高吉柱

【摘 要】本課題通過對人工智能和UNREAL ENGINE（虛擬引擎）設計軟件的應用分析和發(fā)展成果分析，對光環(huán)境的設計提出沉浸式體驗式的呈現(xiàn)策略。首先分析世界范圍內(nèi)人工智能的發(fā)展應用，透過虛擬現(xiàn)實的設計、創(chuàng)作和體驗模式，VR、AR的設計應用，闡述虛擬現(xiàn)實的設計呈現(xiàn)在光環(huán)境照明設計中的重要性。解析虛擬引擎設計軟件UNREAL ENGINE 所見即所得的設計特點和前景性。闡述沉浸式光環(huán)境設計呈現(xiàn)的方式和手段。通過實際的設計案例UNREAL ENGINE應用的完整流程，進行光環(huán)境設計的沉浸式呈現(xiàn)的應用嘗試，從實踐中深化虛擬現(xiàn)實下光環(huán)境設計方案，建立起一套完整的光環(huán)境設計用戶體驗新策略。

【關鍵詞】人工智能;虛擬現(xiàn)實;虛擬引擎;沉浸式;光環(huán)境設計

最近幾十年來，現(xiàn)代技術創(chuàng)新者努力開辟出了一條以自適應算法為核心技術的新道路，這讓人工智能的能力呈現(xiàn)出指數(shù)級增長。UNREAL ENGINE中文譯為虛擬引擎，是由預先編寫的核心代碼組成的集成工具，主要供游戲開發(fā)人員使用，但因其強大的建模和渲染功能，也可被用作建筑可視化的技術手段，進而為建筑設計師VR技術輔助設計服務。虛擬引擎除了游戲領域，在其他領域一樣可以創(chuàng)造極度沉浸的體驗。基于電腦生成的虛擬現(xiàn)實沉浸體驗將被應用在越來越廣泛的行業(yè)。

光環(huán)境設計是在環(huán)境的前提下對于光的布局、屬性、整體量的謀劃和設計，設計的過程需要對環(huán)境進行大量的數(shù)據(jù)考察和規(guī)劃，其中對于環(huán)境有其特有的復雜性，環(huán)境的空間、體量、構成因素等屬性復雜切多變，且設計師需要在大量數(shù)據(jù)運算的基礎上對設計效果進行預判，這需要借助大量的計算機軟件的輔助來完成，同時借助軟件能夠快速的處理大量的基礎數(shù)據(jù)來隨時調(diào)整方案。

隨著當今人工智能的發(fā)展，光環(huán)境的設計將可以進入一個全新可視化時代，呈現(xiàn)出一種完全的沉浸式的設計方式，借助虛擬引擎軟件平臺，光環(huán)境設計者可以輕松處理大量設計數(shù)據(jù)，通過對建筑的視覺化呈現(xiàn)，建立起虛擬的環(huán)境空間現(xiàn)實，所見即所得，通過高效簡化的設計流程，設計師能夠游歷在可視化的建筑空間中進行方案調(diào)整和設計，其中包括環(huán)境的各種屬性，包括空間大小，物質(zhì)屬性，通過對各種光源的屬性包括亮度、顏色和衰減度的調(diào)整，通過虛擬引擎的二次開發(fā)，設計師可以借助VR設備，在虛擬的現(xiàn)實空間中，真實的感受到設計的效果，燈光對空間的影響。光環(huán)境設計的可視化，能夠有利于設計者與創(chuàng)作團隊的溝通，極大的提高方案的可實施化，虛擬現(xiàn)實沉浸式的設計帶來的是沉浸式的作品體驗。

以下通過對貴州黔東南龍鰲河《復活的夜郎王》浸沒式主題樂園演藝的項目方案分析，重點闡述虛擬引擎中沉浸式的光環(huán)境設計的優(yōu)勢。

一、項目分析

貴州黔東南龍鰲河《復活的夜郎王》是一部在峽谷中的表演秀，以夜郎王的傳說為依據(jù)，呈現(xiàn)了一部史詩般的視覺盛宴。觀眾乘船以動態(tài)方式觀看全劇，演員、巨型裝置、互動影像以及對峽谷本身景色的相互融合，使觀眾的觀演體驗達到極致。這部史詩般的峽谷秀不但應用當下最新的科技手段，同時對貴州傳統(tǒng)文化的發(fā)揚與傳承也是精益求精，結合了貴州各民族的傳統(tǒng)文化，創(chuàng)造出一部魔幻題材的文化視覺盛宴。這部峽谷秀首創(chuàng)全長6.5公里的視覺體驗，為國內(nèi)最長。

二、項目方案在虛擬引擎中設計的分析

（一）與導演組確定不同演出場地的空間規(guī)劃和舞美視覺設計，進行龍鰲河實地探測，借助勘探儀器對演出場地進行精確測量，得到詳細完整的尺寸數(shù)據(jù)。

（二）通過衛(wèi)星地圖的GPS定位與實際測量比對，確定不同場景舞美道具、特效設備、視頻投影和燈光設備的準確位置，并在勘探圖紙表明。

（三）將勘探團隊繪制的CAD龍鰲河地形圖導入SKETCH UP，繪制建模。

（四）通過Datasmith插件將建好的模型分組導入虛擬引擎，導入的模型進行詳細的分類和記錄。

（五）在虛擬引擎中豐富模型，以實地照片為參考，分別將模型的材質(zhì)進一步細化，添加樹木，石塊和水流等模型元素。跟創(chuàng)作團隊溝通交流，完善模型信息。

（六）通過建立的虛擬峽谷場景，布設燈具、投影和各種特效設備，包括水幕、自發(fā)光螢石、激光等。

（七）根據(jù)演出需要，通過虛擬引擎的關卡藍圖和動畫工具Matinee，進行場景的時間預演。

在虛擬峽谷的方案深化中，虛擬引擎讓設計團隊能夠擺脫開當?shù)氐匦魏吞鞖獾囊蛩?，最大效率的進行創(chuàng)作和修改，設計創(chuàng)作從二維像多維度發(fā)展，節(jié)省了時間、人力和財力。讓光環(huán)境的設計真正實現(xiàn)了可視化。實時引擎讓藝術家們創(chuàng)造出全方位的互動式設計，調(diào)動設計者的整體感知，使其更加深入地沉浸其中。它從本質(zhì)上說是一種具有可塑性的現(xiàn)實，視覺、聽覺甚至觸覺的結合強化了其真實感，無論這個設計是存在于真實世界還是僅存在于創(chuàng)作者的想象中。

綜上所述虛擬引擎給光環(huán)境設計師帶了全新的設計視角，讓設計師從方案開始就把精力放在方案的交互性上，隨著設計方案的深入，虛擬引擎在VR和AR技術方面的支持，讓作品的更是插上了想象力的翅膀。隨著人工智能的發(fā)展，計算機科學技術將賦予虛擬現(xiàn)實新的內(nèi)涵，數(shù)字藝術賦予虛擬現(xiàn)實以形象和靈魂，形成了科學與藝術結合的虛擬現(xiàn)實，虛擬現(xiàn)實下虛擬引擎平臺的發(fā)展，給光環(huán)境設計者帶了的全新體驗感，將會得到最大化的擴展，沉浸式的設計方式將伴隨虛擬技術的發(fā)展變得更加的普及。