虛擬現實(shí)技術(shù)在電視中的應用技術(shù)發(fā)展論文
一、虛擬現實(shí)技術(shù)的概述
虛擬現實(shí)英文即“VirtualReality”或稱(chēng)虛擬環(huán)境“VirtualEnvironment”。它利用計算機生成一種虛擬的模擬環(huán)境，并通過(guò)多種傳感設備使用戶(hù)沉浸到該環(huán)境中去，虛擬現實(shí)系統突破了用傳統方法表達事物的局限，使人們不僅可以將任何想象的環(huán)境通過(guò)虛擬現實(shí)的途徑去實(shí)現，并且可以在其中與這種虛擬現實(shí)進(jìn)行交流。
虛擬現實(shí)作為一門(mén)比較新的技術(shù)，從它初見(jiàn)端倪就引起了廣泛的關(guān)注。1992年法國召開(kāi)了與虛擬現實(shí)技術(shù)相關(guān)的名為“真實(shí)的與虛擬世界的界面”的國際會(huì )議，同年在美國一批以醫學(xué)專(zhuān)家為主的科學(xué)家組織召開(kāi)了名為 “醫學(xué)中的虛擬現實(shí)技術(shù)”的學(xué)術(shù)會(huì )議。1993年，在西雅圖召開(kāi)了第一屆虛擬現實(shí)國際學(xué)術(shù)會(huì )議，會(huì )議吸引了大批科技工作者，并發(fā)表了大量有價(jià)值的論文。在國內，虛擬現實(shí)技術(shù)也越來(lái)越受到科技界的重視。
二、虛擬現實(shí)系統特征
虛擬現實(shí)具有三個(gè)最突出的特征，即 “交互性”、“沉浸感”和“構想性”，由于這三者的英文名稱(chēng)都是以“I”開(kāi)頭，因此又被稱(chēng)為是“3I”特征。
“交互性”主要是指參與者通過(guò)使用特有的輸入和輸出設備，不僅可以利用電腦鍵盤(pán)以及鼠標進(jìn)行交互的操作，而且能夠通過(guò)特殊頭盔、數據手套等傳感設備進(jìn)行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語(yǔ)言及身體的運動(dòng)，來(lái)調整系統呈現的圖像及聲音，它是一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境，可以通過(guò)用戶(hù)的輸入（如手勢、語(yǔ)言命令）做出響應，比如用戶(hù)可以用手去直接抓取和移動(dòng)模擬環(huán)境中的物體，不僅有抓東西的感覺(jué)，還能感到物體的重量等。
“沉浸感”是指參與者借助交互設備和自身的感知覺(jué)系統，通過(guò)計算機生成一個(gè)非常逼真的虛幻世界，人們不僅可以通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)，還可以通過(guò)嗅覺(jué)和觸覺(jué)多維度地感受到虛擬世界中所發(fā)生的一切，從而看上去以及聽(tīng)上去等都完全的沉浸于其中。
“構想性”是指借助虛擬現實(shí)技術(shù)將抽象概念具像化的程度，它為解決工程、醫學(xué)、軍事等方面的問(wèn)題提供了很多的便利，虛擬現實(shí)可以用別樣方式同樣反映出設計者的構思，并且它的功能遠比那些呆板的圖紙生動(dòng)得多。
三、虛擬現實(shí)在電視中的應用——虛擬演播室
虛擬演播室技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種基于虛擬現實(shí)的電視節目制作技術(shù)，其原理是將攝像機攝取的真實(shí)影像與計算機設計的三維虛擬背景空間相融合以形成新的視頻圖像。虛擬演播室系統的關(guān)鍵在于如何產(chǎn)生虛擬背景并將其與前景融合，它通常包括虛擬場(chǎng)景制作、攝像機追蹤、虛擬背景生成、圖像合成等關(guān)鍵技術(shù)。
�。ㄒ唬┨摂M演播室系統的分類(lèi)
虛擬演播室系統有二維虛擬演播室系統，也有三維虛擬演播室系統。二維虛擬演播室系統的場(chǎng)景沒(méi)有縱深感，只是一個(gè)平面圖形，只能作為背景，出現在真實(shí)人物的后面。據估算，三維虛擬演播室約需300萬(wàn)美元，由于二維系統系統配置低，價(jià)格便宜得多，目前國內的虛擬演播室系統大都是二維或二維半的系統，可大量制作節目，大大改善了電視欄目包裝。
三維虛擬演播室系統中，虛擬景物既可以作為背景出現也同時(shí)可以作為前景出現，并且真實(shí)人物還能?chē)@虛擬景物運動(dòng)，因而在視覺(jué)效果上更具有縱深感，也更加的真實(shí)。目前，國外的三維虛擬演播室系統都是采用專(zhuān)業(yè)的圖形工作站來(lái)實(shí)時(shí)生成三維場(chǎng)景的運動(dòng)。在虛擬的三維背景圖像生成以前，必須對三維虛擬場(chǎng)景中的各個(gè)物體進(jìn)行建模，制作人員可以通過(guò)計算機輔助設計軟件比如3DMax、MAYA等對物體進(jìn)行建模，這些工具大都提供了物體精確地幾何描述，從而可以使得所建立的對象其形體上與真實(shí)對象在形態(tài)、光照、質(zhì)感等方面上都十分的逼真。
�。ǘ┨摂M演播室系統功能
不同的虛擬演播室系統提供的功能不完全一樣，除基本的虛擬演播功能，比如虛擬攝像機等之外，還有諸如虛擬光效、虛擬陰影、虛擬演員等功能，而這些功能并不是所有虛擬演播室系統都支持。
1.虛擬光效
虛擬光效是指利用計算機軟件在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行虛擬布光。虛擬光效中對于燈具的要求，是采用一種基于三基色柔光燈的基礎之上的，這種燈發(fā)光均勻、陰影小、發(fā)熱少、色溫恒定而均勻。滿(mǎn)足了虛擬演播室對光線(xiàn)的基本要求。虛擬演播室系統中的“布光”也很有講究，虛擬演播室的照度不同于傳統演播室，它要求前景與藍箱背景照度相匹配，追求光照的一致性。在虛擬演播室中，“虛擬布光法”有著(zhù)最廣泛的應用，因為背景和環(huán)境都是虛擬的，而且人物也要在虛擬的場(chǎng)景中活動(dòng)，所以人物的照明設計就要嚴格按虛擬的背景環(huán)境來(lái)做。
2.虛擬陰影
虛擬陰影是指物體根據虛擬布光效果在虛擬場(chǎng)景中的投影。虛擬物體的投影可以在建模中利用三維動(dòng)畫(huà)軟件的材質(zhì)貼圖功能進(jìn)行陰影制作，但演員的陰影卻無(wú)法隨著(zhù)運動(dòng)實(shí)時(shí)地投射到其附近的虛擬物體上，從而影響了虛擬演播室的逼真度。
3.虛擬演員
迄今為止人類(lèi)傳播界面中的身體可以分為三類(lèi)：有機的身體、再現的身體和生成的身體，虛擬演員是數字技術(shù)催生的再生的身體。虛擬演員功能是指利用實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉系統將場(chǎng)外一個(gè)真實(shí)演員的動(dòng)作實(shí)時(shí)傳送給三維動(dòng)畫(huà)軟件制作的卡通人物，讓它完全實(shí)時(shí)地模仿真人動(dòng)作，卡通人物和主持人出現在同一個(gè)虛擬場(chǎng)景中，并且能夠互相配合，進(jìn)行交互式表演。
�。ㄈ┪覈摂M現實(shí)技術(shù)在電影節目包裝中的發(fā)展現狀
我國的電視事業(yè)隨著(zhù)改革開(kāi)放的深入和國民經(jīng)濟的發(fā)展以及人們文化生活日益高漲的需求而面臨突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人們的欣賞品位越來(lái)越高，電視節目的制作難度也越來(lái)越大。為了滿(mǎn)足國際交流和廣大電視觀(guān)眾的需要，采用最新技術(shù)制作出令人耳目一新的電視節目已勢在必然。虛擬演播室系統雖然造價(jià)較高，但比起興建大型演播室或搭建一個(gè)又一個(gè)實(shí)景來(lái)，花費可能還要小些，運行費用可能更小，且換景便利，制作周期短，"擴建"更容易，所以具有誘人的發(fā)展前景。
四、虛擬現實(shí)在其它方面中的應用——“虛擬商城”
隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，人們的商務(wù)行為已經(jīng)開(kāi)始從傳統商務(wù)轉變?yōu)殡娮由虅?wù)，在各種各樣的電子商務(wù)中，最為重要的是網(wǎng)上商店，目前除了2D網(wǎng)頁(yè)式的實(shí)現方式之外，3D虛擬商城是一種更先進(jìn)，更合適的實(shí)現方式。虛擬商城是把現實(shí)生活中的商城場(chǎng)景、規格、商城經(jīng)營(yíng)形式以計算機三維技術(shù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，在線(xiàn)支付等技術(shù)手段在網(wǎng)絡(luò )上搭建的虛擬購物中心，但是作為網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的虛擬商城，又不僅僅是現實(shí)的簡(jiǎn)單復制，虛擬商城繼承了會(huì )員制商務(wù)平臺的供求商機、商品展示、商家管理、在線(xiàn)訂單等在線(xiàn)數據交互功能，并以VR技術(shù)為核心，融合了好友成群、在線(xiàn)文字、語(yǔ)音視頻交流、仿游戲效果、短信、銀行接口等服務(wù)功能，打造了一個(gè)“一切皆三維”的網(wǎng)絡(luò )數字化立體商城。
3D購物商城擺脫了單調的照片和文字解說(shuō)，能夠為客戶(hù)構建互動(dòng)、仿真的三維體驗平臺。逐層逐店的實(shí)景展示，時(shí)尚新潮，如同步入真實(shí)的實(shí)體店一般，各種款式的商品整整齊齊地放在柜臺格中，任君挑選。這種全新的電子商務(wù)模式能夠幫助電子商務(wù)平臺提供更有價(jià)值的用戶(hù)體驗，提升網(wǎng)站的核心競爭力，并對盈利模式進(jìn)行創(chuàng )新。如試衣網(wǎng)的3D商城里，在這個(gè)三維虛擬世界里，所有物品的狀態(tài)都變成可體驗的，用戶(hù)不是一個(gè)瀏覽者，而是一個(gè)游覽者。當然，3D商城也有很多問(wèn)題，如加載慢、內部店面不多、用戶(hù)操作繁瑣等因素，以及復雜的操作，降低了用戶(hù)購買(mǎi)的效率等。
總之虛擬現實(shí)技術(shù)現在不僅僅在電視，在網(wǎng)絡(luò )甚至在電影中都得到了廣泛的運用，它的運用范圍會(huì )越來(lái)越廣。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，這項技術(shù)會(huì )發(fā)展的越來(lái)越完善，并且將便利于人們的工作與生活。
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