計算機VR技術在數字媒體系統設計中的應用方法

江蘇省南通中等專業學校 湯穎

虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，虛擬現實技術(VR)包含了很多方面，其中包括模擬環境、自然技能、傳感設備以及感知等多個方面的內容。據了解，現階段VR虛擬現實技術在很多領域有著驚人的實際應用，這種技術主要是利用計算機生成一種模擬其他場景的畫面，從嚴格意義來說，是一種交互式的三維動態視景，并根據用戶的實體行為的系統增強用戶的沉浸感。虛擬現實技術可以說是仿真技術的一個較為重要方向，同時也是仿真技術與計算機圖形學人機接口技術、多媒體技術、傳感技術以及網絡技術等多種技術的集合體。本文將對計算機VR技術在數字媒體系統設計中的應用方法進行深入研究。

1 數字媒體藝術與VR虛擬現實技術相關概念

1.1 數字媒體藝術的概念

數字媒體技術（Digital Media Technology）(屬于計算機類)，其自身的主要宗旨是為社會培養集技術素質和藝術素質為一體的現代藝術設計人才。與傳統的數字媒體藝術專業相比，本專業略注重技術素質的培養，并且可以引導大眾不斷適應新媒體藝術創作、網絡多媒體制作以及房地產業的演示動畫片的制作工作。數字媒體技術這個專業的任務歸根結底就是將“數字”信號變為“媒體”信號，將計算機能看懂的符號，轉化為人能看懂的東西。數字媒體技術這個專業在不同的學學校所屬的學院也不同，有的屬于計算機學院，有的屬于藝術學院，有的屬于新媒體學院。所以，先找到自己的定位，你不是純粹的程序員，但是你要懂程序，你不是純粹的藝術生，但你要懂設計懂美感。

1.2 VR虛擬現實技術的概念

虛擬和現實這兩個詞語從本意上就具有一定的矛盾體征，若是將這兩個詞語放在一起，其實并沒有太大的研究意義，但科學技術的不斷進步，卻賦予了這兩個詞語更新穎的含義。按照最早提出的虛擬現實概念來看，虛擬現實又可以被稱作假想現實，也就是通過科學技術合成一種人工世界，可以引導相關人員清晰的認知到這個領域與計算機領域之間不可分離的密切關系，同時表明信息科學是合成虛擬現實的基本前提。而VR技術就是在虛擬現實技術的基礎上，構建一種可以引導用戶體驗虛擬世界的仿真世界。這種技術是利用計算機對現實世界進行模擬，或者多虛假世界進行幻想，進而生成一種模擬環境，帶給用戶最真實的體驗。虛擬現實技術其實是仿真技術的一個重要方向。從嚴格角度來說，VR技術是一門富有挑戰性的研究領域。虛擬現實技術不僅包含桌面式虛擬現實以及沉浸式虛擬現實，在增強式虛擬現實、分布式虛擬現實方面也有著十分重要的作用。

2 數字媒體藝術現狀

從嚴格角度來說，VR技術是根據先進的數字媒體技術逐漸演變來的，也可以說是數字媒體專業中具有一定綜合性的可勁兒。從數字媒體專業的層面來看，VR技術其自身的特殊性十分強。并且在實際教學的過程中，VR技術課程一直都在與數字媒體藝術有著十分密切的聯系，同時也在發展的過程中，加入了與藝術學有關的學科?；跀底置襟w藝術專業的課程設置，需要相關專業的人才將學科技術進行緊密融合，充分利用其自身所特有的真實環境，盡可能的帶給該專業的學生多方面的感受體驗。當今我國大部門在設置數字媒體藝術專業VR技術課程的過程中，涉及最多的內容便是沉浸式游戲設計，但由于它自帶一定的復雜性，因此可以帶給受眾更為真實的游戲體驗，在很大程度上提高受眾對這項技術的喜愛程度。

與院校內的其他專業相比，在進行數字媒體藝術專業教學的過程中，該專業的教師不僅要看重對學生的技術教育，還應當加強對藝術教育的重視程度。也就是說，教師應當在實際教學的過程中，利用自身專業技能，找準技術與藝術之間的平衡點，才可以從根本上促進學生的可持續發展。并且在實踐的過程中，教師很容易存在思想方面的偏差，部分教師過于看重技術方面的教學，進而忽視了對學生的藝術教學，反之則相反，這也導致大部分高校培養出來的學生和計算機專業學生相比較，擁有一定的差異性，

若是與藝術專業學生進行比較，這些課程內容又缺乏一定的創新性。其次，在教學的過程中出現了人才與就業市場不匹配的現象。隨著教師領域的不斷改革，我國就業市場以及相關部門逐步提高了對相關人才的需求，但相對應的人才往往是供不應求。并且由于計算機技術飛速發展，各種新技術開始涌現，學生在校園內學習的內容不一定忽而社會的發展，也就激發了市場與學校教育不對應的問題。在這樣的情況下，不僅會造成該專業教育資源浪費，還會從根本上影響學生的就業前景。

3 虛擬現實（VR）技術在數字媒體系統設計的應用

3.1 數字媒體傳播途徑

傳統的媒體在進行傳播的過程中所采用的渠道往往是電視媒介或者是報紙媒介，但隨著我國科學技術的不斷發展，傳統的媒體傳播途徑已經不能適應社會大眾日益增長的信息需求。并且在數字媒體系統設計中融入虛擬現實（VR）技術，可以充分促進數字媒體傳播途徑的更新。并且在此基礎上，計算機可以建立一個獨立于現實世界的虛擬世界，將社會大眾帶到虛擬環境中，為大眾帶來更好的體驗感，也是最直觀的讓大眾了解到科技發展對于我們生活的重要性[1]。

3.2 創新信息傳播方式

在數字媒體系統設計的過程中，計算機VR技術可以根據不同用戶的具體需求，利用計算機技術對其思想進行仿真生成，并且盡可能的將用戶帶入到虛擬環境中。這種較為新穎的傳播方式不僅可以給予受眾身臨其境的感覺，還可以在一定程度上更加具有時效性的優勢。當VR用戶真正進入到虛擬世界之后，用戶可以在此過程中不斷獲取到自己想要的信息，并且可以在虛擬世界中利用傳感器以及控制器等，隨心所欲的進行控制，以此輔助用戶獲得真實世界的體驗感[2]。

3.3 遠程教育系統

隨著我國互聯網技術不斷發展，以及教育事業的深入發展，遠程教育也在此過程中為教學提供了新的思路，并且在實踐的過程中增加了其自身的真實性、互動性以及情節化特征。與此同時還突破了教學在時空方面的限制，這些都是VR技術其自身獨特的魅力所在。從國際互聯網的遠程教育系統的發展現狀來看，VR技術的出現，很有可能會引起教育方式的革命。舉例來說，遠程教育在疫情期間展現了十分強大的優勢[3]。

3.4 技能培訓

若將VR技術應用于技能培訓方面，可以在很大程度上保障受培訓人員的人身安全，并且可以充分節約培訓成本。舉例來說，VR技術與飛行員的訓練模擬器的融合，便是很好的例子，傳統的飛行員訓練存在一定的危險性，若是將VR技術與其進行融合，學員便可以通過虛擬世界反復練習。與傳統的訓練方式相比，這種訓練方式不僅可以節約培新成本，還可以確保學員在訓練的過程中的人身安全。除此之外，汽車模擬駕駛器也與VR技術進行了融合，這樣可以引導訓練者在虛擬世界中體驗到真車般的感覺，可以讓游客在輕松并且舒適的環境中快速掌握駕車技能。不僅可以引導游客掌握汽車的常識和駕駛技術，還可以在保障游客安全的狀況下體驗瘋狂飆車的樂趣[4]。

與此同時，VR技術還可以應用于高難度和危險環境下的作業訓練。舉例來說，醫療手術訓練與VR技術的結合，可以不斷加強醫療手術訓練過程，并且賦予訓練者一定的物理特征。在這個過程中，醫生可以還原手術過程，以此達到訓練以及研究的目的。不僅如此，美國還加強了在軍用飛機與VR技術融合研究，試圖通過仿真訓練對駕駛員進行場景模擬，盡可能的來減少飛行事故。除此之外，VR技術對外科手術仿真技術也有一定的積極作用。虛擬現實VR技術除了會根據人體的感覺生成圖像外，還可以為使用者營造一個虛假的空間，突破時間與空間的雙重限制，這種方式更可以帶給人一種身臨其境的感覺，讓其體驗真實的感覺。除去專業人員的技能培訓，還可以帶給社會大眾豐富的技能體驗。許多人對于飛行員以及其他職業有著濃厚的興趣，通過VR技術，這些人可以充分了解到這些職業的工作性質，在一定程度上可以激發他們的學習興趣，這也是為社會培養人才的途徑之一。

并且數字媒體設計中也大量應用了VR技術，通過將人類行為學與美學進行結合，進而在數字媒體領域將VR技術結合到自身的設計中去，最終達到吸引人們眼球的目的。從嚴格意義上來說，虛擬現實系統也包括桌面虛擬現實技術，同時也是當今最被廣泛應用的技術之一。通過VR技術不斷提高了計算機系統自身的仿真技術，引導用戶進入虛擬世界，并且通過三維投影設備的方式達到目的，也就是說，虛擬世界中的數據主要可由外部系統進行操控，提高了VR技術的可操作性。在虛擬環境中，當事人自身觀察角度的轉換會讓其產生身臨其境的感覺。不僅如此，VR虛擬現實系統在產品展示、環境設計以及電子游戲中都有著較為廣泛的應用。總的來說，VR技術的不斷發展，不僅可以充分滿足社會大眾日益增長的物質文化需求，還可以在一定程度上促進了社會的進步，這也是對文化技術性的豐富。將圖像信息與人類自身的經驗相融合，并通過圖像思維引導人們去將藝術與信息聯系到一起，進而實現數字媒體設計任務[5]。

4 虛擬現實技術在數字媒體藝術中的發展趨勢

從我國目前的發展趨勢來看，增強現實技術已經逐漸發展到了與媒體融合的階段，但是在一些方面還是存在不足之處。舉例來說，在將來數字媒體的某些應用中，像是數字影視和網絡游戲，往往需要將真實拍攝的視頻與通過計算機技術制定的特定數字場景進行高效融合，以此為用戶帶來身臨其境的感受和娛樂體驗，并且基于實時視頻融合的增強現實技術，同時將其大量應用在日常生活中。正是因為如此，基于動態視頻合成與交互的增強現實研究，已經在不斷發展的過程中成為了計算機視覺和計算機圖形學等相關領域需要進行研究的重點課題，同時也是數字媒體技術未來發展的大勢所趨。大到軍用設備，小到社會大眾的游戲娛樂，增強現實技術的實現之路還是較為困難的。若是技術和概念都可以獲得長足發展，那么增強現實也許會成為人們衣食住行不可或缺的一種生活方式，同時也將更為集中，帶給用戶快捷而高效的信息流動體驗，滿足技術發展的重要趨勢[6]。

虛擬現實技術具有投入低、回收高的優點，在很多方面都有可觀的前景。從過去看未來，我們不難預測這項技術也將在不斷實踐的過程中繼續朝著更加智能化以及電動化的方向發展。并且主要在動態環境建模技術、顯示技術、智能化語音虛擬現實建模以及大型網絡分布式虛擬現實這幾個方面得到長足的發展，這些領域不論是可行性還是效益價值，都是社會大眾十分值得期待的，所以我們應該加強對此的研究。

5 結語

2019年，我國對于虛擬現實產業發展支持力度加大，頻頻頒布政策推動虛擬現實產業發展。2019年1月，工業和信息化部提出到2025年我國虛擬現實產業整體實力要進入全球前列，并明確了六項重點任務。國家政府機構還在視頻產業、信息消費、購物、廣電、虛擬現實技術等各個方面明確了虛擬現實產業發展方向。與此同時，地方政府機構也發布虛擬現實產業發展計劃，如青島市發布了2020—2022年虛擬現實產業發展行動計劃，可見國家對于我國虛擬現實產業發展的重視。虛擬現實技術與數字媒體技術在一定程度上來說有著非常密切的關系，兩者對技術和能力的要求有很多共同之處。從某種意義上講，虛擬現實其實就是數字媒體技術在實際應用當中的一種綜合體現。因此，在數字媒體藝術設計專業開設虛擬現實課程，可以將其他課程所講述的技能進行不斷的融合統一，為該專業的學生提供綜合訓練，同時它對于培養學生的項目實踐能力和創新能力也具有十分重要的作用。