摘 要： 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情景模擬型主題公園為旅游體驗(yàn)拓展了新的方向，本文從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與藝術(shù)應(yīng)用于主題公園給游客帶來全新的虛擬顯示的視覺體驗(yàn)和多重交互體驗(yàn)入手，通過虛擬現(xiàn)實(shí)作品《Cross》前期的設(shè)計(jì)與制作，從室內(nèi)情景模擬型主題公園虛擬表演的三維制作角度，重點(diǎn)闡述了色彩、造型、材質(zhì)、光影等虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)的視覺要素。
　　關(guān)鍵詞： 情景模擬主題公園 虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì) 《Cross》
　　
　　1.引言
　　虛擬現(xiàn)實(shí)本質(zhì)上是一種先進(jìn)而智能化的計(jì)算機(jī)用戶接口，實(shí)時(shí)地為用戶提供視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然的感知交互方式，其核心問題是如何制造出更有真實(shí)感的人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和虛擬美學(xué)在情景模擬型主題公園中的應(yīng)用，拓展了主題公園的旅游體驗(yàn)，也豐富了虛擬現(xiàn)實(shí)的研究方向。
　　基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主題公園通過其多種顯示方式、交互技術(shù)帶給觀眾不一樣的感受，豐富多彩的畫面、若隱若現(xiàn)的角色都把人們引入三維的虛擬世界。這樣的虛擬世界是依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)施依靠顯示技術(shù)、聲音系統(tǒng)，不同題材的情景模擬類型會(huì)表現(xiàn)出不用效果。
　　2.情景模擬型主題公園的虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)與技術(shù)
　　主題公園是為了滿足旅游者休閑娛樂需求而建造的一種具有創(chuàng)意性活動(dòng)方式的旅游場(chǎng)所。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的突飛猛進(jìn)帶動(dòng)了新一代主題公園建設(shè)的興起，在新技術(shù)的引領(lǐng)下情景模擬主題公園悄然而來，它所帶來的是一種文化、科技的結(jié)合大潮，新的視覺效果、新的體驗(yàn)都是前所未有的。
　　情景模擬主題公園作為主題公園多元化時(shí)代的一種新的表現(xiàn)形式能夠?yàn)榇蟊娝邮埽湟环矫孢\(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人文相結(jié)合，從視覺、聽覺，以及交互式多重角度帶給觀眾賞心悅目的視覺效果，另一方面是對(duì)現(xiàn)代文明成果和高科技運(yùn)用的轉(zhuǎn)化。這樣一個(gè)視覺、聽覺多重交互的系統(tǒng)會(huì)牽動(dòng)游客的好奇心，隨著其魔幻、卡通等題材的多變性，針對(duì)不同年齡段的游客，始終保持著新穎性。
　　情景模擬主題公園因形式多變的主題，以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下的強(qiáng)大的視覺效果表現(xiàn)，通過三維動(dòng)畫支撐，使得表現(xiàn)引人入勝。虛擬現(xiàn)實(shí)通過輸出設(shè)備模擬顯示現(xiàn)實(shí)世界中的三維物體和它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和方式生成一個(gè)逼真的三維虛擬環(huán)境，通過自然技能使用傳感設(shè)備與之相互作用的新技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括：虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)，虛擬現(xiàn)實(shí)顯示技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)交互，虛擬現(xiàn)實(shí)集成控制四大類，其中虛擬現(xiàn)實(shí)控制系統(tǒng)鏈接控制著其他三個(gè)系統(tǒng)，共同組成了一個(gè)有機(jī)有序的整體。
　　3.情景模擬主題公園虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì)——以虛擬現(xiàn)實(shí)作品《Cross》前期設(shè)計(jì)制作為例
　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于主題公園之所以表現(xiàn)出驚人的效果，源于三維技術(shù)的支持。主題公園與三維動(dòng)畫的結(jié)合帶給觀眾的視覺效果再次驗(yàn)證三維動(dòng)畫的應(yīng)用范圍，其中不乏最新高科技三維動(dòng)畫帶給我們的視覺盛宴，主題公園室內(nèi)大型項(xiàng)目運(yùn)用三維動(dòng)畫、全數(shù)字立體電影、機(jī)械特技、舞臺(tái)視覺特效、系統(tǒng)集成等技術(shù)，提供給我們虛擬現(xiàn)實(shí)的視覺效果，這一切視覺效果成功的背后離不開三維動(dòng)畫的支持。
　　虛擬現(xiàn)實(shí)型主題公園的表現(xiàn)效果根據(jù)其題材的不同而不同，本文以虛擬現(xiàn)實(shí)作品《Cross》前期三維制作為例，重點(diǎn)介紹在情景模擬型主題公園中的卡通題材類虛擬現(xiàn)實(shí)作品前期虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì)視覺要素。
　　3.1色彩
　　當(dāng)我們?nèi)ンw驗(yàn)幻影劇的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)無論是浮現(xiàn)在半空的三維人物還是大熒幕上的場(chǎng)景都因其豐富絢麗的色彩吸引了游客，色彩語言的運(yùn)用給人們的視覺帶來了很大的沖擊，給視覺欣賞帶來了一場(chǎng)巨大的革命。當(dāng)我們?nèi)リP(guān)注一些虛擬現(xiàn)實(shí)作品的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)很多動(dòng)畫電影都吸引了數(shù)量龐大的觀眾前來欣賞，當(dāng)中那對(duì)比強(qiáng)烈、絢麗多彩的畫面叫我們難以忘懷。在動(dòng)畫中任何想象在自由地飛翔，可以是漫無邊際的夸大，可以是非正常的環(huán)境、效果，很好地運(yùn)用色彩語言使動(dòng)畫更加生動(dòng)，增強(qiáng)美感和視覺沖擊力。圖1、圖2為《Cross》截圖。
　　3.2造型
　　對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)來說，要表現(xiàn)出豐富絢麗的色彩效果要結(jié)合燈光系統(tǒng)以及三維視頻，下面以MAYA制作為例進(jìn)行介紹。
　　我們運(yùn)用的大部分是多邊形（Polygon）建模方式，這種建模方式便于調(diào)整，我們能對(duì)模型有一個(gè)好的掌控。下面以一個(gè)三維人物模型為例簡(jiǎn)單介紹下MAYA中模型的制作。圖3為《Cross》中人物角色杰森模型。Polygon模型其實(shí)是一個(gè)由網(wǎng)格組成的多邊形經(jīng)過我們的調(diào)整而形成的所需要的形態(tài)，模型制作我們要把握模型的比例要得當(dāng)，大型要準(zhǔn)確，對(duì)照設(shè)計(jì)圖要在三視圖里進(jìn)行，或?qū)φ諏?shí)物照片要在camera里進(jìn)行，camera的Focal Length焦距的參數(shù)要與實(shí)物照片焦距相接近。在制作模型中把Persp視窗的Focal Length焦距改成80，制作出來模型與眼看到的一致，減少焦距變形。做完這些基本操作根據(jù)我們的需要來針對(duì)模型適當(dāng)添加一些邊線和頂點(diǎn)，根據(jù)原畫的角色、場(chǎng)景設(shè)定修改模型最后達(dá)到所需要的形態(tài)。做好模型后，改名打組也很重要，名字改好后打組應(yīng)清晰有條理，法線要正確，還要?jiǎng)h除沒用的和多余的工作歷史、材質(zhì)球、燈光節(jié)點(diǎn)。這樣文件不會(huì)過重，不用影響下面工作流程的進(jìn)度。
　　3.3材質(zhì)
　　模型制作好后，接下來的工作就是對(duì)模型進(jìn)行材質(zhì)貼圖的繪制，首先我們要在MAYA軟件中或者插件中將需要對(duì)其模型UV制作的首先進(jìn)行UV的展開（有些不需要，只要對(duì)其材質(zhì)節(jié)點(diǎn)直接進(jìn)行調(diào)節(jié)即可），這時(shí)要注意的問題就是不要有太大的拉伸，否則到后期繪制的時(shí)候拉伸太嚴(yán)重繪制不方便，接下來就是用繪圖軟件PhotoShop進(jìn)行貼圖的繪制，我們可以用手上有的素材進(jìn)行參考和利用。在繪制的時(shí)候要注意的是繪制一段時(shí)間要貼回MAYA軟件中觀察貼圖的顏色、位置是否合適，因?yàn)镻hotoShop中繪制的時(shí)候是有限制的，需要我們調(diào)節(jié)。圖4為《Cross》中人物角色布魯斯和杰森。
　　3.4光影
　　燈光在現(xiàn)實(shí)中為我們提供照明，在三維軟件中原理也是如此，通過設(shè)置燈光的光和色加上合理的布局起到照明的作用，能夠突出主體，渲染氣氛，給場(chǎng)景和實(shí)體加燈光能夠獲得真實(shí)感，讓虛擬對(duì)象和場(chǎng)景接近真實(shí)效果，而不是空幻的虛擬實(shí)體和場(chǎng)景，力求真實(shí)再現(xiàn)。我們?nèi)ビ^看魔幻劇，大熒幕中虛擬場(chǎng)景、立體人物、燈光系統(tǒng)的配合將我們引入一個(gè)虛幻的世界，氣氛很濃厚。
　　MAYA中布光有幾個(gè)地方需要特別注意。
　?。?）燈光宜精不宜多。過多的燈光使工作過程變得雜亂無章，難以處理，顯示和渲染速度也會(huì)受到影響，只有必要的燈光保留即可。另外要注意燈光投影與陰影貼圖及材質(zhì)貼圖的用處，能用貼圖替代燈光的地方最好用貼圖去做。
　　（2）燈光要體現(xiàn)場(chǎng)景的明暗分布，要有層次性，不能把所有燈光一概處理。根據(jù)場(chǎng)景不同需要選用不同類型的燈光，如選用聚光燈還是泛光燈；根據(jù)需要決定燈光是否投影，以及陰影的濃度；根據(jù)需要決定燈光的亮度與對(duì)比度。如果要達(dá)到更真實(shí)的效果，一定要在燈光衰減方面下一番工夫。可以利用暫時(shí)關(guān)閉某些燈光的方法排除干擾對(duì)其他的燈光進(jìn)行更好地設(shè)置。
　　（3）布光時(shí)應(yīng)該遵循由主題到局部、由簡(jiǎn)到繁的過程。對(duì)于燈光效果的形成，應(yīng)該先調(diào)角度定下主格調(diào)，再調(diào)節(jié)燈光的衰減等特性來增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)感。最后再調(diào)整燈光的顏色做細(xì)致修改。
　　在MAYA中我們?cè)O(shè)置燈光不宜過多，我們一般采用三點(diǎn)照明，這種照明一般用于較小范圍的場(chǎng)景照明。如果場(chǎng)景很大，我們把它拆分成若干個(gè)較小的區(qū)域進(jìn)行布光。一般有三盞燈即可，分別為主體光、輔助光與背景光。
　　（1）主光（圖5指示1）：通常用它來照亮場(chǎng)景中的主要對(duì)象與其周圍區(qū)域，并且擔(dān)任給主體對(duì)象投影的功能。主要的明暗關(guān)系由主體光決定，包括投影的方向。主體光的任務(wù)根據(jù)需要也可用幾盞燈光來共同完成，主體光常用聚光燈來完成。
　?。?）輔助光（圖5指示2）：用一個(gè)聚光燈照射扇形反射面，以形成一種均勻的、非直射性的柔和光源，用它來填充陰影區(qū)以及被主體光遺漏的場(chǎng)景區(qū)域、調(diào)和明暗區(qū)域之間的反差，同時(shí)能形成景深與層次，而且這種廣泛均勻布光的特性使它為場(chǎng)景打一層底色，定義了場(chǎng)景的基調(diào)。由于要達(dá)到柔和照明的效果，通常輔助光的亮度只有主體光的50%—80%。
　?。?）背景光（圖5指示3）：它的作用是增加背景的亮度，從而襯托主體，并使主體對(duì)象與背景相分離。一般使用泛光燈，亮度不可太亮。
　　通過自己設(shè)置燈光來總結(jié)設(shè)置規(guī)律與方法，找到一種適合環(huán)境所需要的燈光設(shè)置方式能夠很好地烘托氣氛，達(dá)到很好的效果。
　　4.結(jié)語
　　三維動(dòng)畫帶動(dòng)下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)有增無減，主題公園便是其中一大亮點(diǎn)，主題公園與三維虛擬現(xiàn)實(shí)的完美結(jié)合為情景模擬型主題公園提供了一條新的建設(shè)思路，在研究虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用的前提下，我們發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)一些問題，比如觀眾去觀看或體驗(yàn)虛擬情景時(shí)一開始有不適感，計(jì)算機(jī)設(shè)備與人的視覺錯(cuò)覺還沒有達(dá)到很好的配合程度，我們應(yīng)在精心策劃的基礎(chǔ)上去創(chuàng)新、完善。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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　　基金項(xiàng)目：黃岡師范學(xué)院青年科研基金項(xiàng)目 ，編號(hào)：2011CQ138。