VR虚拟现实技术在文化艺术领域的作用

虚拟现实是一种传播艺术家思想的新媒介，其沉浸与交互可以将静态的艺术转变为观察者可以探索的动态艺术，在文化艺术领域中扮演着重要角色。虚拟博物馆、虚拟文化遗产、虚拟画廊、虚拟演员和虚拟电影等都是当前虚拟现实成果。虚拟现实在文化艺术领域主要包括名胜古迹、虚拟游戏以及影视三个方面。

1.名胜古迹

虚拟现实展现名胜古迹的景点，形象逼真。结合网络技术，可以将艺术创作、文物展示和保护提高到一个崭新的阶段。让那些由于身体条件限制的人不必长途跋涉就可以在家中通过因特网很舒适地选择任意路径遨游各个景点，乐趣无穷。图1.29所示为虚拟故宫，是我国较早的一个虚拟产品。

2010年在上海举行的世博会的亮点之一就是网上世博会。它运用三维虚拟现实、多媒体等技术设计世博会的虚拟平台，将上海世博会园区以及园区内的展馆空间数字化，用三维方式再现到因特网上，全球网民足不出户就可以获得前所未有的360°空间游历和3D互动体验。不仅向全球亿万观众展示各国的生活与文化，同时也展现了上海世博会的创新理念。例如网上世博，法国馆将“感性城市”的主题在虚拟空间中展现无疑。参观者只需单击鼠标就能在虚拟展馆中360°自由参观。图1.32所示为虚拟的法国馆走廊，可以欣赏奥赛博物馆的经典名画和馆中美丽的法式园林，同时还能享受不可思议的3D互动体验，甚至“走进”高更的《餐点》等名家画作，如图1.33所示，“穿梭”其中并聆听作品介绍。喜欢3D互动游戏的参观者更可以与法国馆的吉祥物“乐乐”进行实时互动，在游戏中体验包括视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉等感官享受。由此，上海世博会也被称为“永不落幕”的世博会。

对于文化遗产，目前研究人员已经创建了著名的考古地、建筑物以及自然保护区等世界文化遗产的虚拟复制品。例如英国史前巨石柱、中国兵马俑和圆明园、巴黎圣母院等虚拟模型的制作。图1.34所示为埃及神庙。制作过程为:首先将文物实体通过影像数据采集手段，记录蓝图中显示不出的各种建筑细节，并作为材质纹理，再次进行光亮度测量，使用模型软件建立实物三维模型，并存入相应数据库，以及保存文物原有的各项形式数据和空间关系等重要资源，实现濒危文物资源的科学、高精度和永久的保存。其次，通过计算机网络整合大范围内的文物资源，并且通过网络在大范围内利用虚拟技术更加全面、生动、逼真地展示文物，从而使文物脱离地域限制，实现资源共享，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。图 1.35(a)所示 为圆明园中的西洋景区的原始图片，图 1.35(b)所示为西洋景区的数字重建初步结果。

2.虚拟游戏

三维游戏既是虚拟现实技术最先应用的领域，也是重要的发展方向之一，为虚拟现实技术的快速发展起到了巨大的需求牵引作用。计算机游戏从最初的文字MUD游戏，到二维游戏、三维游戏，再到网络三维游戏，游戏在保持其实时性和交互性的同时，逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加强。所以，虚拟现实技术已经成为三维游戏工作者的崇高追求者。当前最为火暴的网络三维游戏《魔兽世界》是著名的游戏公司暴雪娱乐(Blizzard Entertainment)制作的一款大型多人在线角色扮演游戏(MMORPG)。它具有上百个场景，豪华的大场面制作，写实风格的地形地貌。整个画面精致，在玩游戏的同时还可以欣赏到瑰丽的景色，景色会随着时间而变化，让玩家在不同的时间欣赏到不同的景色。除此之外，制作人员非常注重细节的雕琢，如牛头人在静止不动时会自己瘙痒;路边的怪物狼见到旁边的兔子会自己奔过去猎食;购买装备有试衣间试穿等。完美的设计让游戏者完全沉浸于游戏的乐趣之中。图1.36所示为精致的《魔兽世界》的游戏画面。除了精致的画面外，游戏也注重丰富的感觉能力与3D显示，因此VR的硬件设备也成为理想的视频游戏工具。例如英国开发的称为Virtuality的VR游戏系统，配有HMD，大大地增强了真实感等。目前，迪士尼、LucasArts和General Electric等大企业投入大量资金和创意，都用于创造赢利性的计算机游戏。

3.影视

三维立体电影对人的视觉产生了巨大的冲击力，是电影界划时代的进步。在2010年年初上映的电影《阿凡达》，场景气势恢弘，波澜壮阔，缥缈仙境，人间奇缘，让人久久不能忘怀。它的成功除了使用3000多个特效镜头外，还在于电影从平面走向了立体，整个拍摄过程使用新一代3D摄影机拍出了立体感。图 1.37 所示为《阿凡达》场景。

三维立体电影是虚拟现实技术的应用之一，是结合虚拟现实技术拍摄的电影。拍摄时，首先在拍摄前期，立体摄影师结合故事情节创作一个“深度脚本”。深度脚本是立体电影创作意图的展示手段，是拍摄的依据，它决定了每个场景的立体景深，对于制作舒适、清晰的立体画面、镜头和帧序列起到了很重要的作用。拍摄时，通常使用用于拍摄立体图像的3D摄像机和用于虚实结合的虚拟摄像机，不仅实现了动作和表情实时捕捉，为场景增加整体动感，而且降低了拍摄成本。其拍摄原理广泛采用偏光眼镜法。它以人眼观察景物的方法，利用两台并列安置的电影摄影机，分别代表人的左、右眼，同步拍摄出两条略带水平视差的电影画面。放映时，将两条电影影片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装置两个偏振轴互成90°的偏振镜。两台放映机须同步运转，同时将画面投放在金属银幕上，形成双影图像。当观众戴上特制的偏光眼镜时，观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像。通过双眼会聚功能将左、右像叠和在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果。展现出一幅幅连贯的立体画面，使观众感到景物扑面而来，产生强烈的“身临其境”感。

虚拟现实在三维立体电影中的应用主要是制造栩栩如生的人物、引人入胜的宏大场景，以及添加各种撼人心魄的特技效果。目前，三维立体电影技术比较成熟，每年都会有3D电影问世，例如《冰河世纪3》、《飞屋环游记》等，人们一次次地被召唤到电影院，这表明虚拟的三维立体电影在电影界绽放出夺目的光彩。但是，存在的局限性是观看立体电影需要佩戴3D眼镜。由此，美国RealD公司宣布，在不久的将来让观众摘下3D眼镜直接观看立体电影，届时观众观看3D立体电影会更加方便与舒畅，电影院也将真正给观众带来身临其境的氛围。星空与万丈深渊都会近在咫尺，电影院的魅力将会无限扩大和延伸，将会使电影业得到更为长足的进步和拓展。