肖名希

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸成為各種媒體應(yīng)用得最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)將虛擬技術(shù)和多媒體技術(shù)的相互融合創(chuàng)造出一種在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中不存在的虛擬景象，進(jìn)而給人們帶來(lái)更加震撼的視覺(jué)享受。本文主要從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述出發(fā)，闡述了媒體應(yīng)用中虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在媒體中的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；媒體；運(yùn)用

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

20世紀(jì)80年代，美國(guó)VPL公司創(chuàng)辦人拉尼耳提出了“虛擬現(xiàn)實(shí)”這一個(gè)詞，所謂“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”指的是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，融合計(jì)算機(jī)仿真、圖形、傳感、人工智能、顯示、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)，同時(shí)借助傳感頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，讓用戶在虛擬構(gòu)造的三維動(dòng)態(tài)環(huán)境中體會(huì)實(shí)體行為的仿真性技術(shù)。該技術(shù)突破了原有的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)感知系統(tǒng)，使得人們能夠產(chǎn)生味覺(jué)、觸覺(jué)等感官體驗(yàn)，這也正是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠被廣泛應(yīng)用的原因所在。通常，虛擬現(xiàn)實(shí)具有以下基本特征：

首先，多感知性，通過(guò)視、力、觸、味、嗅等感官系統(tǒng)進(jìn)行體會(huì)。當(dāng)前由于受技術(shù)的限制，只能模擬出視、力、觸、運(yùn)動(dòng)、味、嗅等感知系統(tǒng)，而完全模擬現(xiàn)實(shí)中所有的感官，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

其次，沉浸性，指用戶以第一人稱存在于虛擬世界中的真實(shí)體驗(yàn)。當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還沒(méi)有發(fā)展到這一領(lǐng)域。

再次，交互性，指讓用戶在虛擬世界中如同在現(xiàn)實(shí)世界一樣，通過(guò)對(duì)物體的觸摸和使用等情景，感受到物體的形體、重量、顏色等互動(dòng)信息。

最后，構(gòu)想性，指在虛擬世界當(dāng)中，呈現(xiàn)出所有需要表達(dá)的信息，讓用戶能夠通過(guò)虛擬世界感知到現(xiàn)實(shí)生活中無(wú)法表現(xiàn)的事和物。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)

在虛擬現(xiàn)實(shí)中要模擬視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等讓用戶體驗(yàn)，因此要依托于計(jì)算機(jī)科學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、機(jī)械學(xué)、生物學(xué)等眾多學(xué)科。虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面：

2.1 實(shí)物虛化

實(shí)物虛化主要是把現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的物體或構(gòu)想的事物通過(guò)虛擬世界呈現(xiàn)出來(lái)，主要包括構(gòu)建模型、空間跟蹤、聲音定位、視覺(jué)跟蹤等關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)的應(yīng)用使得虛擬世界更加真實(shí)。其中，通過(guò)三維制作軟件來(lái)進(jìn)行模型的構(gòu)建，通過(guò)硬件設(shè)備進(jìn)行空間、視覺(jué)和聲音跟蹤的制作。

2.2 高性能計(jì)算處理技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高新技術(shù)，高性能計(jì)算技術(shù)是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵，具有運(yùn)算速度快、處理能力強(qiáng)、存儲(chǔ)容量大、組網(wǎng)特性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2.3 虛物實(shí)化

實(shí)現(xiàn)虛物實(shí)化主要是通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和力學(xué)等各種傳感器的共同作用，比如數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭盔顯示器等。但現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依然無(wú)法滿足虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求，存在許多缺點(diǎn)，例如，數(shù)據(jù)手套存在分辨率低、延時(shí)長(zhǎng)、使用范圍小等。因此，要研發(fā)更先進(jìn)的傳感器。

2.4 應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具

虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵是找到合適的場(chǎng)合和對(duì)象。選擇合適的應(yīng)用對(duì)象可以大大提高效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，有必要進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)工具的研究。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在媒體中的應(yīng)用

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用

目前，網(wǎng)絡(luò)空間虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、嚴(yán)格意義上的空間距離和走的距離。由于物質(zhì)和動(dòng)力系統(tǒng)是由Internet技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制系統(tǒng)組成的數(shù)學(xué)思維，人類將現(xiàn)實(shí)引入空間，從而為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)潛在的平臺(tái)。

（1）網(wǎng)絡(luò)游戲。網(wǎng)絡(luò)游戲包含了所有虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它采用三維模型、立體聲音、人物形象等資源，實(shí)時(shí)實(shí)地構(gòu)建了一個(gè)復(fù)雜的虛擬世界。

（2）虛擬旅游。隨著三維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的旅游景點(diǎn)設(shè)置景點(diǎn)虛擬網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)這些生動(dòng)的三維圖像顯示點(diǎn)，滿足一些人對(duì)旅游目的地的了解需求，或者供沒(méi)有去旅游景點(diǎn)的游客享受虛擬旅游、異國(guó)旅游。同時(shí)，也可以超越現(xiàn)實(shí)的虛擬旅游景觀，再現(xiàn)已經(jīng)不存在或?qū)⒉粡?fù)存在的旅游景觀。

（3）遠(yuǎn)程教育。網(wǎng)絡(luò)虛擬教室以及虛擬實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)生開(kāi)拓了傳統(tǒng)教學(xué)無(wú)法達(dá)到的區(qū)域，給學(xué)生提供了更多知識(shí)、學(xué)習(xí)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)。同時(shí)，在表現(xiàn)三維空間的一些知識(shí)，如分子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)合過(guò)程等方面，與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比，三維交互的獨(dú)特表現(xiàn)出更強(qiáng)的生命力。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電影技術(shù)中的應(yīng)用

（1）4D電影：是一個(gè)新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是由周圍的環(huán)境形成一個(gè)四維空間的三維仿真電影?？偟膩?lái)說(shuō)，4D影院座椅具有噴氣、噴水、振動(dòng)、掃腿等功能，劇院還配備了雨、雪、閃電、煙霧等特效設(shè)備，進(jìn)而創(chuàng)建一個(gè)與電影的實(shí)際內(nèi)容相符的環(huán)境。

（2）球幕電影：該電影拍攝使用65毫米膠片橫向傳輸膜，而在投影時(shí)使用的是一個(gè)70毫米的副本的特殊滾動(dòng)環(huán)氣動(dòng)機(jī)械橫向膜。這種膠片的屏幕是普通屏幕的10倍，膠片的效果非常清晰。在一般情況下，圓頂結(jié)構(gòu)用于電影，和電影屏幕一樣也是一個(gè)半球形。投影使用魚眼鏡頭的攝影，可以顯示半球圖像，使觀眾在劇場(chǎng)身臨其境，效果非常震撼。

（3）環(huán)幕電影：是一種借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)而產(chǎn)生的新型的電影形式。它最大特點(diǎn)是屏幕特別大，屏幕一般會(huì)圍繞觀眾，觀眾可以在屏幕中間隨意觀看屏幕的一部分。通常，這類電影技術(shù)采用九臺(tái)攝像機(jī)的同步全景角度拍攝，并在播放時(shí)九臺(tái)攝像機(jī)同時(shí)顯示，實(shí)現(xiàn)360°的全景模式，能給觀眾一種強(qiáng)烈的、異常的感覺(jué)。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電視中的應(yīng)用

（1）電視虛擬場(chǎng)景的建模。所謂“虛擬場(chǎng)景”，指的是通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中的各種對(duì)象進(jìn)行虛擬建模，以達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的效果。虛擬三維背景圖像生成前，使用該軟件來(lái)模擬三維場(chǎng)景中的虛擬對(duì)象。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，生產(chǎn)人員可以對(duì)象建模，并通過(guò)該軟件采用渲染技術(shù)對(duì)物體進(jìn)行準(zhǔn)確的幾何描述，不僅具有真實(shí)的物體形態(tài)，而且在光線、形狀、紋理等方面都非常逼真。

（2）跟蹤電視攝像機(jī)的機(jī)位。當(dāng)前主要采用機(jī)械傳感器法和圖形識(shí)別法兩種方法處理攝像機(jī)的跟蹤技術(shù)。圖形模式識(shí)別系統(tǒng)主要對(duì)來(lái)自攝像機(jī)的視頻信號(hào)進(jìn)行圖形識(shí)別處理，通過(guò)圖像變化對(duì)攝像機(jī)的位置進(jìn)行判斷，并通過(guò)超聲波、紅外等信號(hào)裝置準(zhǔn)確地測(cè)量攝像機(jī)的精確位置和位移。而機(jī)械傳感方法是獲取機(jī)械系統(tǒng)相關(guān)的成像系統(tǒng)，利用傳感器、電子機(jī)械傳感器在本系統(tǒng)中通過(guò)攝像機(jī)對(duì)攝像機(jī)參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)得到設(shè)備。

（3）虛擬背景生成。一個(gè)三維虛擬場(chǎng)景，如果處理和再生背景圖像序列的話，需要大量的計(jì)算工作。所以利用虛擬背景下的廣播，無(wú)論是圖像合成還是彩色鍵控都可以在實(shí)時(shí)跟蹤中完成，而且能夠保證廣播的圖像質(zhì)量。

（4）虛擬圖像的合成。在合成之前，首先要提取人物圖像的前景圖像，可以利用傳統(tǒng)的圖像檢索技術(shù)提取出藍(lán)色背景和圖像。因?yàn)樽罱K的3D背景要結(jié)合前景圖像，所以必須考慮到前景圖像的深度信息。深度是指每個(gè)像素的背景和前景表現(xiàn)的相機(jī)。因此，合成也可以成為一種深合成（Z混合）。當(dāng)場(chǎng)景的深度值小于背景的深度值時(shí)，前景圖像被輸出。

4 結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)是現(xiàn)階段多媒體技術(shù)應(yīng)用中的一項(xiàng)新型技術(shù)，同時(shí)也是多媒體的發(fā)展趨勢(shì)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也是多媒體技術(shù)發(fā)展的里程碑。當(dāng)前，我國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)依然處于初級(jí)階段，盡管其具有巨大的應(yīng)用前景，但是依然受到諸多問(wèn)題的影響，難以進(jìn)一步發(fā)展。因此，加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展是我們以后需要共同研討的主題。

參考文獻(xiàn)：

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