行三維建模，并且支持 3D 打印來(lái)生成作品。

四、結(jié)論

總而言之，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下，數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作的形式、風(fēng)格和類型等越來(lái)越多樣化，普通人運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以進(jìn)行數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下的數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作對(duì)豐富和發(fā)展人的想象力與創(chuàng)造力提供了良好的平臺(tái)。相信在不久的將來(lái)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷成熟，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作的融合度會(huì)進(jìn)一步加深，繼續(xù)推動(dòng)數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作深入發(fā)展。

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