淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在媒體中的運用

肖名希

摘 要：近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐漸成為各種媒體應(yīng)用得最為廣泛的一項技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過將虛擬技術(shù)和多媒體技術(shù)的相互融合創(chuàng)造出一種在現(xiàn)實社會中不存在的虛擬景象，進而給人們帶來更加震撼的視覺享受。本文主要從虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述出發(fā)，闡述了媒體應(yīng)用中虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)，最后對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在媒體中的應(yīng)用進行了探究。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；媒體；運用

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

20世紀(jì)80年代，美國VPL公司創(chuàng)辦人拉尼耳提出了“虛擬現(xiàn)實”這一個詞，所謂“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”指的是以計算機技術(shù)為核心，融合計算機仿真、圖形、傳感、人工智能、顯示、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)，同時借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，讓用戶在虛擬構(gòu)造的三維動態(tài)環(huán)境中體會實體行為的仿真性技術(shù)。該技術(shù)突破了原有的視覺和聽覺感知系統(tǒng)，使得人們能夠產(chǎn)生味覺、觸覺等感官體驗，這也正是虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用的原因所在。通常，虛擬現(xiàn)實具有以下基本特征：

首先，多感知性，通過視、力、觸、味、嗅等感官系統(tǒng)進行體會。當(dāng)前由于受技術(shù)的限制，只能模擬出視、力、觸、運動、味、嗅等感知系統(tǒng)，而完全模擬現(xiàn)實中所有的感官，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展的趨勢。

其次，沉浸性，指用戶以第一人稱存在于虛擬世界中的真實體驗。當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還沒有發(fā)展到這一領(lǐng)域。

再次，交互性，指讓用戶在虛擬世界中如同在現(xiàn)實世界一樣，通過對物體的觸摸和使用等情景，感受到物體的形體、重量、顏色等互動信息。

最后，構(gòu)想性，指在虛擬世界當(dāng)中，呈現(xiàn)出所有需要表達的信息，讓用戶能夠通過虛擬世界感知到現(xiàn)實生活中無法表現(xiàn)的事和物。

2 虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)

在虛擬現(xiàn)實中要模擬視覺、聽覺、觸覺等讓用戶體驗，因此要依托于計算機科學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、機械學(xué)、生物學(xué)等眾多學(xué)科。虛擬現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個方面：

2.1 實物虛化

實物虛化主要是把現(xiàn)實當(dāng)中的物體或構(gòu)想的事物通過虛擬世界呈現(xiàn)出來，主要包括構(gòu)建模型、空間跟蹤、聲音定位、視覺跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用使得虛擬世界更加真實。其中，通過三維制作軟件來進行模型的構(gòu)建，通過硬件設(shè)備進行空間、視覺和聲音跟蹤的制作。

2.2 高性能計算處理技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高新技術(shù)，高性能計算技術(shù)是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵，具有運算速度快、處理能力強、存儲容量大、組網(wǎng)特性強等特點。

2.3 虛物實化

實現(xiàn)虛物實化主要是通過視覺、觸覺、聽覺和力學(xué)等各種傳感器的共同作用，比如數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器等。但現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實技術(shù)依然無法滿足虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求，存在許多缺點，例如，數(shù)據(jù)手套存在分辨率低、延時長、使用范圍小等。因此，要研發(fā)更先進的傳感器。

2.4 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具

虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的關(guān)鍵是找到合適的場合和對象。選擇合適的應(yīng)用對象可以大大提高效率，降低勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，有必要進行虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具的研究。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在媒體中的應(yīng)用

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用

目前，網(wǎng)絡(luò)空間虛擬現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、嚴(yán)格意義上的空間距離和走的距離。由于物質(zhì)和動力系統(tǒng)是由Internet技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)字控制系統(tǒng)組成的數(shù)學(xué)思維，人類將現(xiàn)實引入空間，從而為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展提供了一個潛在的平臺。

（1）網(wǎng)絡(luò)游戲。網(wǎng)絡(luò)游戲包含了所有虛擬現(xiàn)實技術(shù)，它采用三維模型、立體聲音、人物形象等資源，實時實地構(gòu)建了一個復(fù)雜的虛擬世界。

（2）虛擬旅游。隨著三維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的旅游景點設(shè)置景點虛擬網(wǎng)絡(luò)，通過這些生動的三維圖像顯示點，滿足一些人對旅游目的地的了解需求，或者供沒有去旅游景點的游客享受虛擬旅游、異國旅游。同時，也可以超越現(xiàn)實的虛擬旅游景觀，再現(xiàn)已經(jīng)不存在或?qū)⒉粡?fù)存在的旅游景觀。

（3）遠(yuǎn)程教育。網(wǎng)絡(luò)虛擬教室以及虛擬實驗室的產(chǎn)生開拓了傳統(tǒng)教學(xué)無法達到的區(qū)域，給學(xué)生提供了更多知識、學(xué)習(xí)和實踐的機會。同時，在表現(xiàn)三維空間的一些知識，如分子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)合過程等方面，與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，三維交互的獨特表現(xiàn)出更強的生命力。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電影技術(shù)中的應(yīng)用

（1）4D電影：是一個新的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，它是由周圍的環(huán)境形成一個四維空間的三維仿真電影。總的來說，4D影院座椅具有噴氣、噴水、振動、掃腿等功能，劇院還配備了雨、雪、閃電、煙霧等特效設(shè)備，進而創(chuàng)建一個與電影的實際內(nèi)容相符的環(huán)境。

（2）球幕電影：該電影拍攝使用65毫米膠片橫向傳輸膜，而在投影時使用的是一個70毫米的副本的特殊滾動環(huán)氣動機械橫向膜。這種膠片的屏幕是普通屏幕的10倍，膠片的效果非常清晰。在一般情況下，圓頂結(jié)構(gòu)用于電影，和電影屏幕一樣也是一個半球形。投影使用魚眼鏡頭的攝影，可以顯示半球圖像，使觀眾在劇場身臨其境，效果非常震撼。

（3）環(huán)幕電影：是一種借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)而產(chǎn)生的新型的電影形式。它最大特點是屏幕特別大，屏幕一般會圍繞觀眾，觀眾可以在屏幕中間隨意觀看屏幕的一部分。通常，這類電影技術(shù)采用九臺攝像機的同步全景角度拍攝，并在播放時九臺攝像機同時顯示，實現(xiàn)360°的全景模式，能給觀眾一種強烈的、異常的感覺。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電視中的應(yīng)用

（1）電視虛擬場景的建模。所謂“虛擬場景”，指的是通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對虛擬現(xiàn)實中的各種對象進行虛擬建模，以達到虛擬現(xiàn)實的效果。虛擬三維背景圖像生成前，使用該軟件來模擬三維場景中的虛擬對象。通過計算機輔助設(shè)計軟件，生產(chǎn)人員可以對象建模，并通過該軟件采用渲染技術(shù)對物體進行準(zhǔn)確的幾何描述，不僅具有真實的物體形態(tài)，而且在光線、形狀、紋理等方面都非常逼真。

（2）跟蹤電視攝像機的機位。當(dāng)前主要采用機械傳感器法和圖形識別法兩種方法處理攝像機的跟蹤技術(shù)。圖形模式識別系統(tǒng)主要對來自攝像機的視頻信號進行圖形識別處理，通過圖像變化對攝像機的位置進行判斷，并通過超聲波、紅外等信號裝置準(zhǔn)確地測量攝像機的精確位置和位移。而機械傳感方法是獲取機械系統(tǒng)相關(guān)的成像系統(tǒng)，利用傳感器、電子機械傳感器在本系統(tǒng)中通過攝像機對攝像機參數(shù)進行預(yù)測得到設(shè)備。

（3）虛擬背景生成。一個三維虛擬場景，如果處理和再生背景圖像序列的話，需要大量的計算工作。所以利用虛擬背景下的廣播，無論是圖像合成還是彩色鍵控都可以在實時跟蹤中完成，而且能夠保證廣播的圖像質(zhì)量。

（4）虛擬圖像的合成。在合成之前，首先要提取人物圖像的前景圖像，可以利用傳統(tǒng)的圖像檢索技術(shù)提取出藍色背景和圖像。因為最終的3D背景要結(jié)合前景圖像，所以必須考慮到前景圖像的深度信息。深度是指每個像素的背景和前景表現(xiàn)的相機。因此，合成也可以成為一種深合成（Z混合）。當(dāng)場景的深度值小于背景的深度值時，前景圖像被輸出。

4 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實是現(xiàn)階段多媒體技術(shù)應(yīng)用中的一項新型技術(shù)，同時也是多媒體的發(fā)展趨勢，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用也是多媒體技術(shù)發(fā)展的里程碑。當(dāng)前，我國的虛擬現(xiàn)實技術(shù)依然處于初級階段，盡管其具有巨大的應(yīng)用前景，但是依然受到諸多問題的影響，難以進一步發(fā)展。因此，加強虛擬現(xiàn)實技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展是我們以后需要共同研討的主題。

參考文獻：

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