何志祥(貴州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院)
在經(jīng)歷科技革命后,當前社會進入到信息技術(shù)時代。數(shù)字媒體技術(shù)推動社會發(fā)展,虛擬現(xiàn)實技術(shù)為人們生活帶來新的體驗。數(shù)字媒體技術(shù)若稱之為科技基礎(chǔ),那么虛擬現(xiàn)實技術(shù)則可以稱之為科技的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一門嶄新的綜合性信息技術(shù),其融合了數(shù)字圖像處理、計算機圖形學(xué)、多媒體技術(shù)以及傳感器技術(shù)等多個信息技術(shù)分支,從而極大地推動了計算機技術(shù)的飛速發(fā)展。在計算機輔助設(shè)計、航空航天領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域以及醫(yī)療領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用,為人類進步、社會發(fā)展做出積極貢獻。基于此,如何更有效地將數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合,成為當前信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,需要有關(guān)研究人員安心研究、大膽創(chuàng)新,做出具有現(xiàn)實意義的探索。
數(shù)字媒體技術(shù)歸屬于電子計算機課程,包括人機交互技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)以及數(shù)字處理技術(shù)等多個方面內(nèi)容,可以將數(shù)據(jù)信息記錄、存儲、傳遞與顯示。數(shù)字媒體載體可以是邏輯媒體,也可以是實物媒體。圖文、音視頻等感覺媒體或者作為中介傳輸?shù)母杏X媒體成為邏輯媒體??梢詫⑦壿嬅襟w展示、存儲的是實物媒體。數(shù)字媒體技術(shù),是通過現(xiàn)代計算和通訊的手段綜合地處理文字、聲音、圖形以及圖像等信息,從而使抽象的數(shù)據(jù)變得可以人為感知,可以利于管理,更可以實現(xiàn)交互的一種新型技術(shù)。在當前社會實踐中,數(shù)字媒體技術(shù)多用于場景設(shè)計、角色形象設(shè)計、多媒體后期處理、游戲程序設(shè)計以及人機交互等多個領(lǐng)域。影視后期制作是數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域之一,從事影視的動畫、特效以及后期合成、視覺設(shè)計等多方面工作。
此外,數(shù)字媒體技術(shù)屬于計算機領(lǐng)域,因此,游戲制作、網(wǎng)頁設(shè)計等也是較為適宜的發(fā)展方向。由此可以看出,數(shù)字媒體技術(shù)具有數(shù)字化、科技性、多元化以及可塑性等特征。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)被稱為虛擬環(huán)境或者人工環(huán)境,用英文簡稱為VR,是一種利用計算機生成一種可對參與者施加視覺、聽覺和觸覺感受,并允許其交互地觀察和操作的虛擬世界的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有超越現(xiàn)實的虛擬性,其主要特征有以下幾點。
(1)多感知性,即不僅具有計算機技術(shù)所具有的視覺感知,還具有聽覺感知、力學(xué)感知、觸覺感知、運動感知以及味覺感知和嗅覺感知等。由此可見,最為理想的虛擬現(xiàn)實技術(shù)需要具備人的一切感知功能。
(2)浸沒感。即用戶感受到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實程度,從“虛擬現(xiàn)實”這幾個字中可以看出,最理想化的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶分不清現(xiàn)實與虛擬,無法辨明真假。
(3)交互性。即用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。比如,用戶用手直接去觸摸模擬環(huán)境中的虛擬物體,這時用戶手中是有握住物體的直觀感受的,可以感受到物體的重量,感受到物體在手中可以左右移動。
(4)構(gòu)想性。即強調(diào)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)該具有廣闊的可想象空間,可以從現(xiàn)有的認知領(lǐng)域不斷擴展延伸,不僅將真實存在的事物再現(xiàn),更能隨意構(gòu)想出不存在的,甚至不可能發(fā)生的環(huán)境。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用廣泛,從以上四個特征中可以看出,虛擬現(xiàn)實技術(shù)將現(xiàn)有的計算機應(yīng)用提升到一個新的高度,是信息技術(shù)進步的體現(xiàn),其存在的作用與現(xiàn)實意義是不可忽視的。
數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)之間的聯(lián)系是緊密的,是不可分割的,從二者的內(nèi)容性質(zhì)與特征可以看出,數(shù)字媒體技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ),而虛擬現(xiàn)實技術(shù)則是信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)學(xué)媒體技術(shù)是基礎(chǔ),更是虛擬現(xiàn)實技術(shù)得以高速、有效發(fā)展的絕對保障。從二者出現(xiàn)的時間上看,數(shù)字媒體技術(shù)要比虛擬現(xiàn)實技術(shù)出現(xiàn)得更早一些,其是在計算機技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上衍生出的新技術(shù)。數(shù)字媒體技術(shù)包括內(nèi)容較多,其中的影視后期制作、動漫人物設(shè)計以及場景設(shè)計等內(nèi)容經(jīng)過數(shù)字化處理后,可以為觀者帶來更舒適的視聽享受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)則在此基礎(chǔ)上,為觀者創(chuàng)設(shè)更逼真、更形象的視聽感受,以此使觀者分不清現(xiàn)實與虛擬,在虛擬世界中感受真實事物。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將數(shù)字媒體技術(shù)內(nèi)容有效升華處理,將視頻精度與現(xiàn)實還原度強化升級,可以說是數(shù)字媒體技術(shù)的補充與完善,更是其升級版本。為此,從此處可以看出,數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)之間的關(guān)系是緊密結(jié)合,不可分割,相互補充,互為促進的。
計算機輔助設(shè)計中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用價值是不可忽視的。當今社會各工作形式與內(nèi)容隨著信息技術(shù)的普及與應(yīng)用已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化,在以往的裝飾裝修、園林景觀以及城市建設(shè)規(guī)劃等設(shè)計領(lǐng)域中,設(shè)計人員常常需要手工繪制多張不同角度的設(shè)計圖紙,即使設(shè)計圖紙包含內(nèi)容非常詳細,但其終究是平面展示,并不能為人們帶來更直觀的、更形象的視覺體驗。但在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普及應(yīng)用下,設(shè)計人員可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示出更為直觀立體的設(shè)計圖紙,不僅可以從不同角度的分析與觀賞,發(fā)現(xiàn)存在的不足與缺陷,進而進行針對性的完善與優(yōu)化,也為他人提供了直觀的視覺感受,從讓人所見及所的,減少溝通成本和管理成本。在電視舞臺表演和節(jié)目中,可以通過計算機后期的虛擬技術(shù),虛擬舞臺和虛擬場景或人物,降低過去舞臺單一且受空間等因素影響,減少舞臺道具設(shè)計的浪費,同時呈現(xiàn)一些舞臺無法呈現(xiàn)的虛擬空間,增加演員的表演張力。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在航空航天領(lǐng)域所做出的貢獻是不可估量的。因航空航天領(lǐng)域涉及內(nèi)容的危險性與不可實踐操作性等特點,導(dǎo)致在實際研發(fā)階段會面臨各種各樣的難題,這些難題不僅阻礙科學(xué)的研究發(fā)展,更為科學(xué)研究帶來無法預(yù)知的危險。但通過將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到航空航天領(lǐng)域,則可以為相關(guān)工作人員進行科學(xué)研究預(yù)判提供更多保障。比如說,一些無法利用現(xiàn)實生活資源開展的實驗活動,可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行模擬完成,以此在相似與現(xiàn)實世界的環(huán)境中,將要進行的危險系數(shù)較高的實驗進行操作,進而發(fā)現(xiàn)其中還存在哪些不足與缺失,繼而進行針對性的改進與革新,避免因真實實踐實驗而帶來的生命安全隱患以及大量的財力資源浪費。在航天領(lǐng)域,機場環(huán)境模擬也可以運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來完成,通過虛擬地球構(gòu)建機場三維場景,在其上疊加衛(wèi)星影像,高程數(shù)據(jù),矢量數(shù)據(jù),從而創(chuàng)建出真實的機場三維模型,真實地展示出停機坪、候機廳、油庫以及航加站等場所,進而使機場環(huán)境先通過虛擬三維模型進行研究分析,進而確定最終的建設(shè)方案,最優(yōu)化創(chuàng)設(shè)機場環(huán)境。此外,機場運維、應(yīng)急模擬演練等都可以運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行管理測試,進而為信息化管理航天行業(yè)奠定良好基礎(chǔ),確保人力、財力以及物力投入得到最大化利用。
在當前階段,大量的虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,而且也促使該領(lǐng)域的發(fā)展潮向現(xiàn)代化的方向進行邁進,并凸顯了技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢。比如,在汽車工業(yè)當中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)能使開發(fā)的方法變得更為先進,還能利用更為復(fù)雜的仿真工具,實現(xiàn)構(gòu)建人工環(huán)境,這時在基礎(chǔ)工作落實的過程中,就可以通過自然環(huán)境的模擬,做到對汽車的操作、駕駛等一系列設(shè)計活動進行現(xiàn)虛擬實化開展,這樣通過實時活動的落實,就能保證汽車工業(yè)發(fā)展的先進性。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)在使用的過程中,也能用于汽車實驗、汽車設(shè)計以及汽車培訓(xùn)等方面當中。如,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在汽車產(chǎn)品設(shè)計的過程中,以三維汽車模型的構(gòu)建,實現(xiàn)對汽車的底盤、汽車的懸掛、汽車的內(nèi)飾等進行顯示,也可以對汽車的每個焊接點進行表達,這樣設(shè)計者就能對所有應(yīng)用的零部件的質(zhì)量進行確認,還能對各部件在運行時的性能進行全面了解。值得注意的是,三維模式在使用的過程中具備著較高的準確性,這樣汽車制造商在進行運作時,就能以獲得的計算機數(shù)據(jù)進行使用,實現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)使用的過程中,也可以融入技術(shù)教育、CAD 以及培訓(xùn)等領(lǐng)域。例如,在建筑行業(yè)當中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為建筑效果圖進行的拓展。以交互為基礎(chǔ),實現(xiàn)構(gòu)建三維建筑場景,人們可以在此場景內(nèi)自由地行走,還可以對建筑物內(nèi)的所有房間裝飾、設(shè)備等進行操控。作為設(shè)計者,可以通過這種模擬的場景進行感知,并對設(shè)計上的不足進行及時調(diào)整,更可以讓用戶在虛擬環(huán)境中,對建筑空間產(chǎn)生真實的感受,進而做出評判。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的作用是更具現(xiàn)實意義的。可以從三個方面進行詳細闡述。
首先,利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬人體,也就是數(shù)字化人體,醫(yī)生通過虛擬的數(shù)字化人體模型可以更直觀地了解人體的構(gòu)造,從而更全面地了解人體各臟器功能。此外,外科實習醫(yī)生可以通國虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)的虛擬手術(shù)系統(tǒng),更為直觀地看到手術(shù)過程,進而在模擬實踐中增加理論實驗,進而在實踐學(xué)習時,可以有更清晰的經(jīng)驗積累。
其次,可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)出利于患者身心平復(fù)的虛擬環(huán)境,以此開展心理康復(fù)訓(xùn)練。一些病人因疾病纏身或者因其他外界因素影響,從而患有嚴重的心理性疾病,此時,需要為患者營造良好的身心恢復(fù)氛圍,此時,虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以充分發(fā)揮作用。相關(guān)醫(yī)護人員通過了解患者的實際病癥情況,進而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)適合的心理治療情境,為患者進行心理暗示治療,使其心理不安情緒以及心理壓力得到有效緩解。
最后,醫(yī)患良好關(guān)系的構(gòu)建,醫(yī)患關(guān)系一直是較為敏感的社會性話題,在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用下,可以有效降低不良事件的發(fā)生概率?;颊咔皝砭歪t(yī)后,對醫(yī)生所說的專業(yè)術(shù)語并不能很好理解,此時,醫(yī)生可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)為患者展示疾病,并將其發(fā)展原理更直接地展示給患者觀看與了解,進而使患者可以全面了解自身病癥,最終對醫(yī)生充滿信心,對治療產(chǎn)生信任。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用作用是巨大的,是多方面的,既利于醫(yī)療事業(yè)蓬勃發(fā)展,為人類健康貢獻力量,又利于患者接受更好的醫(yī)療服務(wù),提高生命質(zhì)量,保證治療效果。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域發(fā)揮的作用是巨大的??梢詮娜齻€方面進行具體闡述。首先,虛擬校園的構(gòu)建。從虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用來看,雖然虛擬校園僅僅是實現(xiàn)了校園場景的瀏覽功能,但虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供的活的瀏覽方式,全新的媒體變現(xiàn)形式成為最鮮明的代表特點。在虛擬校園剛剛推出后,很大一部分學(xué)生對此產(chǎn)生濃厚的探究興趣,尤其是一些將要趕赴學(xué)校上學(xué)的外地學(xué)子,通過虛擬校園,不僅可以提前了解校園情況,更能使其家長更全面地了解學(xué)校概括,進而對學(xué)校有更直觀的認識。為此,在當今信息時代環(huán)境下,虛擬校園可以廣為推廣,發(fā)揮其應(yīng)用效用。其次,虛擬教學(xué)的實現(xiàn)。與傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”教學(xué)模式相比較,虛擬教學(xué)模式的出現(xiàn),可以為學(xué)生提供更為直觀的學(xué)習情境,使其對一些抽象性或者不熟悉的事物產(chǎn)生直觀感受,進而進一步理解和感悟?qū)W科知識。比如,在地理教學(xué)中,許多地形地貌知識,地域文化等內(nèi)容,學(xué)生并不清楚了解,教師通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開展虛擬教學(xué),可以為學(xué)生呈現(xiàn)一種可供他們體驗和觀測的環(huán)境,進而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣,有效提升課堂教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率。最后,虛擬培訓(xùn)的落實。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸性和交互性,使學(xué)生能夠在虛擬學(xué)習環(huán)境匯總扮演一個角色,進而全身心地投入到學(xué)習中,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習主觀能動性,利于學(xué)生技能訓(xùn)練。利用沉浸型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng),可以做出各種各樣的技能訓(xùn)練,對高職技能性教學(xué)有著不可估量的推動作用,便于學(xué)生親身體驗知識與技能的融合,提升學(xué)習效果。
在娛樂領(lǐng)域當中,虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用能使人們的游戲真實感獲得提升,但由于在虛擬現(xiàn)實技術(shù)使用時,對于具體的真實感并不會要求過高,這也使得虛擬現(xiàn)實技術(shù)在該方面的發(fā)展更為迅猛。比如,世界上第一臺大型多人使用的虛擬娛樂系統(tǒng)在芝加哥投放使用,內(nèi)容關(guān)于未來戰(zhàn)爭,反響程度較好。隨著技術(shù)的不斷升級,英國也開發(fā)了相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)且配置了HMD,它能使游戲者的真實感獲得進一步提升。近些年來,虛擬現(xiàn)實技術(shù)也與人工智能功能進行了結(jié)合,并且通過計算機自身所具備的強大學(xué)習功能,使得游戲的難度和趣味性得到了全面提升。
注重虛擬模型構(gòu)建,這是數(shù)學(xué)媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合的第一步,也是非常關(guān)鍵的一步。數(shù)字媒體技術(shù)作為基礎(chǔ),其作用是不可忽視的,不僅是虛擬現(xiàn)實技術(shù)得以發(fā)揮作用的基礎(chǔ),更是將其應(yīng)用效果強化的前提條件,為此,需要重視將數(shù)字媒體技術(shù)充分運用,將其作用充分發(fā)揮。虛擬模型構(gòu)建是虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的最直接的方式,若想將此方式運用的更為巧妙,使觀者有強烈的代入感,則需要將數(shù)字媒體技術(shù)的作用優(yōu)勢充分發(fā)揮,將數(shù)據(jù)信息數(shù)字化、智能化、媒體化,與此同時,運用計算機技術(shù)對模擬環(huán)境進行精密計算,進而得到最精準的數(shù)據(jù)信息,利用此數(shù)據(jù)信息構(gòu)建三維模型。通過構(gòu)建模擬三維模型,可以將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用得更為深入,進而使數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)有充分融合的機會,有進一步發(fā)展的空間。
注重交互設(shè)備升級,這是數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)深入融合的第一站。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為觀者帶來與眾不同的感官體驗,使人有種進入現(xiàn)實社會之感,進而影響觀者心情,帶來強烈的心靈沖擊,最終達到應(yīng)用目的。但這個目的的達成,往往需要借助一些輔助交互設(shè)備,當前現(xiàn)有的交互設(shè)備多是一些類似于頭盔的傳感器。在實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用場景時,需要參與者戴上頭盔,通過眼睛觀看,心靈感受,進而達到虛擬環(huán)境模擬效果,這種交互設(shè)備存在較大的局限性,無論是從真實度,還是從應(yīng)用的深度來看,都受到極大的發(fā)展限制。數(shù)字媒體技術(shù)是信息技術(shù)的基礎(chǔ),其在影視后期制作方向有著較高的應(yīng)用價值,并發(fā)揮著極大的特效作用,可以創(chuàng)設(shè)出更形象、更逼真的畫面感。通過將數(shù)字媒體技術(shù)的絕對優(yōu)勢進行利用、使其與虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行融合創(chuàng)新,將會為交互設(shè)備的研究與發(fā)展帶來新的思想與創(chuàng)意。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用的交互設(shè)備將會在數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)深度融合后,向著精巧、輕便、實用的方向研究發(fā)展,為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普及應(yīng)用帶來新的發(fā)展生機。
注重感官效果研究,這是數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合所面臨的重要考驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)若想更深入,更長遠地發(fā)展,不僅需要為觀者創(chuàng)設(shè)真實的虛擬場景,更需要為觀者帶來更接近現(xiàn)實場景的代入感。數(shù)字媒體技術(shù)重視運用現(xiàn)代計算和通訊的手段綜合地處理文字、聲音、圖形以及圖像等信息,從而使抽象的數(shù)據(jù)變的更直觀,可以被感知,可以管理,更可以交互。虛擬現(xiàn)實技術(shù)需要在數(shù)字媒體技術(shù)的作用基礎(chǔ)上,充分與其融合后,進而技術(shù)的革新,從感官效果研究出發(fā),更為詳細、層次化地處理數(shù)據(jù)信息,從而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為觀者構(gòu)建更系統(tǒng)、更完整、更精細也更為真實的虛擬場景,使圖像、音視頻等多個因素充分融合,以此強化觀者的視覺、聽覺與觸覺等,使其感受到一切人類所能感知到的一切。
增大技術(shù)應(yīng)用深度,這是從數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合并應(yīng)用于醫(yī)療、航空航天、軍事以及建筑設(shè)計領(lǐng)域后,進行再一次的技術(shù)升級。在科學(xué)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及計算機技術(shù)、電子影像技術(shù)快速發(fā)展的時代背景下,數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到進一步深入融合機會,為其他領(lǐng)域打破空間限制和時間的限制因素,進而為其他領(lǐng)域提供更好的發(fā)展助力,促進科技社會蓬勃發(fā)展。
簡而言之,在當前信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代環(huán)境下,數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有效融合,將會在不同領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,為人類進步,社會發(fā)展做出積極貢獻。深度融合數(shù)字媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù),使二者互通有無,互為補充促進,將會呈現(xiàn)共同發(fā)展之局勢,利于其融合價值在多個領(lǐng)域發(fā)揮作用,推動我國科技再次躍上新的發(fā)展高度。