劉桂華，張加明

（長春工業(yè)大學(xué)，吉林 長春 130000）

在新時(shí)代背景下，數(shù)字化早已是不可避免的發(fā)展趨勢，人們傳遞信息的方式及其思維形態(tài)都已經(jīng)發(fā)生了極大的變化。當(dāng)前基于數(shù)字基礎(chǔ)的作品越來越多，多媒體設(shè)計(jì)也是其中一種，尤其是多媒體設(shè)計(jì)蘊(yùn)含了互動虛擬體驗(yàn)的功能，更是突顯了新時(shí)代的鮮明特征。因此，交互設(shè)計(jì)在多媒體設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)著不可忽視的地位，也決定著多媒體作品的質(zhì)量與水平，進(jìn)而決定了多媒體作品交互功能的強(qiáng)弱。這意味著在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上的多媒體交互設(shè)計(jì)具有重要的探究價(jià)值。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)的主要類型

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)際上主要是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以讓這一系統(tǒng)的使用者參與到合成環(huán)境的體驗(yàn)之中。虛擬現(xiàn)實(shí)一般可包括三種類型。首先是對象式的虛擬現(xiàn)實(shí)，一般是通過立體模型來構(gòu)建虛擬場景，然后借助虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的編輯功能，對各種不同的對象賦予相應(yīng)的特性，從而在特定的裝置之下起到互不相同的互動效果[1]。其次是影像式的虛擬現(xiàn)實(shí)，主要建立在影像處理技術(shù)基礎(chǔ)上，這個(gè)方面可包括兩種模式。一種是360度的全景環(huán)視，主要是利用相機(jī)來對周圍環(huán)境進(jìn)行360度的連續(xù)拍攝，然后將照片進(jìn)行數(shù)字化，再對照片進(jìn)行影像處理。比如，可以對照片的歪斜或彎曲部分進(jìn)行修正，又或者縫合影像，再對影像之間的亮度差異進(jìn)行合理的調(diào)整，最終獲得相應(yīng)的全景影像。需要注意的是，數(shù)字相機(jī)不需要對拍攝的照片進(jìn)行數(shù)字化。另一種則是360度的物體環(huán)視，一般是站在不同的角度定點(diǎn)觀看四周景物。通常需要將目標(biāo)物放在可以旋轉(zhuǎn)的平臺上，結(jié)合一定的角度對其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，然后拍攝照片，所形成的拍攝影像會成為完整的物體環(huán)視影像。最后是混合式的虛擬現(xiàn)實(shí)，通常是對象式與影像式兩種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合。也就是要對360度拍攝的數(shù)字化照片進(jìn)行影像處理，形成相應(yīng)的全景照片，再把本來不屬于原來場景的對象添加進(jìn)去，然后設(shè)定添加對象的相關(guān)屬性和行為命令。這種類型的虛擬現(xiàn)實(shí)具有較快的影像處理速度，可縮減圖形計(jì)算時(shí)間，同時(shí)能夠增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)的互動功能。在這樣的技術(shù)支持下，人機(jī)交互的發(fā)展越發(fā)迅猛，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上的多媒體交互設(shè)計(jì)推向了發(fā)展潮流的前端。

二、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多媒體交互的特點(diǎn)分析

虛擬現(xiàn)實(shí)較之于其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其最大的區(qū)別就是這一系統(tǒng)能夠讓使用這一系統(tǒng)的人如同親身處于真實(shí)的環(huán)境之中，然后發(fā)揮其自身的想象力來解決其中比較特殊的問題。從這一點(diǎn)來看，可見虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)突顯出以人為主的觀念。具體而言，虛擬現(xiàn)實(shí)就是多媒體設(shè)計(jì)中的一種創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。早在20世紀(jì)80年代，知覺模擬系統(tǒng)就已經(jīng)問世，發(fā)展至今，一直在朝著人機(jī)交互界面的完善這個(gè)方向前進(jìn)。而要真正實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，還需充分考慮基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多媒體交互的特點(diǎn)。實(shí)際上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下的多媒體交互除了具有最為明顯的交互性外，還具有沉浸性與構(gòu)想性這兩個(gè)特點(diǎn)[2]。第一，在交互性這一方面，即虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶可以接收由三維交互設(shè)備處理和輸出的反饋信息，達(dá)到人機(jī)交互的目的。第二，在沉浸性這一方面，主要是指虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的用戶可以在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生視、聽、觸等方面感官上的認(rèn)知。第三，在構(gòu)想性這一方面，則主要是通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來讓用戶自主發(fā)揮想象力，去探索一個(gè)未知的世界。這些特點(diǎn)讓虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為多媒體交互設(shè)計(jì)提供了極大的支持。

三、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多媒體交互的重要性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷發(fā)展，已經(jīng)成為多媒體交互設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一個(gè)焦點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)地對攝影機(jī)攝像位置、攝像角度等進(jìn)行計(jì)算，然后增加相應(yīng)的圖像，再通過模擬仿真的操作來實(shí)現(xiàn)疊加功能，讓虛擬的信息可以在現(xiàn)實(shí)的世界中得到良好的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下的多媒體交互設(shè)計(jì)成功地將虛擬世界呈現(xiàn)在屏幕上，然后以人為主體，使其發(fā)揮主觀性作用，實(shí)現(xiàn)高效的人機(jī)交互。若是虛擬畫面與真實(shí)畫面共存，就代表著虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的相關(guān)用戶正在超越現(xiàn)實(shí)，獲得真實(shí)的感官體驗(yàn)。一般而言，人們接收信息與處理信息的感官主要包括視、聽、觸、嗅、味等方面，他們可以通過多種感官的協(xié)同作用，接收多種形式的信息。因此，人對信息的接收與處理能力非常好。而多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，讓計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備對人們的感官協(xié)同作用進(jìn)行了充分的融合與利用，即便尚未達(dá)到人們自然使用自身感官的程度，也正在朝著智能化方向進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。尤其是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下，多媒體可以利用聲音、圖像、數(shù)據(jù)等內(nèi)容實(shí)現(xiàn)人類和計(jì)算機(jī)之間的有效互動[3]。因此，在虛擬現(xiàn)實(shí)條件下的多媒體交互設(shè)計(jì)具有較大的開發(fā)空間，同時(shí)也有極大的應(yīng)用價(jià)值。

四、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多媒體交互設(shè)計(jì)分析

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍日漸廣泛，如電子休閑娛樂、博物館陳列與展覽、教育教學(xué)平臺系統(tǒng)等。筆者主要根據(jù)以下幾個(gè)方面來探討基于虛擬現(xiàn)實(shí)的多媒體交互設(shè)計(jì)。

（一）休閑娛樂領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互設(shè)計(jì)

在休閑娛樂領(lǐng)域，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)多媒體交互設(shè)計(jì)，最為受關(guān)注的就是要采用影像式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)多媒體交互功能，尤其是在旅游行業(yè)，大多數(shù)都是采用360度全景影像來支持室內(nèi)定點(diǎn)導(dǎo)覽與戶外定點(diǎn)觀看等功能。其中，COOL 360這個(gè)制作軟件能夠應(yīng)用在影像式虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互設(shè)計(jì)中，讓數(shù)字化照片可以形成完整的廣角影像，又或者形成360度的全景影像。在實(shí)際運(yùn)用中，首先需要拍攝照片，并將照片數(shù)字化。通?？梢圆捎孟鄼C(jī)與三腳架，環(huán)繞四周進(jìn)行360度的拍攝，獲取連續(xù)的環(huán)場拍攝照片?？墒褂脪呙鑳x或者數(shù)字相機(jī)來對其數(shù)字化，形成數(shù)字化的連續(xù)影像。在這時(shí)，可以采用COOL 360軟件針對數(shù)字化影像進(jìn)行自動處理，比如對齊、混合、變形調(diào)整，等等。其次，要對影像進(jìn)行剪輯和完美調(diào)整，將影像縫合形成360度的全景影像。COOL 360軟件在實(shí)際運(yùn)用中，具有操作比較簡單的特點(diǎn)，能夠直接觀看影像，有針對性地將每張照片的位置進(jìn)行對齊性的調(diào)整，也可以對照片的顏色、亮度以及對比度等進(jìn)行調(diào)整。最后就是要輸出影像。COOL 360軟件具有支持多種格式影像文件輸出選擇，其中虛擬現(xiàn)實(shí)的影像是UVR文件，能夠直接發(fā)布到網(wǎng)頁上。若是用戶要將其下載下來，則可安裝插件，讓用戶可以在瀏覽器直接觀看相應(yīng)的全景虛擬現(xiàn)實(shí)影像。這一影像全面展現(xiàn)了室內(nèi)和室外的景觀，在旅游業(yè)的旅游景點(diǎn)呈現(xiàn)、房間及餐廳環(huán)境預(yù)覽等方面發(fā)揮著很重要的作用，可以讓人們在體驗(yàn)虛擬旅游時(shí)，獲得真實(shí)的感知。尤其是對于一些受到時(shí)間與成本等因素限制的旅游景點(diǎn)，人們可以充分利用虛擬旅游這一方式來獲得相應(yīng)的旅游體驗(yàn)，滿足其需求[4]。

（二）數(shù)字展廳領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互設(shè)計(jì)

當(dāng)前的數(shù)字展廳，已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互方式來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，即大屏幕多媒體友好交互。這一多媒體交互方式主要是通過光譜銜接的方式把計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界相連，通?？梢酝ㄟ^聲音、圖像、觸覺等各種添加元素讓人們產(chǎn)生真實(shí)的體驗(yàn)感?？傮w而言，大屏幕多媒體交互式的展示系統(tǒng)建立在Web系統(tǒng)上，在實(shí)際的交互設(shè)計(jì)過程中，要在顯示屏幕的前方一側(cè)進(jìn)行CCD攝像頭的安裝，要保證左右兩側(cè)各有一個(gè)攝像頭。人們在觸屏操作的過程中，能夠由CCD攝像頭來捕捉其實(shí)際操作，然后在跟蹤系統(tǒng)的功能支持下對人們的大屏幕多媒體交互操作進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。通常而言，跟蹤程序系統(tǒng)蘊(yùn)藏在計(jì)算機(jī)軟件之中，還可對跟蹤過程的轉(zhuǎn)換信號模式進(jìn)行技術(shù)處理。大屏幕多媒體的觸摸平臺實(shí)際上就是一個(gè)虛擬平臺，是一種二維坐標(biāo)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。若是觸摸轉(zhuǎn)換信號中的觸摸點(diǎn)與二維坐標(biāo)點(diǎn)相互對應(yīng)，則人們可以通過點(diǎn)擊操作來執(zhí)行相應(yīng)的功能。

此外，大屏幕多媒體交互設(shè)計(jì)可以拓寬人們的觀察視野。在對信息化圖像進(jìn)行了有效的處理之后，通常呈現(xiàn)在人們視野中的內(nèi)容不是單純的虛擬世界，而是虛擬與現(xiàn)實(shí)相融合的世界，可以讓人們在進(jìn)入這個(gè)世界時(shí)，其視野中的圖像和現(xiàn)實(shí)同步。在這個(gè)過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)世界的各種信息都會遵循相應(yīng)的指令而隨時(shí)進(jìn)行更新，可以實(shí)現(xiàn)大屏幕友好型的多媒體交互效果。這一大屏幕多媒體交互方式能夠跨越各種不同設(shè)備，不再限于通過電腦設(shè)備的投影儀來獲得信息，其應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到移動手機(jī)設(shè)備中。也就是人們利用手機(jī)操作，也可以實(shí)現(xiàn)多媒體交互功能，突破了時(shí)空限制，在不同的地點(diǎn)，可以自主獲取相應(yīng)的媒體信息。而且操作界面的空間比以往更大，人們在大屏幕友好互動過程中，可以隨時(shí)記錄其靈感，達(dá)到更好的互動效果。因此，大屏幕多媒體交互設(shè)計(jì)突顯出智能化的特點(diǎn)，涵括了動畫功能、語音功能等。在這個(gè)基礎(chǔ)上，結(jié)合文字信息，人們可以通過鼠標(biāo)來點(diǎn)擊鏈接區(qū)域，就能夠根據(jù)彈出的對話框來自主選擇功能項(xiàng)，然后進(jìn)入到交互的環(huán)節(jié)之中，參與到良好的多媒體交互體驗(yàn)之中。

（三）教育教學(xué)領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互設(shè)計(jì)

在遠(yuǎn)程教育思想指導(dǎo)下，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行多媒體交互設(shè)計(jì)，可以構(gòu)建起科學(xué)的教育教學(xué)平臺或者系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供極大的支持[5]。以通用教學(xué)系統(tǒng)為例，其架構(gòu)站點(diǎn)是B/S架構(gòu)，可通過.NET技術(shù)來存儲或查詢數(shù)據(jù)庫中的多媒體數(shù)據(jù)，能夠完成這一系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃與開發(fā)。通過通用教學(xué)系統(tǒng)，教師能上傳教案到服務(wù)器，也可支持教師相互交流彼此的教案。而學(xué)生則可采用網(wǎng)絡(luò)查詢的方式查看教師的教案與多媒體教程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的多媒體交互，有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性。

在通用教學(xué)系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互設(shè)計(jì)過程中，需重視備課系統(tǒng)這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。這一備課系統(tǒng)要通過備課工具來實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過授權(quán)的用戶可以下載備課工具相關(guān)插件，在本地機(jī)上予以運(yùn)行。用戶可通過備課工具來將文字與圖片等素材插入到教案中，并通過縮略圖為系統(tǒng)中的課件、教案與案例等資源制作鏈接，有利于教師使用多樣化的素材來制作生動靈活的多媒體教案。而數(shù)據(jù)庫開發(fā)是通用教學(xué)系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要內(nèi)容，需要采用Managed Provider方法，讓DataSet與數(shù)據(jù)庫之間建立起相應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系，可通過ADO.NET技術(shù)來訪問數(shù)據(jù)庫。這就需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫鏈路，然后請求記錄集合，將其暫存到DataSet中。若是需要容納兩個(gè)及兩個(gè)以上的數(shù)據(jù)集合，則要再次請求記錄集合。在完成這些步驟之后，需將數(shù)據(jù)庫鏈路關(guān)閉，再在DataSet上繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的操作，以達(dá)到訪問目的。由此可見，這一通用教學(xué)系統(tǒng)在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)理念的指導(dǎo)下，使用了.NET與oracle等技術(shù)，并且以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為重要的載體，可以朝著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展方向前進(jìn)，推動虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互的創(chuàng)新發(fā)展。

總而言之，虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互設(shè)計(jì)是一個(gè)先進(jìn)、新型的領(lǐng)域，主要依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，注重發(fā)揮人的主體觀念，在未來的發(fā)展中，能夠在更多需求的刺激下產(chǎn)生更多的創(chuàng)意。因此，我們需要重視虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體交互系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變與發(fā)展，要注重將其與現(xiàn)代各種科學(xué)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，形成多重感應(yīng)的全面人機(jī)交互畫面，朝著更廣闊的發(fā)展空間邁步前進(jìn)。