VR技術(shù)與數(shù)字媒體技術(shù)的結(jié)合及應(yīng)用

秦 菊

（山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250000）

0 引 言

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)的出現(xiàn)最早可以追溯到1989年。其本質(zhì)上是融合了多項(xiàng)技術(shù)的人機(jī)交互技術(shù)。VR技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上改變了人們的生活質(zhì)量。而數(shù)字媒體技術(shù)與VR技術(shù)的融合，成為學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)。為了使VR技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)能夠更好地為大眾服務(wù)，本文首先闡述VR技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)的意義以及技術(shù)特征，并圍繞其主要涉及領(lǐng)域進(jìn)行深入分析。

1 VR技術(shù)

1.1 VR技術(shù)意義

VR技術(shù)也被稱作虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，其是一種新時(shí)代的新型成像技術(shù)[1]。在實(shí)踐過(guò)程中，VR技術(shù)主要以計(jì)算機(jī)為核心，采用高新科技手段充分融合虛擬、現(xiàn)實(shí)，以此為大眾創(chuàng)設(shè)出虛擬化環(huán)境。

1.2 VR技術(shù)特征

沉浸性是VR技術(shù)的主要特征。VR技術(shù)通過(guò)運(yùn)用穿戴式設(shè)備來(lái)降低外界環(huán)境帶來(lái)的人體感官干擾，并放大體驗(yàn)者對(duì)于虛擬環(huán)境的感知，加快精神反饋，使體驗(yàn)者獲得沉浸式體驗(yàn)。除了沉浸性特征以外，VR技術(shù)的另一特征在于交互性[2]。利用VR技術(shù)可以模擬出真實(shí)人機(jī)交互，融合適當(dāng)?shù)南胂罅ΑF(xiàn)實(shí)環(huán)境，最終創(chuàng)設(shè)出虛擬環(huán)境。

2 數(shù)字媒體技術(shù)

2.1 數(shù)字媒體技術(shù)意義

數(shù)字媒體技術(shù)是信息時(shí)代的代表性技術(shù)，是不同領(lǐng)域技術(shù)互相結(jié)合所誕生的產(chǎn)物[3]。數(shù)字媒體技術(shù)主要以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心，圍繞圖形、圖像、文字、視頻等媒體信息進(jìn)行綜合處理，使原本抽象化的信息呈現(xiàn)出可管理、可感知的特征。

2.2 數(shù)字媒體技術(shù)特征

顧名思義，數(shù)字化是數(shù)字媒體技術(shù)的主要特征。在技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，操作人員需利用特定設(shè)備來(lái)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)信息，將其變?yōu)闈M足計(jì)算機(jī)識(shí)別條件的二進(jìn)制數(shù)，以此進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理和傳播。

3 VR技術(shù)與數(shù)字媒體技術(shù)的融合運(yùn)用

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也帶動(dòng)了數(shù)字媒體技術(shù)、VR技術(shù)的迅猛發(fā)展。由于其天然技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得許多機(jī)構(gòu)投入大量資源來(lái)發(fā)掘兩種技術(shù)相結(jié)合的價(jià)值[4]?，F(xiàn)如今，許多領(lǐng)域中都能發(fā)現(xiàn)這兩種技術(shù)的身影，除了較為常見的游戲領(lǐng)域外，還包括汽車領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域及建筑領(lǐng)域等。這兩項(xiàng)技術(shù)的充分融合，也推動(dòng)了有關(guān)行業(yè)的迅速發(fā)展。

3.1 汽車領(lǐng)域

許多車企選擇將VR技術(shù)廣泛運(yùn)用在汽車設(shè)計(jì)、碰撞測(cè)試、生產(chǎn)及銷售等環(huán)節(jié)。在不斷應(yīng)用的過(guò)程中，VR技術(shù)也逐步成熟[5]。例如，在早期汽車生產(chǎn)的碰撞測(cè)試環(huán)節(jié)，大部分車企會(huì)使用樣車進(jìn)行碰撞測(cè)試，并依據(jù)每次測(cè)試的結(jié)果改良汽車設(shè)計(jì)，再將其投入到測(cè)試、生產(chǎn)的過(guò)程中。這一過(guò)程十分煩瑣，可能需要投入數(shù)十輛樣車。而樣車的生產(chǎn)也需要耗費(fèi)大量的資金、人力。而通過(guò)VR技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)設(shè)備作為輔助，可以進(jìn)行仿真碰撞測(cè)試，結(jié)合車輛碰撞發(fā)生的實(shí)際情況，進(jìn)行各類情境、環(huán)境的模擬，結(jié)合模擬測(cè)試得出的評(píng)估結(jié)果，針對(duì)性地完善車輛性能。

傳統(tǒng)的汽車銷售模式中，4S店需要為購(gòu)車人員提供試車服務(wù)。但在實(shí)踐過(guò)程中，試車服務(wù)可能會(huì)受到地點(diǎn)、天氣等因素的影響。通過(guò)數(shù)字媒體技術(shù)、VR技術(shù)相結(jié)合的形式，可以高效解決這一問(wèn)題。VR技術(shù)的情景模擬特點(diǎn)，使得其可以模擬各種地形、路況的駕駛環(huán)境。購(gòu)車人員可以依據(jù)喜好選擇模擬環(huán)境、試駕車型，由此展開模擬試駕。憑借視覺(jué)、觸覺(jué)等感官體驗(yàn)感受駕駛過(guò)程，強(qiáng)化試駕過(guò)程安全性、真實(shí)性，凸顯出VR技術(shù)的沉浸式特征。例如，現(xiàn)階段，虛擬駕駛模擬器受到各汽車4S店的廣泛應(yīng)用。體驗(yàn)者在操作駕駛模擬器時(shí)，首先需要戴上VR頭盔，隨后在靜止駕駛室內(nèi)部模擬駕駛。該模擬系統(tǒng)創(chuàng)設(shè)出的模擬環(huán)境，能夠真實(shí)模擬出日常生活中的車輛喇叭聲、剎車輪胎變化等因素，使用戶感受到沉浸式的駕駛體驗(yàn)。

3.2 醫(yī)療領(lǐng)域

在傳統(tǒng)醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生面對(duì)患者時(shí)，可以結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn)來(lái)確認(rèn)最終手術(shù)方案。但面對(duì)一些發(fā)病率較低的特殊病例時(shí)，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可能在無(wú)形中提升手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，很難保障病患的生命安全。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用以數(shù)字媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的VR技術(shù)，可以有效解決該問(wèn)題。通過(guò)開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)手術(shù)設(shè)備，可以使醫(yī)生在正式手術(shù)進(jìn)行前模擬手術(shù)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)多種手術(shù)方案的比對(duì)獲取模擬結(jié)果，在提升手術(shù)操作流程熟練度的同時(shí)，也提升手術(shù)方案的契合性。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域運(yùn)用VR技術(shù)，能為學(xué)生提供較為真實(shí)的手術(shù)練習(xí)，使學(xué)生深入了解手術(shù)過(guò)程、感悟經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)醫(yī)學(xué)實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。例如，某個(gè)以VR技術(shù)為核心創(chuàng)設(shè)的醫(yī)療輔助系統(tǒng)，具有醫(yī)生、護(hù)士?jī)蓚€(gè)工作模式。運(yùn)用該系統(tǒng)，可以使體驗(yàn)者沉浸式地感受手術(shù)的全過(guò)程，體驗(yàn)者可進(jìn)行模擬操作。體驗(yàn)過(guò)程中，醫(yī)生、護(hù)士需圍繞各種突發(fā)情況進(jìn)行針對(duì)性的應(yīng)變處理，通過(guò)互相配合才能最終完成手術(shù)。

3.3 建筑領(lǐng)域

隨著人們生活質(zhì)量的提高，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)形式已經(jīng)很難滿足人們的生活需求。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)傳統(tǒng)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的建筑圖紙以及以BIM技術(shù)為核心的立體模型設(shè)計(jì)，都難以全面展現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)特征。相關(guān)用戶在觀看設(shè)計(jì)方案時(shí)，只能單純憑借想象來(lái)感受設(shè)計(jì)成品。在實(shí)踐施工過(guò)程中，一旦施工進(jìn)程突發(fā)意外狀況，可能涉及建筑設(shè)計(jì)方案改動(dòng)，甚至出現(xiàn)重新施工的情況，這會(huì)在無(wú)形中浪費(fèi)建筑資源。而以VR技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字媒體技術(shù)，則為建筑領(lǐng)域的發(fā)展拓展了新的路徑。通過(guò)新技術(shù)的運(yùn)用，可以依據(jù)模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)圖紙模擬出接近真實(shí)的場(chǎng)景模式，使用戶沉浸式地體驗(yàn)到模擬場(chǎng)景內(nèi)的設(shè)計(jì)，在提升用戶滿意度的同時(shí)提升了工作效率。例如，某學(xué)校的教學(xué)樓施工過(guò)程中，施工單位為了防止因返工而導(dǎo)致的施工工期延長(zhǎng)，其選擇融合VR技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)，圍繞待建設(shè)的教學(xué)樓進(jìn)行模擬仿真，立足于仿真作品，完善設(shè)計(jì)方案，通過(guò)這一形式提升工作效率。

現(xiàn)階段，在一系列具備交互性特征的平臺(tái)中，功能最為強(qiáng)大的是Unity3D軟件，其除了可以被用作三維動(dòng)畫、游戲開發(fā)、影視創(chuàng)作以外，還可以支撐各類VR模型的構(gòu)建。因此，在完成模型創(chuàng)設(shè)以后可以利用Unity3D軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)交互。通過(guò)在Unity3D軟件中輸入對(duì)應(yīng)的FBX文件，并對(duì)其進(jìn)行合理調(diào)整，同時(shí)搭配SteamVR、HTCVIVE等設(shè)備，便能實(shí)現(xiàn)虛擬漫游功能。

3.4 數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作

在信息技術(shù)領(lǐng)域，VR技術(shù)發(fā)揮出了較強(qiáng)的作用。其可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，創(chuàng)設(shè)出虛擬世界，為人們帶來(lái)沉浸式的體驗(yàn)感。而在數(shù)字媒體藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域，同樣可以使用VR技術(shù)，為藝術(shù)創(chuàng)作提供虛擬環(huán)境。例如，Quick Time VR軟件是虛擬技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，利用微機(jī)平臺(tái)作為輔助，能夠靈活演示各種靜態(tài)圖像，同時(shí)以真實(shí)情況為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)虛擬處理，這一處理屬于初級(jí)層次。在三維圖像圖形領(lǐng)域，Quick Time VR軟件的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為明顯，其具備出色的編輯功能，可以大幅度優(yōu)化用戶的互動(dòng)性，使用戶依據(jù)個(gè)人喜好把控展示進(jìn)程，靈活選擇展示內(nèi)容。在繪畫藝術(shù)創(chuàng)作中融合VR技術(shù)，能夠拓展創(chuàng)作的靈活性，幫助藝術(shù)家拓展藝術(shù)創(chuàng)作思路?，F(xiàn)階段，許多藝術(shù)家選擇在畫作中融入虛擬現(xiàn)實(shí)空間內(nèi)容，使藝術(shù)創(chuàng)作獲得更加廣闊的發(fā)展空間。通過(guò)Tilt Brush軟件的運(yùn)用，作者可以依據(jù)個(gè)人想法進(jìn)行虛擬創(chuàng)作，提升藝術(shù)創(chuàng)作的流暢性。

3.5 航空航天領(lǐng)域

相較于一些常見行業(yè)來(lái)說(shuō)，航空航天工程具有資源消耗量巨大且更迭發(fā)展速度較快，工程復(fù)雜性、危險(xiǎn)系數(shù)較高等特征。在航空航天領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，可能涉及真空試驗(yàn)內(nèi)容，但在實(shí)踐中由于多種因素的影響，導(dǎo)致真空試驗(yàn)難以開展。利用VR技術(shù)與數(shù)字媒體技術(shù)相融合的形式，可以最大程度地模擬出真實(shí)的飛行試驗(yàn)，在降低真空試驗(yàn)資金壓力的同時(shí)，也能避免試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)安全隱患，這有助于強(qiáng)化試驗(yàn)的安全性，降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。由此，VR技術(shù)與數(shù)字媒體技術(shù)相融合，在航空航天領(lǐng)域也有出色的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

3.6 軍事領(lǐng)域

VR技術(shù)的運(yùn)用，可以為無(wú)人機(jī)等軍事作戰(zhàn)訓(xùn)練提供幫助。將VR技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)融入軍事活動(dòng)中，可以在虛擬軍事演習(xí)的過(guò)程中幫助指揮官處理軍事作戰(zhàn)細(xì)節(jié)，降低資源消耗，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)作戰(zhàn)過(guò)程，明確現(xiàn)有作戰(zhàn)計(jì)劃中存在的缺陷，同時(shí)積極完善、優(yōu)化作戰(zhàn)方案，盡可能降低訓(xùn)練成本，優(yōu)化訓(xùn)練效果。VR技術(shù)與數(shù)字媒體技術(shù)的融合，能夠?yàn)檐娛卵菥毣顒?dòng)創(chuàng)設(shè)虛擬場(chǎng)所，在出色的模擬軍事背景下，為作戰(zhàn)人員帶來(lái)豐富的經(jīng)驗(yàn)積累，強(qiáng)化軍事演練的實(shí)踐價(jià)值。

3.7 文化保護(hù)領(lǐng)域

由于國(guó)家對(duì)于文化保護(hù)的重視，VR技術(shù)在我國(guó)各大博物館得到廣泛運(yùn)用。利用這一技術(shù)構(gòu)建管理系統(tǒng)，可以提升文化保護(hù)的效果，并在潛移默化中提升博物館的教育水平。以數(shù)字媒體技術(shù)為導(dǎo)向，以VR技術(shù)作為載體，可以實(shí)現(xiàn)文物的全方面展示，生動(dòng)演繹文物背后的歷史文化。這對(duì)于歷史文化傳播而言有著深遠(yuǎn)的意義和影響。

4 結(jié) 語(yǔ)

現(xiàn)如今，我國(guó)信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展，VR技術(shù)與數(shù)字媒體技術(shù)互相融合，可以為社會(huì)發(fā)展注入新的活力，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的全新發(fā)展，具備廣泛的發(fā)展前景。但不論是數(shù)字媒體技術(shù)還是VR技術(shù)，都仍處在不斷發(fā)展的過(guò)程中，這兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)化空間依然很大。為此，必須持續(xù)提升技術(shù)的實(shí)用性、真實(shí)性，才能拓展技術(shù)的運(yùn)用范圍，為人們帶來(lái)更豐富的生活。