虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：為確保計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)能夠達(dá)到最佳效果，各種新型設(shè)計(jì)手段以及設(shè)計(jì)理念開始得到應(yīng)用，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是其中的一種。文章介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本情況以及應(yīng)用原則，重點(diǎn)對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)中的應(yīng)用展開探討，旨在提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用水平，保證計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)效果。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；設(shè)計(jì)元素；計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)

中圖法分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Application of virtual reality technology in computer graphics and image design

LUO Qiong

（Sichuan Vocational College of Chemical Industry，Luzhou，Sichuan 646300，China）

Abstract：In order to ensure the best computer graphics and image design，various new design methodsand design concepts have been applied，and virtual reality technology is one of them.By introducingthe basic situation and application principles of virtual reality technology，this paper focuses on theapplication of virtual reality technology in computer graphics and image design，in order to improvethe application level of virtual reality technology and ensure the effect of computer graphics andimage design.

Key words： virtual reality technology，design elements， computer graphics and image design

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡稱為 VR 技術(shù)，是研究仿真技術(shù)的重點(diǎn)方向。該技術(shù)能夠通過創(chuàng)建虛擬世界的方式，構(gòu)建相應(yīng)計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，可以利用計(jì)算機(jī)生成相應(yīng)模擬環(huán)境，保證用戶獲得沉浸感。在實(shí)際使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，會利用計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生各種電子信號，將其和輸出設(shè)備有機(jī)結(jié)合，可以保證信號能夠轉(zhuǎn)化為讓受眾感受到的現(xiàn)象，進(jìn)而利用三維模型進(jìn)行呈現(xiàn)[1]。由于各種現(xiàn)象無法直接看到，屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬結(jié)果，所以將其稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。隨著該技術(shù)在我國應(yīng)用的不斷成熟，相應(yīng)市場規(guī)模也呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢，具體情況如表1所列。從2016年開始，國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)市場規(guī)模一直處于不斷上升的態(tài)勢，在2020年直接從原來的34.6億元上升到300.9億元，這對該技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)中的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

該技術(shù)會通過對計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化的方式，利用人機(jī)接口達(dá)到預(yù)期多媒體視覺效果。其能夠?yàn)槭鼙妱?chuàng)造出較為逼真的三維空間，確保受眾能夠?qū)D形圖像有更加立體的認(rèn)知[2]。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)更加注重立體效果的表現(xiàn)，而 VR 技術(shù)的高質(zhì)量應(yīng)用則更加注重整體設(shè)計(jì)在仿真虛擬環(huán)境中的塑造，注重提升用戶的沉浸感以及體驗(yàn)度，強(qiáng)調(diào)需要保證虛擬化效果能夠達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 體驗(yàn)度與真實(shí)性

在對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，會開展與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相接近的仿真環(huán)境建設(shè)，確保用戶能夠通過頭部追蹤以及動作捕捉器等設(shè)備，進(jìn)入預(yù)設(shè)虛擬環(huán)境之中，進(jìn)而獲得相應(yīng)體驗(yàn)，保證環(huán)境真實(shí)性以及體驗(yàn)度，這也是相關(guān)設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)[3]。由于需要保證虛擬世界和真實(shí)世界之間的偏差性能夠控制在合理范圍之內(nèi)，避免出現(xiàn)用戶體驗(yàn)度下降的情況，應(yīng)最大限度地對現(xiàn)實(shí)世界相關(guān)設(shè)計(jì)元素進(jìn)行還原，從而有效提高虛擬環(huán)境的體驗(yàn)度以及真實(shí)性。

2.2 沉浸感與虛擬化

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性以及多感知性等特點(diǎn)，為保證用戶體驗(yàn)，需要確保沉浸性效果達(dá)到最佳。因?yàn)橛脩粼趯ΜF(xiàn)實(shí)以及虛擬兩個(gè)維度進(jìn)行觀察的過程中，自我對比感知系統(tǒng)會對圖形圖像元素進(jìn)行甄別，而這也是視覺的基本本能，所以可通過對本能開展控制的方式，保證用戶在體驗(yàn)過程中能夠獲得良好的沉浸感[4]。

3 設(shè)計(jì)過程

在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)的過程中，需要按照計(jì)算機(jī)軟件三維技術(shù)設(shè)計(jì)原理，根據(jù)已知參考設(shè)計(jì)圖像內(nèi)容，開展新設(shè)計(jì)圖像合成操作。在將平面圖形向立體化圖形進(jìn)行轉(zhuǎn)化的過程中，需要做好圖形文案幾何變化以及光照調(diào)節(jié)等工作，所以需要按照具體的設(shè)計(jì)要求，開展相應(yīng)設(shè)計(jì)效果藝術(shù)品創(chuàng)造[5]。確保用戶能夠從不同視角對物體進(jìn)行觀察，并得到不同的觀察結(jié)果，從而有效提高作品的魅力。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要開展特征對應(yīng)點(diǎn)建設(shè)，通過大量數(shù)據(jù)分析以及多次定位的方式，做好參數(shù)模型優(yōu)化處理，確保最終設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖形能夠滿足要求。

整體設(shè)計(jì)需要按照全視函數(shù)設(shè)計(jì)理念逐一展開，將設(shè)計(jì)界面中任意覆蓋波長范圍以及任意空間點(diǎn)作為全景函數(shù)。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行圖像信息模式處理，通過對計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件的合理使用，將周圍環(huán)境相關(guān)信息更加清晰地呈現(xiàn)出來[6]。整體數(shù)據(jù)模型建設(shè)方法較為簡單，在進(jìn)行圖形建模的過程中，需要按照圖形圖像處理具體要求，開展圖像密集采樣以及關(guān)鍵輪廓點(diǎn)輸入等各項(xiàng)操作，從而做好后期合成處理。

在進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要做好拼圖設(shè)計(jì)以及分層設(shè)計(jì)等各項(xiàng)工作。應(yīng)根據(jù)特定算法對原有圖形重疊區(qū)域進(jìn)行無縫拼接處理，確保新視圖能夠滿足設(shè)計(jì)需要。需要通過對無縫拼接技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的合理使用，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢，開展拼接柱面全景圖的設(shè)置[7]。應(yīng)利用圖像圖形設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，確定不同物體間的重疊屬性，開展非相似點(diǎn)合成處理。由于此處理方式在物體重疊區(qū)特征不明顯時(shí)，需要通過人工操作的方式進(jìn)行自動對齊，所以還存在一定的不足，需要不斷進(jìn)行完善。

4 應(yīng)用

4.1 物體平面包裝圖形設(shè)計(jì)

因?yàn)槭袌龈偁帀毫ο鄬^大，單純依靠商品品質(zhì)以及品牌效應(yīng)很難達(dá)到理想的狀態(tài)，所以需要通過對包裝圖形進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以有效吸引顧客，從而提高產(chǎn)品的市場銷售率。需要改變傳統(tǒng)較為單一的平面包裝圖形設(shè)計(jì)方式，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提升設(shè)計(jì)沖擊力以及視覺感受力，通過對光、點(diǎn)、線、面等設(shè)計(jì)元素的合理使用，利用計(jì)算機(jī)對包裝圖形進(jìn)行處理，保證商品附加值能夠得到提升[8]。同時(shí)，在進(jìn)行書籍封面以及裝幀等設(shè)計(jì)的過程中，也需要通過對視覺傳達(dá)效果進(jìn)行不斷豐富的方式，保證作品對受眾的吸引力。

4.2 廣告創(chuàng)意設(shè)計(jì)

圖形圖像設(shè)計(jì)屬于藝術(shù)設(shè)計(jì)的范疇，在進(jìn)行廣告創(chuàng)意設(shè)計(jì)的過程中，不僅要具備良好的商業(yè)特色，同時(shí)要將藝術(shù)內(nèi)容納入其中。在進(jìn)行平面海報(bào)等設(shè)計(jì)的過程中，需要加入鮮明的包裝風(fēng)格以及色彩等基本內(nèi)容，保證整體視覺沖擊力。利用計(jì)算機(jī)圖形處理軟件，將各種元素有機(jī)組合在一起，保證設(shè)計(jì)語言的豐富程度，進(jìn)而更好地完成廣告創(chuàng)意設(shè)計(jì)和布局[9]。例如，在對咖啡杯設(shè)計(jì)的過程中，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對咖啡的絲滑特性進(jìn)行凸顯，以保證咖啡杯的特點(diǎn)能夠更好地顯現(xiàn)出來，從而增加用戶的記憶點(diǎn)，提升產(chǎn)品銷售量。

4.3 交互界面優(yōu)化設(shè)計(jì)

智能手機(jī)的大規(guī)模普及以及應(yīng)用，使得用戶對于人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)有了更高的要求，強(qiáng)調(diào)手機(jī)界面視覺傳達(dá)效果需要達(dá)到理想狀態(tài)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對手機(jī)界面視覺傳達(dá)效果的切實(shí)優(yōu)化，能夠做好圖形圖像的細(xì)節(jié)處理以及界面的優(yōu)化設(shè)置，保證手機(jī)界面的整體視覺效果。同時(shí)，因?yàn)殡娮咏K端產(chǎn)品的大量推出，使得手機(jī) APP 的數(shù)量呈現(xiàn)出明顯增加的趨勢，而其中的人機(jī)交互功能以及軟件界面優(yōu)化功能都需要依靠計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)技術(shù)[10]。需要通過對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，保證交互界面的布局合理性以及安排科學(xué)性，確保整體界面的簡潔程度以及高雅程度，保證能夠在三維技術(shù)以及其他技術(shù)的有效輔助之下，通過動態(tài)設(shè)計(jì)和靜態(tài)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合的方式，達(dá)到良好的用戶界面優(yōu)化效果，確保視覺傳達(dá)整體效果能夠達(dá)到最佳狀態(tài)，從而有效提高用戶對于產(chǎn)品的滿意度，保證產(chǎn)品的應(yīng)用質(zhì)量以及市場推廣率。

4.4 文字圖像設(shè)計(jì)

文字在圖形圖像設(shè)計(jì)元素之中具有較為明顯的引導(dǎo)性特點(diǎn)，但也是圖形圖像設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一?？赏ㄟ^3D 設(shè)計(jì)技術(shù)，保證整體設(shè)計(jì)的多樣性以及立體性，利用陰影等各項(xiàng)設(shè)計(jì)元素，實(shí)現(xiàn)多層次、多角度的設(shè)計(jì)效果，整體設(shè)計(jì)效果會更加飽滿。在虛擬環(huán)境之中，應(yīng)用3D 模式所設(shè)計(jì)出的字體，具有不同的觀賞效果，觀賞者能夠站在不同角度，對不同陰影以及其他內(nèi)容進(jìn)行觀察，所獲得的視覺體驗(yàn)也并不相同，可以有效增加整體設(shè)計(jì)的趣味性以及質(zhì)感。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行具體的文字圖像設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照實(shí)際情況對文字圖像進(jìn)行衡量和分析，避免出現(xiàn)虛擬環(huán)境或設(shè)計(jì)元素應(yīng)用不當(dāng)?shù)那闆r。

4.5 圖形影像設(shè)計(jì)

個(gè)體在對周邊環(huán)境進(jìn)行觀察時(shí)，會因?yàn)閮芍谎劬ξ恢玫牟煌?，而獲得略有差異的圖像內(nèi)容，這些圖像會在頭腦中進(jìn)行融合，并形成一個(gè)關(guān)于周邊世界的整體形象，包括距離遠(yuǎn)近的各項(xiàng)信息內(nèi)容。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用需要開展仿真環(huán)境建設(shè)，以保證圖形影像形式的建設(shè)效果，所以不僅要保證設(shè)計(jì)觀賞性，還要保證設(shè)計(jì)的模擬真實(shí)性。在虛擬環(huán)境中，同一物體進(jìn)行移動的過程中應(yīng)具備多種不同觀察視角，能夠?qū)D形圖像進(jìn)行全方位動態(tài)化設(shè)計(jì)。需要通過對多角度觀察動態(tài)進(jìn)行有效融合的方式，更好地接受客戶反饋信息并進(jìn)行合理設(shè)置，保證整體設(shè)計(jì)的真實(shí)感以及沉浸感，從而將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢更好地發(fā)揮出來。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成像如圖1所示。

4.6 插圖繪畫設(shè)計(jì)

插圖繪畫是計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵，需要通過對插圖繪畫技術(shù)的合理使用，達(dá)到對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)真實(shí)性進(jìn)行有效補(bǔ)充的效果。需要通過合理的設(shè)置，將插圖繪畫科學(xué)應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)之中，保證整體設(shè)計(jì)效果的立體性以及渲染感。雖然插圖繪畫設(shè)計(jì)可以將平面設(shè)計(jì)形象藝術(shù)更好地表達(dá)出來，但因?yàn)樘摂M化環(huán)境更加注重整體效果的真實(shí)度以及仿真性，所以需要保證插圖繪畫技術(shù)能夠達(dá)到逼真的效果。需要按照環(huán)境營造真實(shí)性以及體驗(yàn)感等各方面的要求，對插圖繪畫技術(shù)進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，要在保證該技術(shù)能夠達(dá)到良好的逼真效果的同時(shí)，對引入光線營造空間氛圍予以高度重視。

如果在進(jìn)行插圖繪畫的過程中沒有通過引入光線的方式營造空間氛圍，很容易讓體驗(yàn)者感受到設(shè)計(jì)的不足與缺陷，直接導(dǎo)致體驗(yàn)度受到影響。所以，需要將觀賞沉浸性等內(nèi)容融合到插圖繪畫設(shè)計(jì)之中，保證最終的設(shè)計(jì)結(jié)果能夠滿足各方面需要。因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作者在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃過程中，需要保證整體方案的簡潔性以及藝術(shù)性，所以需要通過對設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷完善和調(diào)整的方式，保證整體布局的合理程度，以及確保能夠在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支持之下，達(dá)到觀賞性以及沉浸性雙滿足的效果，以及確保虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所具備的設(shè)計(jì)功能以及設(shè)計(jì)效果能夠更好地展現(xiàn)出來。

5 結(jié)束語

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)的過程中，技術(shù)人員要做好圖形圖像分析，按照相關(guān)要求開展三維圖形圖像模型建設(shè)，以達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果。同時(shí)，相關(guān)人員需要對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在計(jì)算機(jī)圖形圖像設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方式進(jìn)行研究，制定出有效的技術(shù)應(yīng)用策略，確保能夠?yàn)橛脩魩砀觾?yōu)質(zhì)的服務(wù)。

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作者簡介：

羅瓊（1986—），碩士，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)。