馮莉穎，馬立堯，黃業(yè)榮

（1.海南科技職業(yè)大學，海南 海口 571126；2.海南大學，海南 海口 571126；3.沙巴大學，馬來西亞 亞庇 88670）

隨著數(shù)字化技術的不斷發(fā)展，掀起了新一輪的數(shù)字革命。但是在實際應用的過程當中，新數(shù)字技術的應用還是會存在著一定的問題。需要結合實際應用的領域進行專門的調整。與此同時，互聯(lián)網技術的快速發(fā)展和普及，讓很多行業(yè)開始積極轉變之前的發(fā)展模式，引入新技術以達到改革的目標，采用AR/VR 技術就是一種比較好的創(chuàng)新嘗試。

1 AR/VR 技術理論基礎

通常情況下大都會認為計算機技術是AR/VR 技術的核心，可以借助于三維圖生成技術以及高分辨顯示等相關技術，通過傳感設備來構建起更加逼真的虛擬環(huán)境，讓用戶在聽覺、視覺、觸覺等全方位的感受下，產生身臨其境的感覺，還可以給對象提供智能交互三維空間技術。如果從比較簡單的方面去理解，可以認為AR/VR 技術是通過計算機技術來構建起虛擬環(huán)境，完成交互。

不管做出什么實體行為，在虛擬世界當中都可以同步匹配，而且VR 設備還有著很明顯的不透光性，把外部的真實世界和用戶真正隔離，讓用戶可以完全處于虛擬環(huán)境當中來。AR 技術則可以實現(xiàn)實時交互，對現(xiàn)實世界起到增強作用。把虛擬和顯示世界當中的相關信息疊加起來，通過一個顯示器呈現(xiàn)[1]。AR 技術可以將平面圖像直接以立體的方式呈現(xiàn)，還可以檢索到和看到的這個圖像相關的各種信息。

2 AR/VR 技術分析模塊設計流程

2.1 對象梳理過程

需要整理科技創(chuàng)新成果，成果包含：設備與應用方面的創(chuàng)新。

2.2 對象建模過程

（1）結構創(chuàng)新，需要完成對象外部、內部建模。

（2）材質創(chuàng)新：針對對象的材質光澤來進行建模。

（3）應用創(chuàng)新：需要針對對象的應用場景完成建模。

2.3 交互設計過程

（1）交互之前的設計：交互具有明顯變化，側重對比變化的征兆。交互若是缺少明顯變化，則是側重應用之前各項準備工作的開展。

（2）交互過程中：可以對成功的應用情況進行全面體現(xiàn)，要讓成果的創(chuàng)新性得到突顯。

（3）交互之后，需要體現(xiàn)出應用的相關成效。

2.4 體驗設計過程

體驗設計需要體現(xiàn)出以下幾個方面的特點，分別是：

第一，沉浸性特點。給用戶提供觸覺、聽覺以及視覺方面的模擬，讓用戶有身臨其境的感覺。第二，多維性特點。能夠對虛擬世界當中的設備看得更加立體，還可以看到一些設備的內部具體構成情況。第三，互動性特點。在虛擬現(xiàn)實當中可以反映用戶顯示當中的一系列活動，還可以及時對動作進行調整。

3 基于AR/VR 技術的實踐應用分析

3.1 在服裝設計教學中的應用情況

圖1 試衣系統(tǒng)性能對比[2]

當前社會，人們追求更加個性化、特色化的服飾，為此時尚設計師的培養(yǎng)顯得尤為重要。目前，高校在服裝設計方面的師資力量比較匱乏，缺少良好的實踐條件，這對于高校的服裝設計教學必然產生直接的不利影響。服裝設計專業(yè)教學本身屬于實踐性很強的課程，要求學生們具備更高的操作能力和實踐能力，必須要在大量的實踐活動當中積累豐富的經驗。還要在日常教學當中提供更大的實踐空間，具備相應的耗材、設備器材等。為此，在服裝設計教學當中構建VR/AR 專業(yè)實訓平臺就是一種非常好的選擇，通過運用VR、AR 技術沉浸感強、交互性好、虛擬構建的特征，建立服裝設計素材庫、構建人體三維模型、渲染各類面料材質效果，綜合運用各種色彩，極大程度的滿足學生對實踐耗材的虛擬提供，并以最逼真的效果呈現(xiàn)，既達到學生實踐培養(yǎng)目的，又可以實現(xiàn)節(jié)約設備、耗材采購成本及制作的時間成本，通過少量的投入獲得更高的收獲。

3.1.1 AR/VR 教學軟件的應用

在服裝設計專業(yè)中，CLO 3D 模擬服裝軟件是一款專業(yè)的三維服裝設計演示軟件，它擁有模擬設計功能，可以為服裝添加飾品、紐扣，通過動態(tài)的人物模擬服裝的展示效果，直觀的設計體驗方便對作品進行修改。這種技術就是VR/AR 技術的一種表現(xiàn)，指的是依靠軟件技術和互聯(lián)網技術所實現(xiàn)的AR/VR 效果等，也是一種能夠實現(xiàn)實時交互目標的網絡三維技術。當然想要開發(fā)這樣的軟件，必須要在特定的理論下開展，其中就包含了一些相關的學習理論基礎，比如建構主義理論、行為主義理論等，另外還包含了虛擬體驗、情感認知等相關理論等。

以CLO 3D 技術為基礎來開發(fā)設計服裝設計類教學軟件，這是一種具有系統(tǒng)性的工程。選擇教學內容是服裝設計教學軟件設計的初步階段，也是最為關鍵的階段。在訓練學生操作技能的過程中，需要把虛擬實踐操作技術與理論知識緊密結合起來，學習者在學習理論當中借助于虛擬實踐技術來對相關理論提到指導的作用。比如在服裝設計教學當中，結構設計是其中的一點重要內容。傳統(tǒng)的教學手段是難以在短時間之內讓學生對于這一知識形成全面有效的理解，更無法讓其在實踐中當中應用，還需要采用CLO 3D 技術，以動態(tài)方式展示出結構設計的相關因素，讓學生們對于即將學習到的知識有更加全面的了解。

3.1.2 試衣系統(tǒng)的應用

虛擬試衣軟件的應用逐年成熟，日前，中國、美國、日本、俄羅斯等國家均在不同層面參與這一項目的開發(fā)。在虛擬試衣軟件中，除了準備好高質量的人體模型外，其次影響試衣效果的因素，如：服裝是否具有逼真的面料仿真效果、觀看視角的大小、是否用3D 模型展示服裝，服裝與人體模型定位點是否有較高的貼合度、服裝是否可以根據(jù)不同的人體尺寸自動縮放。[2]圖1 為目前已有的13種產品性能比對，供該領域研究者參考借鑒。

服裝設計本就是屬于事件性質很強的活動，借助虛擬試衣這一技術為基礎構建起的虛擬實驗平臺，可以幫助緩解當前成衣制作設備短缺、成本過高等問題，還可以幫助彌補傳統(tǒng)設計教學和實踐中的難點問題，即由于學生掌握工藝成熟度不同，對面料特性的了解能力不足，制作效果難以把控，為此，采用虛擬試衣的效果渲染，可以充分體現(xiàn)作品設計效果，讓教學的效果得到更大程度的鞏固。我們在贊許VR/AR 技術所擁有的優(yōu)點之外，還需要了解到這種技術的局限性。并不能完全解決高校教學當中遇到的所有問題，所以對于VR/AR 技術的應用必須要量力而行，同時還需要謹慎對待。

3.2 其他行業(yè)中的應用

VR/AR 技術已經成為了不少行業(yè)當中的新寵，其應用范圍也變得越來越廣泛。在醫(yī)療領域、制作領域等方面都是重點應用領域。當然今后這一技術還會更多的領域發(fā)揮重要作用，為更多人提供服務。

國外有公司發(fā)布了全球市場技術發(fā)展趨勢是數(shù)據(jù)，醫(yī)療保健行業(yè)、制造行業(yè)都是MR 技術、AR 技術等應用的最前沿領域[4]。表明這些技術的應用是可以幫助克服一些行業(yè)當中存在的問題，提供更加實用和具有創(chuàng)造性的方案。報告當中顯示，在AR/VR 技術的應用當中，醫(yī)療保健領域是主要的領導者。整個行業(yè)當中這一技術的應用都比較廣泛，從急診室的應用，到虛擬忽視以及發(fā)現(xiàn)藥物等。全面改善患者的治療體驗，降低護理成本，所以借助于先進的技術讓這一領域可以達到更高的水平。

隨著VR/AR 技術在游戲行業(yè)當中的普遍應用，今后也會逐漸朝著娛樂行業(yè)發(fā)展。不過讓人們感覺到比較好的效果是認為VR/AR 技術在工業(yè)的增長方面起到了很好的推動作用。當前已經有不少企業(yè)選擇制定更加完整的VR/AR 技術，確保其可以在行業(yè)競爭當中占據(jù)更加顯著的效果[5]。

4 VR/AR 技術遇到的問題及改善

當前VR/AR 技術的應用范圍已經變得越來越廣泛了，而且呈現(xiàn)出比較明顯的重疊情況和交叉情況。在本次研究當中指出，隨著AR 技術與VR 技術的不斷發(fā)展，在今后會形成更加完整和協(xié)調的學習生態(tài)圈。但是VR/AR技術的應用也遭遇到了一定的問題。比如當人們的VR沉浸感不斷提升，便會讓用戶對現(xiàn)實世界產生比較明顯的隔絕感。因此AR 技術所提供的感受有一定的視覺局限性，也會讓其具體的使用范圍受到限制。在這一內容基礎上，Mann 等學者試圖將VR 技術和AR 技術有機結合起來，提出了介導現(xiàn)實理念，但是這一理念經常會被當做是虛擬畫面加虛擬現(xiàn)實相互結合的技術。在實際應用當中，還是會面臨著比較大的問題，比如運算器、控制器以及傳感器等內容。一直到2016 年時才提出了融合技術，從全新的視角來提出新的解決方案，推動了VR/AR 技術的融合發(fā)展，也就是MR 技術的發(fā)展。和AR/VR 技術相比，MR 技術更加具有優(yōu)越性。

第一，讓AR 技術和VR 技術的轉換變得更加自然。ALLoy 技術的硬件性能可以變得更加優(yōu)越，搭載迷你一體機，配合軟件能夠實現(xiàn)當前主流AR 技術和VR 技術等提供的體驗，所具有的更強大的計算能力，能夠讓場景的渲染能力變得更高，把真實世界帶入到數(shù)字世界當中，重新塑造虛擬世界。借助于Replay 技術，讓任何角度、位置都可以納入VR 場景和AR 場景，具備實感攝像頭，同時具備數(shù)字顯示技術和裸眼功能，起到介導現(xiàn)實以及混合現(xiàn)實的重要作用。

第二，可以讓VR 技術和AR 技術的場景運動變得更加自由，利用Inside-out 技術等，可以完成碰撞檢驗實踐，即便是進行任何形式的移動，都可以具備躲避障礙的功能。不需要價格更加昂貴而且精良的整套傳感器開展位置追蹤，讓環(huán)境配置的難度不斷降低，同時讓無縫感知體驗不斷提高。還可以讓之前那種由于蒙上VR 設備讓體驗者和現(xiàn)實隔離之后產生的不確定感不斷降低。

第三，讓VR 技術與AR 技術的個人操作控制變得更加自由，MR 與擁有更加完善的一體化解決方法。也具備更好的便攜式性能，可以讓用戶擺脫電纜的束縛，不受到空間的約束，能夠在更大更廣闊的空間當中無拘無束的體驗。也支持自然手勢交互，體驗者也不需要再戴上指環(huán)、手套等，可以精確跟蹤22 個關節(jié)點動作，基本上已經能夠現(xiàn)在仍然還在用的比較復雜的手柄和控制器等，讓體驗者的雙手得到解放，用更加敏捷的方式對VR/AR 世界進行操控。

5 結束語

基于互聯(lián)網技術所產生的VR 技術與AR 技術已經得到了廣泛應用，也為人們的生產與生活帶去了很大的便利性。VR/AR 技術在很多具體領域當中都有所應用，其中比較具有代表性的是醫(yī)學領域與制造業(yè)領域。在本次研究當中則是分析了這一技術在服裝設計教學當中的應用情況，同時還明確了今后MR 技術對于AR、VR 技術融合所起到的作用，也確定這將是今后的主要發(fā)展方向。