丁建浩， 王毅剛， 過 山

（杭州電子科技大學(xué)人文藝術(shù)與數(shù)字媒體學(xué)院，杭州310018）

0 引 言

目前廣告學(xué)專業(yè)的教學(xué)主要以理論授課，策劃案設(shè)計(jì)與制作為主，其教學(xué)專業(yè)體系和教學(xué)實(shí)踐等環(huán)節(jié)還存在很多問題［1-2］。互動(dòng)情景布置費(fèi)用高昂，且容易受到時(shí)間和空間的限制，所設(shè)計(jì)的策劃案以文字、圖像為主，停留在主觀2D效果中［3］，策劃案與實(shí)際廣告展示設(shè)計(jì)之間存在較大差距。效果圖的制作通常需要專業(yè)軟件，對軟件操作的專業(yè)性要求較高，中途對文案策劃內(nèi)容的修改，無法進(jìn)行交互操作，且無法實(shí)時(shí)呈現(xiàn)效果。如何將虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)與傳播策劃廣告學(xué)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，是該類課程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要研究課題［4-5］。

基于VR的廣告空間設(shè)計(jì)依賴于VR的交互性、沉浸感和想象，在全面分析產(chǎn)品和受眾的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代科技元素，隨時(shí)隨地利用VR設(shè)備進(jìn)行廣告體驗(yàn)，豐富廣告的設(shè)計(jì)畫面［6］。在VR環(huán)境中進(jìn)行廣告展示與虛擬體驗(yàn)［7］，能夠高效、低成本、直觀化的展現(xiàn)企業(yè)形象，加深學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解。

1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

1.1 設(shè)計(jì)思路

虛擬實(shí)驗(yàn)展示平臺(tái)靈活的交互性，能提高學(xué)生主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生的體驗(yàn)感［8］。學(xué)生可以在三維空間中隨意行走，實(shí)現(xiàn)即時(shí)、動(dòng)態(tài)地顯示學(xué)生所在場景位置和方向。對空間中壁紙、地面進(jìn)行更改材質(zhì)，根據(jù)自己喜好添加并隨意擺放展示模型（例如投影、聯(lián)動(dòng)屏幕，廣告位），能夠任意拖動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、改變尺寸大小。

在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上能夠完成相關(guān)課程既定的基礎(chǔ)性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。結(jié)合VR技術(shù)，通過視頻動(dòng)畫給學(xué)生營造非常有趣的廣告體驗(yàn)。廣告所展現(xiàn)的內(nèi)容與虛擬場景融為一體，學(xué)生在進(jìn)行VR體驗(yàn)時(shí)，不自覺地瀏覽廣告并留下較深的印象。

1.2 硬件交互體驗(yàn)平臺(tái)

本平臺(tái)的數(shù)字體驗(yàn)硬件由頭部跟蹤系統(tǒng)（紅外攝像頭和跟蹤服務(wù)器），網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、背投影機(jī)、顯示屏幕、三維鼠標(biāo)和PC機(jī)等設(shè)備組成，設(shè)備的連接方式如圖1所示。跟蹤服務(wù)器通過數(shù)據(jù)線與紅外攝像頭相連，紅外攝像頭跟蹤標(biāo)識(shí)點(diǎn)，將標(biāo)識(shí)點(diǎn)的位置信息傳送給跟蹤服務(wù)器，跟蹤服務(wù)器將處理后的位置信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送給控制臺(tái)，控制臺(tái)再將這些處理信息發(fā)送給渲染器，渲染器就能渲染正確的圖像?？刂婆_(tái)作為虛擬現(xiàn)實(shí)外圍網(wǎng)絡(luò)（Virtual Reality Peripheral Network，VRPN）的服務(wù)器，渲染器作為VRPN的客戶端，兩者之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，渲染器使用開放場景圖（Open Scene Graph，OSG）渲染引擎來渲染場景。學(xué)生通過三維鼠標(biāo)與渲染場景進(jìn)行交互。

圖1 數(shù)字體驗(yàn)硬件平臺(tái)架構(gòu)

1.3 虛擬交互軟件平臺(tái)

1.3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

目前，很多虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是基于國外的商業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)，如LabVIEW［9］、Virtools［10］等。本虛擬交互實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)底層基于VR開放引擎OSG自主研發(fā)，已經(jīng)應(yīng)用在虛擬工廠規(guī)劃［11］、家居設(shè)計(jì)［12］和軍工［13］等領(lǐng)域。通過虛擬化技術(shù)遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器端的三維模型和材質(zhì)庫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生選擇模型直接用鼠標(biāo)拖動(dòng)到場景中，快速構(gòu)建三維虛擬場景。三維模型數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制壓縮技術(shù)，確保下載速度。三維模型通過三維建模軟件構(gòu)建，利用三維模型庫管理導(dǎo)入平臺(tái)。平臺(tái)支持一列的交互操作，如模型的移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)，材質(zhì)的替換、燈光及相機(jī)等交互操作，整體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 交互平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

1.3.2 交互操作實(shí)現(xiàn)原理

本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用OSG對場景進(jìn)行組織和管理，它用層次結(jié)構(gòu)來表示場景，場景中的結(jié)點(diǎn)是構(gòu)成場景圖的基本單元［14］。

為被操作對象設(shè)置矩陣變換（MatrixTransform）父節(jié)點(diǎn)，通過改變這個(gè)父節(jié)點(diǎn)的變換矩陣值，實(shí)現(xiàn)三維模型的平移、旋轉(zhuǎn)、縮放。所有節(jié)點(diǎn)訪問器都訪問當(dāng)前節(jié)點(diǎn)路徑，節(jié)點(diǎn)路徑本質(zhì)上是從根節(jié)點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所有節(jié)點(diǎn)總和。得到節(jié)點(diǎn)路徑實(shí)例后，使用OSG的computeWorldToLocal（osg：：NodePath）方法來獲取表達(dá)節(jié)點(diǎn)世界坐標(biāo)的矩陣。

OSG中場景視點(diǎn)的交互操作主要依賴于其核心管理器Viewer，其用來響應(yīng)視點(diǎn)漫游時(shí)的場景變化。實(shí)現(xiàn)過程包括一系列的矩陣控制器（MatrixManipulator），其本質(zhì)是通過場景中各節(jié)點(diǎn)的世界坐標(biāo)矩陣來改變相機(jī)位置，如“Drive”“Trackball”“Fly”等交互操作都繼承該類。在場景實(shí)時(shí)渲染時(shí)，其核心是“handle”方法，該方法檢查并響應(yīng)選中的GUI事件，在每一個(gè)“FRAME”事件中，設(shè)置相機(jī)位置矩陣值為transformAccumulator矩陣的值，最后更新回調(diào)函數(shù)以獲得該節(jié)點(diǎn)之前所有節(jié)點(diǎn)的矩陣和。

2 實(shí)驗(yàn)案例

2.1 實(shí)驗(yàn)要求

通過前期廣告展示文案設(shè)計(jì)及學(xué)生具體需求，要求學(xué)生事先對企業(yè)室內(nèi)廣告布展方案進(jìn)行設(shè)計(jì)策。結(jié)合廣告學(xué)、學(xué)生心理學(xué)和美學(xué)設(shè)計(jì)，完成每個(gè)版面的內(nèi)容策劃，在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行廣告空間的快速三維構(gòu)建，形成可預(yù)覽、體驗(yàn)的虛擬三維廣告空間。

2.2 交互操作主要步驟

步驟1繪制或設(shè)置墻體參數(shù)?？梢灾苯油ㄟ^參數(shù)設(shè)置生成標(biāo)準(zhǔn)的三維室內(nèi)空間。或者以平面布局圖為背景，在背景圖上沿著墻體邊界勾勒，生成三維空間，系統(tǒng)自動(dòng)顯示墻體長度和生成面積。墻體空間生成以后，得到對應(yīng)尺寸的三維空間，按住鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行三維空間的瀏覽操作。

步驟2根據(jù)策劃的展示內(nèi)容，在設(shè)計(jì)平臺(tái)上完成廣告道具、裝飾物品的選擇和擺放。如圖3所示，打開模型庫，用鼠標(biāo)向三維空間拖拽裝飾植物。

圖3 用鼠標(biāo)向三維空間中拖拽植物

步驟3替換貼圖。材質(zhì)編輯功能可以對系統(tǒng)生成或?qū)氲氖覂?nèi)空間和家具進(jìn)行材質(zhì)編輯，選中貼圖庫中的圖片，將其拖拽到三維模型上即可，如圖4所示。在貼圖替換中，注意要設(shè)置貼圖的重復(fù)度設(shè)置，不能過密或過疏。

圖4 從貼圖庫拖拽圖片替換模型貼圖

步驟4二維視圖下的位置擺放。在廣告室內(nèi)空間擺放物品時(shí)，可以切換到二維視圖下快速移動(dòng)物體。系統(tǒng)存儲(chǔ)了對應(yīng)三維模型在頂視圖下的線框圖，能快速提高交互操作的響應(yīng)速度。

步驟5在平臺(tái)上完成燈光的布置。通過燈光特效如光斑設(shè)置，在墻體上設(shè)置特殊的光效，如射燈效果，可以調(diào)整燈光的位置、顏色、方向等。如圖5燈光明暗參數(shù)調(diào)整。

圖5 燈光明暗參數(shù)調(diào)整面板

步驟6根據(jù)展示內(nèi)容的需求，在虛擬展示平臺(tái)上完成推廣內(nèi)容的設(shè)計(jì)。用鼠標(biāo)左鍵選中場景中的任何物品，進(jìn)行拖放，調(diào)整位置、角度、比例等操作，如圖6所示，柱子的擺放，紅色線框表示選中的物體。

圖6 三維場景柱子的擺放

步驟7照相機(jī)設(shè)置。點(diǎn)擊菜單欄上“相機(jī)”按鈕就可以添加相機(jī)。在二維視圖下用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊相機(jī)圖標(biāo)，然后通過鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)來設(shè)置相機(jī)位置。相機(jī)的朝向是通過菜單欄上“相機(jī)／逆向旋轉(zhuǎn)90°”和“相機(jī)／正向旋轉(zhuǎn)90°”按鈕來控制。通過控制視點(diǎn)，可以從任意角度觀看擺放效果。視圖的切換操作也可以通過視圖區(qū)左上角的“眼睛”按鈕圖標(biāo)來切換，如圖7右下角所示，漫游操作面板。

圖7 虛擬場景漫游操作

3 實(shí)驗(yàn)考核

根據(jù)所設(shè)定的廣告展示內(nèi)容，完成一個(gè)具有“身臨其境”的三維虛擬形象空間陳列設(shè)計(jì)，并根據(jù)體驗(yàn)評價(jià)的實(shí)驗(yàn)得分，生成一份廣告展示策劃、設(shè)計(jì)策劃及效果評價(jià)報(bào)告。

傳播策劃或設(shè)計(jì)類課程的考核評分往往帶有主觀性［15］。具體評價(jià)內(nèi)容表現(xiàn)在兩方面：

（1）設(shè)計(jì)功能方面的評價(jià)。良好的形態(tài)與空間位置及良好的模型尺度、便捷的設(shè)施功能，能夠節(jié)省空間：合理的工程設(shè)置與空間劃分，合理的采光與照明，模型設(shè)施的合理搭配。

（2）視覺審美方面的評價(jià)。企業(yè)品牌理念的整體識(shí)別性、輕松美觀的空間形態(tài)，協(xié)調(diào)的色彩與材質(zhì)關(guān)系，統(tǒng)一的風(fēng)格與格調(diào)，新穎的形式。

本實(shí)驗(yàn)課結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)，針對具體的呈現(xiàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)了評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。學(xué)生之間進(jìn)行相互打分，最后取平均分。

表1 實(shí)驗(yàn)評分標(biāo)準(zhǔn)表

4 結(jié) 語

企業(yè)形象廣告空間傳播策劃的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)除了革新傳播類實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段之外，還可以作為各類文案主題策劃和制作展示的依托平臺(tái)。本文探索了在廣告?zhèn)鞑ゲ邉潱瑘鼍霸O(shè)計(jì)展現(xiàn)手段的多樣性，使學(xué)生形成互助合作的興趣小組，提高學(xué)生專業(yè)綜合能力和課題研究能力。平臺(tái)充分體現(xiàn)了所思即所見的特色，具有很強(qiáng)的交互娛樂性，可以延伸拓展藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

后續(xù)補(bǔ)充更多的三維模型資源庫，集成更加先進(jìn)的VR交互設(shè)備進(jìn)行交互體驗(yàn)操作［16］，在仿真效果及交互操作上進(jìn)一步優(yōu)化。