論虛擬現實技術在影視動畫中的應用

付昭仟

（華南理工大學 設計學院，廣東 廣州 510000）

一、虛擬現實技術的簡述

（一）虛擬現實技術的定義

虛擬現實是藝術與計算機技術的結合與運用。是一種可計算信息的交互式環境，換句話說，就是利用軟件在計算機上模擬現實環境，制作出在一定范圍內具有視覺、觸覺、聽覺一體化的虛擬場景。體驗著通過一些媒介，以自己的思維方式來控制設備，與虛擬環境中的虛擬對象進行交互、相互影響和感觸，從而使得用戶有如親臨其境。

（二）虛擬現實技術的特點

虛擬現實可以被認為是對現實世界進行五維度、全方位，360度的仿真，它除了對現實社會全方位的仿真和對時間的模擬外，還包括對自然和人類的模擬。

虛擬現實技術綜合了很多學科技術，它具有以下三個特征：

1.多感知性

虛擬現實系統它除了具有一般計算機所擁有的視覺感知之外，還同時擁有聽覺感知、觸覺感知、運動感知等。其原理是因為虛擬現實系統中裝有視、聽、觸、動覺等傳感的反應裝置。

2.交互性

交互性，顧名思義，它指的是體驗著通過設備控制模擬環境中的對象進行交流互動。用戶不僅可以使用電腦鍵盤,鼠標，并且能夠通過特殊的眼鏡，互動感應設備，不僅僅是枯燥簡單的使用電腦鍵盤，鼠標控制。一臺電腦可以根據用戶的手,頭部、眼睛、身體語言和運動來調整系統的圖像和聲音。體驗者通過自身的肢體動作、語言等技能，來操作虛擬環境中的對象。

3.存在性

存在性指用戶在虛擬環境中的感覺，利用傳感設備，如虛擬頭盔，可以在虛擬環境自由操作。虛擬環境中的形象也實時跟隨變化，場景移動完全跟隨用戶的肢體運動，也可以聽到類似真實場景的聲音。使體驗者在虛擬環境中感受逼真、真實的感覺，使其擁有身臨其境的感受。

（三）虛擬現實技術的現狀

虛擬現實技術屬于新技術，目前還不夠成熟，還需要進一步的完善。由于這項技術投資很大，目前我國對這方面的投資有限，造成人員短缺，技術匱乏，所以與發達國家相比還存在很大的差距。

二、影視動畫的概念

（一）影視動畫的定義

它主要有兩個方面：影視動畫(戲劇)性能的“影視性”和角色動畫顯示“動畫性”這兩點是虛擬現實的重點，它不同于特殊藝術形式的影視(戲劇)的性能。前者是最重要的因素，在動畫表現中不能被忽略,而后者是動畫的靈魂和性能。

（二）影視動畫的現狀

影視動畫最近幾年發展很快，技術也越來越成熟。大到國家，小到身邊的廣告或促銷形式，都在采取這些數字視頻動畫。2010年廣州亞運會，亞洲城市表現出深厚的文化底蘊，在宣傳片中廣州市亞運場館三維虛擬仿真信息系統使人們更直觀地了解場地的詳細信息。

三、虛擬現實技術的表現手法

(一)虛擬動態環境

虛擬動態環境是根據實際環境測量的數據，然后利用相關軟件制作出三維環境的虛擬模型，它是虛擬現實技術的核心。專家便可以利用網絡在家里對規劃成果進行評審進行規劃審查、指導。專家在家里足不出戶就可以得到各種需要的詳細信息(如三維動態建筑物的模型），專家通過網絡會議的形式與規劃師交流交流意見，提出修改方案以及項目優缺點，并可以較快地通過建立數字模型加以證實。

(二)實時地三維圖形生成和顯示技術

要在不降低圖形品質和復雜程度的前提下實時地生成和顯示三維圖形，仍需要借助一些具有立體顯示功能的專業設備和傳感設備等，才能夠真正實現。很方便的把某一些當前所沒有的東西，通過虛擬現實技術“創造出來”。

(三)三維影視動畫

現在的大部分電影中，使用數字技術、數碼技術，還有三維的建模技術合成一些在現實生活中不能實現的，或者是已經消失了的物體，以及很難以達到要求的東西，把它們通過電腦和互聯網進行模擬出來。這種情況大都表現在科幻電影中，影視動畫中的人物和場景上面。

(四)仿真

目前的航天設備以及計算機系統展現不出來宇宙空間的失重環境，而通過虛擬現實技術創建和模擬宇宙環境，通過虛擬的影像和聲音就可以讓宇航員感受到逼真的宇宙環境下的情景，達到訓練的效果。使用這種技術能有效的節省研究經費，可以重復使用，以及減少設備的損耗。

(五)城市的規劃

城市規劃需要考慮的因素很多，不能半點馬虎，城市規劃對可視化的三維視覺要求很高，必須可以展現出重新規劃的城市新面貌。這也給虛擬現實技術提供了新的展示平臺，運用虛擬現實技術可以讓政府規劃部門、項目開發商、工程人員和公眾等從任意角度觀看到規劃好的效果，以便大家了解未來城市新面貌，對不滿意的地方及時提出意見及修改方案，真正達到全民參與的效果。這是傳統手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達到的。

四、虛擬現實技術的種類

(一)桌面虛擬現實

從用戶的計算機模擬和數字處理器進行仿真,使用電腦屏幕為用戶觀察虛擬領域。通過各種輸入實現與虛擬現實世界的充分交互，這些外部設備包括鼠標，追蹤球，力矩球等。這個系統因為用戶坐在電腦顯示器前,通過電腦屏幕來觀察虛擬世界和與它交互,但往往受到用戶所在的環境影響,很難做到注意力集中。但是它的優點在于成本很低，在市面上就能買得到，并且結構簡單和操作容易的優勢，易于推廣。

(二)分布式虛擬現實系統

使每個人通過計算機網絡連接在一起,同時進入同一個虛擬的空間并參與體驗整個虛擬空間,更好的達到工作協調同步。

(三)增強現實性的虛擬現實

增強現實技術的虛擬現實不僅是利用虛擬現實技術模擬真實世界和模擬在現實世界中,更多的是使用虛擬現實增強用戶感知的虛擬環境和增強現實是無法感知或不方便的感覺。模擬真實世界、仿真現實世界只是增強現實性的虛擬現實表現的一部分，它最大的特點是增強使用者對虛擬環境的感受。

(四)沉浸的虛擬現實

虛擬現實是通過頭盔式顯示器或其它一些設備，同時集中體驗著的視覺、聽覺以及其它感官，為其提供一個全新的虛擬的空間。體驗著使用位置跟蹤器、數據手套和其它輸入設備如聲音等，讓體驗著感受身臨其境、如夢如幻，真正進入虛擬環境中一樣的感覺。缺點是專用設備太復雜不便生產和推廣。

五、虛擬現實技術在影視動畫中的具體應用

（一）虛擬現實技術在電影場景中的應用

電影《少年派的的奇幻漂流》中使用了虛擬數字技術中的數字技術、數碼技術，還有三維的建模技術合成了一些在現實生活中所沒有的，很難以實現電影場景要求的東西，或者是沒有的已經消失了的物體，把它們通過電腦和互聯網進行模擬出來。

（二）虛擬現實技術在電視場景中的應用

隨著社會的變遷，文化的發展，高科技的誕生，人們的精神需要越來越高，拍電視的導演們就把目光放在了高科技上面，電視劇的拍攝也就越來越天馬行空，使用三維數字虛擬技術創建的懸崖峭壁。

（三）虛擬現實技術在演播廳的實際應用

虛擬現實演播廳的主要優點能夠使人們更直接的感受別人所要表達的感受，增強了人們對信息的的了解和認知。生活中一般的演播室是不可能做到這一點的，因為科技的限制使得它根本不可能達到那種感染力。

（四）虛擬現實技術在游戲動畫場景中的應用

虛擬現實技術在3D游戲動畫方面的應用是其中之一，3D游戲的加入同時也促使加快了虛擬現實技術的的發展步伐，為虛擬現實技術的發展奠定了基礎，同時因為電視，電影等都使用虛擬現實技術來表現，因其低廉的成本，隨心所欲的創造性，以及美輪美奐的色彩氛圍都使得游戲市場需要迫切的改革。

六、結語

大部分電影中使用數字技術、數碼技術，還有三維的建模技術合成一些在現實生活中不方便的，或者是沒有的已經消失了的物體，以及很難以達到要求的東西，把它們通過電腦和互聯網進行模擬出來，能生動、形象、逼真地表現人們所期望的東西。虛擬現實技術的運用到現在為止尚處于發展中，需要進一步去開發和完善。隨著時代的發展，互聯網的壯大，虛擬現實技術已經遠遠達不到當前的人們和社會所需求的目標，相信以后虛擬現實技術會成為一個時代發展的潮流，也迫切的需要我們去探索和發現它的更大的價值。虛擬現實技術為人們的教育、娛樂、生活和經濟發展做出了巨大的貢獻，相信未來它會走的越來越遠。