VR虛擬現實技術在文化藝術領域的作用

虛擬現實是一種傳播藝術家思想的新媒介，其沉浸與交互可以將靜態的藝術轉變為觀察者可以探索的動態藝術，在文化藝術領域中扮演著重要角色。虛擬博物館、虛擬文化遺產、虛擬畫廊、虛擬演員和虛擬電影等都是當前虛擬現實成果。虛擬現實在文化藝術領域主要包括名勝古跡、虛擬游戲以及影視三個方面。

1.名勝古跡

虛擬現實展現名勝古跡的景點，形象逼真。結合網絡技術，可以將藝術創作、文物展示和保護提高到一個嶄新的階段。讓那些由于身體條件限制的人不必長途跋涉就可以在家中通過因特網很舒適地選擇任意路徑遨游各個景點，樂趣無窮。圖1.29所示為虛擬故宮，是我國較早的一個虛擬產品。

2010年在上海舉行的世博會的亮點之一就是網上世博會。它運用三維虛擬現實、多媒體等技術設計世博會的虛擬平臺，將上海世博會園區以及園區內的展館空間數字化，用三維方式再現到因特網上，全球網民足不出戶就可以獲得前所未有的360°空間游歷和3D互動體驗。不僅向全球億萬觀眾展示各國的生活與文化，同時也展現了上海世博會的創新理念。例如網上世博，法國館將“感性城市”的主題在虛擬空間中展現無疑。參觀者只需單擊鼠標就能在虛擬展館中360°自由參觀。圖1.32所示為虛擬的法國館走廊，可以欣賞奧賽博物館的經典名畫和館中美麗的法式園林，同時還能享受不可思議的3D互動體驗，甚至“走進”高更的《餐點》等名家畫作，如圖1.33所示，“穿梭”其中并聆聽作品介紹。喜歡3D互動游戲的參觀者更可以與法國館的吉祥物“樂樂”進行實時互動，在游戲中體驗包括視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺等感官享受。由此，上海世博會也被稱為“永不落幕”的世博會。

對于文化遺產，目前研究人員已經創建了著名的考古地、建筑物以及自然保護區等世界文化遺產的虛擬復制品。例如英國史前巨石柱、中國兵馬俑和圓明園、巴黎圣母院等虛擬模型的制作。圖1.34所示為埃及神廟。制作過程為:首先將文物實體通過影像數據采集手段，記錄藍圖中顯示不出的各種建筑細節，并作為材質紋理，再次進行光亮度測量，使用模型軟件建立實物三維模型，并存入相應數據庫，以及保存文物原有的各項形式數據和空間關系等重要資源，實現瀕危文物資源的科學、高精度和永久的保存。其次，通過計算機網絡整合大范圍內的文物資源，并且通過網絡在大范圍內利用虛擬技術更加全面、生動、逼真地展示文物，從而使文物脫離地域限制，實現資源共享，真正成為全人類可以“擁有”的文化遺產。圖 1.35(a)所示 為圓明園中的西洋景區的原始圖片，圖 1.35(b)所示為西洋景區的數字重建初步結果。

2.虛擬游戲

三維游戲既是虛擬現實技術最先應用的領域，也是重要的發展方向之一，為虛擬現實技術的快速發展起到了巨大的需求牽引作用。計算機游戲從最初的文字MUD游戲，到二維游戲、三維游戲，再到網絡三維游戲，游戲在保持其實時性和交互性的同時，逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加強。所以，虛擬現實技術已經成為三維游戲工作者的崇高追求者。當前最為火暴的網絡三維游戲《魔獸世界》是著名的游戲公司暴雪娛樂(Blizzard Entertainment)制作的一款大型多人在線角色扮演游戲(MMORPG)。它具有上百個場景，豪華的大場面制作，寫實風格的地形地貌。整個畫面精致，在玩游戲的同時還可以欣賞到瑰麗的景色，景色會隨著時間而變化，讓玩家在不同的時間欣賞到不同的景色。除此之外，制作人員非常注重細節的雕琢，如牛頭人在靜止不動時會自己瘙癢;路邊的怪物狼見到旁邊的兔子會自己奔過去獵食;購買裝備有試衣間試穿等。完美的設計讓游戲者完全沉浸于游戲的樂趣之中。圖1.36所示為精致的《魔獸世界》的游戲畫面。除了精致的畫面外，游戲也注重豐富的感覺能力與3D顯示，因此VR的硬件設備也成為理想的視頻游戲工具。例如英國開發的稱為Virtuality的VR游戲系統，配有HMD，大大地增強了真實感等。目前，迪士尼、LucasArts和General Electric等大企業投入大量資金和創意，都用于創造贏利性的計算機游戲。

3.影視

三維立體電影對人的視覺產生了巨大的沖擊力，是電影界劃時代的進步。在2010年年初上映的電影《阿凡達》，場景氣勢恢弘，波瀾壯闊，縹緲仙境，人間奇緣，讓人久久不能忘懷。它的成功除了使用3000多個特效鏡頭外，還在于電影從平面走向了立體，整個拍攝過程使用新一代3D攝影機拍出了立體感。圖 1.37 所示為《阿凡達》場景。

三維立體電影是虛擬現實技術的應用之一，是結合虛擬現實技術拍攝的電影。拍攝時，首先在拍攝前期，立體攝影師結合故事情節創作一個“深度腳本”。深度腳本是立體電影創作意圖的展示手段，是拍攝的依據，它決定了每個場景的立體景深，對于制作舒適、清晰的立體畫面、鏡頭和幀序列起到了很重要的作用。拍攝時，通常使用用于拍攝立體圖像的3D攝像機和用于虛實結合的虛擬攝像機，不僅實現了動作和表情實時捕捉，為場景增加整體動感，而且降低了拍攝成本。其拍攝原理廣泛采用偏光眼鏡法。它以人眼觀察景物的方法，利用兩臺并列安置的電影攝影機，分別代表人的左、右眼，同步拍攝出兩條略帶水平視差的電影畫面。放映時，將兩條電影影片分別裝入左、右電影放映機，并在放映鏡頭前分別裝置兩個偏振軸互成90°的偏振鏡。兩臺放映機須同步運轉，同時將畫面投放在金屬銀幕上，形成雙影圖像。當觀眾戴上特制的偏光眼鏡時，觀眾的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像。通過雙眼會聚功能將左、右像疊和在視網膜上，由大腦神經產生三維立體的視覺效果。展現出一幅幅連貫的立體畫面，使觀眾感到景物撲面而來，產生強烈的“身臨其境”感。

虛擬現實在三維立體電影中的應用主要是制造栩栩如生的人物、引人入勝的宏大場景，以及添加各種撼人心魄的特技效果。目前，三維立體電影技術比較成熟，每年都會有3D電影問世，例如《冰河世紀3》、《飛屋環游記》等，人們一次次地被召喚到電影院，這表明虛擬的三維立體電影在電影界綻放出奪目的光彩。但是，存在的局限性是觀看立體電影需要佩戴3D眼鏡。由此，美國RealD公司宣布，在不久的將來讓觀眾摘下3D眼鏡直接觀看立體電影，屆時觀眾觀看3D立體電影會更加方便與舒暢，電影院也將真正給觀眾帶來身臨其境的氛圍。星空與萬丈深淵都會近在咫尺，電影院的魅力將會無限擴大和延伸，將會使電影業得到更為長足的進步和拓展。