體感交互式VR在數字娛樂中的應用及發展

張爽

【摘要】 隨著數字化體驗時代的發展，體驗式與沉浸式的人機互動成為熱點，人機交互方式日益趨向自然化。VR設備被高效的利用在數字娛樂，虛擬博物館，醫療等多領域。本文通過對虛擬現實技術廣泛應用、發展歷程及發展前景的展現，希望對今后虛擬現實技術運用提供理論參考。

【關鍵詞】 虛擬現實 數字媒體 人機體感交互 用戶體驗

一、虛擬現實技術的人機交互方式及原理

1、虛擬現實技術的交互特征。虛擬現實技術（VR）也被稱為是靈境技術，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，通過計算機設備創造視聽感受逼真的三維虛擬環境。具有多感知性、交互性、自主性、沉浸式特征。交互性體現在以用戶為主體，在虛擬現實系統中近乎自然的三維立體交互與多感知的人機交互。沉浸性體現在使得用戶能把自己置身在計算機產生的三維虛擬環境中，讓用戶能夠在虛擬環境中感知各對象的相互作用[1]。自主性的特征則體現在讓人能從定量定性的綜合系統中來獲得感性或理性的認識，從中能夠獲得相應的啟發和深化概念的過程，從而萌發新意。虛擬現實技術在交互特征方面得以顯著的提現。

2、虛擬現實技術的系統的構成。在系統的模塊上包括傳感器模塊、反饋模塊、檢測模塊、控制模塊等。傳感器模塊用來接收用戶操作命令，應用在虛擬環境中，把操作后所產生的結果運用反饋形式提供給用戶。反饋模塊則接收傳感器信息，及時反饋給用戶。檢測模塊是對用戶操作命令的監測，然后通過傳感器作用于虛擬環境。控制模塊用于構建現實與虛擬的環境。數字娛樂中運用最廣泛的，基于Unity3D的體感游戲開發的Kinect傳感器，是通過骨骼動作捕捉和感知外界的CMOS紅外傳感器是通過黑白光譜感知環境，黑白間的灰色地帶對應物體到傳感器的物理距離 [2]。

二、虛擬現實技術的應用現狀及發展歷程分析

1、虛擬現實技術的應用現狀分析。虛擬現實技術的應用日趨商業化與廣泛化，尤其在數字娛樂領域中的體感游戲設計、3D展示、實景還原等應用中。在工智能中提升計算機自學功能，增強其趣味性與高效運作能力。而作為傳輸顯示信息的媒體，在虛擬現實技術的應用下，能夠將靜態藝術通過轉化成為動態的藝術，提升藝術的欣賞度和藝術感染力[3]。在教育領域中，教學中的應用，通過建立虛擬的校園通過師生間以及學生間的信息交流，加強彼此的溝通。通過虛擬課堂的建立，推動在線教育和數字校園的發展，而通過模擬實驗的建立就能夠通過虛擬技術對虛擬的儀器進行制作，讓學生能夠不受環境以及時空等條件的限制，在實驗的安全性上也能得到保障。在城市規劃中用于展示宣傳城市建設，系統根據城市的當前狀況和對未來的規劃，將城市的過去、現在、未來展現在市民面前。[4]虛擬現實技術在醫學領域以及工業領域中的應用，虛擬人體讓醫生對人體的構造以及功能。在手術系統的虛擬過程中，能夠提高手術的技術。而將這一技術在工業領域進行應用，就能進行虛擬裝配以及工控仿真等[3]。現在社會各個領域出現的多媒體電子裝置，包括3G重力感應手機，移動互動電視、巨型投射銀幕交互投影展示，小巧的電腦裝置等以不同的形式改變著我們的生活，而包含多種感應器官的互動媒體的研究也成為必然，而綜合運用多種器官來實現互動的虛擬現實技術稱為互動多媒體系統。2010年11月4日美國微軟退出了XBOX，體感周邊設Kinect，使體感游戲與虛擬技術的融合，在以人為中心的交互設計中呈現出炫酷的核心玩法和機制。

2、虛擬現實技術的發展歷程分析。虛擬現實技術在發展中經歷了幾個重要的階段，從上世紀五十年代到七十年代是虛擬現實技術發展的探索階段，美國的相關研究人員首次提出了有交互圖形顯示力反饋設備和聲音提示的虛擬現實系統基本思想。到了1966年就對頭盔式顯示器研制工作進行了實施，在1975年的時候提出了人工現實這一思想。構想了液晶顯示器以及立體輸出裝置以及跟蹤裝置三部分所構成的頭盔顯示器系統，并進行設計了雙目潛望式全景器[5]。在九十年代初期宇航員對虛擬現實系統在航天飛機領域進行了應用，并獲得了成功。在進入到新的發展階段，虛擬現實技術的發展又有了新的進展，在世界最大的虛擬現實技術軟件公司之一的英國超景公司組織開發出了，在電腦屏幕上進行游覽超級城市的立體圖像，對人們的生活場景進行了真實性的模擬，并在諸多的領域也有了更廣泛的應用。

結語：虛擬現實技術將會發展成為一種改變我們生活方式的新突破，目前，卡發著如何為用戶提供一個真正的身臨其境的體驗還存在技術局限性，現階段虛擬現實技術還需要加深理論的研究與實踐方法總結，從而更好的促進實際的技術應用和推廣，為用戶提供更好的交互體驗。

參 考 文 獻

[1] 陸輝，繆明月. 基于虛擬仿真技術的應急管理實驗教學系統研究[J]. 教育教學論壇. 2015（27）

[2] MICHELLE MENARD. Game developer with Unity[M].史曉明，李強譯.北京：機械出版社2012

[3] 劉桐. 虛擬現實技術在房產展示系統中的應用[J]. 現代交際. 2015（03）

[4] 張菁，張天馳，陳懷友，虛擬現實技術及應用[M]。北京：清華大學出版社，2011

[5] Williamr Sherman ，Understanding virtual reality：interface，application and design 2002