浅谈虚拟现实技术在媒体中的运用

肖名希

摘 要：近年来，随着我国科学技术的迅猛发展，虚拟现实技术逐渐成为各种媒体应用得最为广泛的一项技术。虚拟现实技术通过将虚拟技术和多媒体技术的相互融合创造出一种在现实社会中不存在的虚拟景象，进而给人们带来更加震撼的视觉享受。本文主要从虚拟现实技术概述出发，阐述了媒体应用中虚拟现实的关键技术，最后对虚拟现实技术在媒体中的应用进行了探究。

关键词：虚拟现实技术；媒体；运用

1 虚拟现实技术概述

20世纪80年代，美国VPL公司创办人拉尼耳提出了“虚拟现实”这一个词，所谓“虚拟现实技术”指的是以计算机技术为核心，融合计算机仿真、图形、传感、人工智能、显示、网络并行处理等技术，同时借助传感头盔、数据手套等设备，让用户在虚拟构造的三维动态环境中体会实体行为的仿真性技术。该技术突破了原有的视觉和听觉感知系统，使得人们能够产生味觉、触觉等感官体验，这也正是虚拟现实技术能够被广泛应用的原因所在。通常，虚拟现实具有以下基本特征：

首先，多感知性，通过视、力、触、味、嗅等感官系统进行体会。当前由于受技术的限制，只能模拟出视、力、触、运动、味、嗅等感知系统，而完全模拟现实中所有的感官，是虚拟现实技术发展的趋势。

其次，沉浸性，指用户以第一人称存在于虚拟世界中的真实体验。当前，虚拟现实技术还没有发展到这一领域。

再次，交互性，指让用户在虚拟世界中如同在现实世界一样，通过对物体的触摸和使用等情景，感受到物体的形体、重量、颜色等互动信息。

最后，构想性，指在虚拟世界当中，呈现出所有需要表达的信息，让用户能够通过虚拟世界感知到现实生活中无法表现的事和物。

2 虚拟现实的关键技术

在虚拟现实中要模拟视觉、听觉、触觉等让用户体验，因此要依托于计算机科学、力学、声学、光学、机械学、生物学等众多学科。虚拟现实的关键技术主要有以下几个方面：

2.1 实物虚化

实物虚化主要是把现实当中的物体或构想的事物通过虚拟世界呈现出来，主要包括构建模型、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪等关键技术，这些技术的应用使得虚拟世界更加真实。其中，通过三维制作软件来进行模型的构建，通过硬件设备进行空间、视觉和声音跟踪的制作。

2.2 高性能计算处理技术

虚拟现实技术是以计算机技术为核心的现代高新技术，高性能计算技术是系统性能的关键，具有运算速度快、处理能力强、存储容量大、组网特性强等特点。

2.3 虚物实化

实现虚物实化主要是通过视觉、触觉、听觉和力学等各种传感器的共同作用，比如数据手套、数据衣、头盔显示器等。但现有的虚拟现实技术依然无法满足虚拟现实系统的要求，存在许多缺点，例如，数据手套存在分辨率低、延时长、使用范围小等。因此，要研发更先进的传感器。

2.4 应用系统开发工具

虚拟现实应用的关键是找到合适的场合和对象。选择合适的应用对象可以大大提高效率，降低劳动强度，提高产品质量。为了实现这一目标，有必要进行虚拟现实开发工具的研究。

3 虚拟现实技术在媒体中的应用

3.1 虚拟现实技术在网络上的应用

目前，网络空间虚拟现实的网络结构、严格意义上的空间距离和走的距离。由于物质和动力系统是由Internet技术、电子技术、计算机技术、数字控制系统组成的数学思维，人类将现实引入空间，从而为虚拟现实技术的发展提供了一个潜在的平台。

（1）网络游戏。网络游戏包含了所有虚拟现实技术，它采用三维模型、立体声音、人物形象等资源，实时实地构建了一个复杂的虚拟世界。

（2）虚拟旅游。随着三维网络技术的发展，越来越多的旅游景点设置景点虚拟网络，通过这些生动的三维图像显示点，满足一些人对旅游目的地的了解需求，或者供没有去旅游景点的游客享受虚拟旅游、异国旅游。同时，也可以超越现实的虚拟旅游景观，再现已经不存在或将不复存在的旅游景观。

（3）远程教育。网络虚拟教室以及虚拟实验室的产生开拓了传统教学无法达到的区域，给学生提供了更多知识、学习和实践的机会。同时，在表现三维空间的一些知识，如分子结构、分子结合过程等方面，与传统的教学方法相比，三维交互的独特表现出更强的生命力。

3.2 虚拟现实技术在电影技术中的应用

（1）4D电影：是一个新的虚拟现实技术，它是由周围的环境形成一个四维空间的三维仿真电影。总的来说，4D影院座椅具有喷气、喷水、振动、扫腿等功能，剧院还配备了雨、雪、闪电、烟雾等特效设备，进而创建一个与电影的实际内容相符的环境。

（2）球幕电影：该电影拍摄使用65毫米胶片横向传输膜，而在投影时使用的是一个70毫米的副本的特殊滚动环气动机械横向膜。这种胶片的屏幕是普通屏幕的10倍，胶片的效果非常清晰。在一般情况下，圆顶结构用于电影，和电影屏幕一样也是一个半球形。投影使用鱼眼镜头的摄影，可以显示半球图像，使观众在剧场身临其境，效果非常震撼。

（3）环幕电影：是一种借助虚拟现实技术而产生的新型的电影形式。它最大特点是屏幕特别大，屏幕一般会围绕观众，观众可以在屏幕中间随意观看屏幕的一部分。通常，这类电影技术采用九台摄像机的同步全景角度拍摄，并在播放时九台摄像机同时显示，实现360°的全景模式，能给观众一种强烈的、异常的感觉。

3.3 虚拟现实技术在电视中的应用

（1）电视虚拟场景的建模。所谓“虚拟场景”，指的是通过虚拟现实技术对虚拟现实中的各种对象进行虚拟建模，以达到虚拟现实的效果。虚拟三维背景图像生成前，使用该软件来模拟三维场景中的虚拟对象。通过计算机辅助设计软件，生产人员可以对象建模，并通过该软件采用渲染技术对物体进行准确的几何描述，不仅具有真实的物体形态，而且在光线、形状、纹理等方面都非常逼真。

（2）跟踪电视摄像机的机位。当前主要采用机械传感器法和图形识别法两种方法处理摄像机的跟踪技术。图形模式识别系统主要对来自摄像机的视频信号进行图形识别处理，通过图像变化对摄像机的位置进行判断，并通过超声波、红外等信号装置准确地测量摄像机的精确位置和位移。而机械传感方法是获取机械系统相关的成像系统，利用傳感器、电子机械传感器在本系统中通过摄像机对摄像机参数进行预测得到设备。

（3）虚拟背景生成。一个三维虚拟场景，如果处理和再生背景图像序列的话，需要大量的计算工作。所以利用虚拟背景下的广播，无论是图像合成还是彩色键控都可以在实时跟踪中完成，而且能够保证广播的图像质量。

（4）虚拟图像的合成。在合成之前，首先要提取人物图像的前景图像，可以利用传统的图像检索技术提取出蓝色背景和图像。因为最终的3D背景要结合前景图像，所以必须考虑到前景图像的深度信息。深度是指每个像素的背景和前景表现的相机。因此，合成也可以成为一种深合成（Z混合）。当场景的深度值小于背景的深度值时，前景图像被输出。

4 结语

虚拟现实是现阶段多媒体技术应用中的一项新型技术，同时也是多媒体的发展趋势，虚拟现实技术的应用也是多媒体技术发展的里程碑。当前，我国的虚拟现实技术依然处于初级阶段，尽管其具有巨大的应用前景，但是依然受到诸多问题的影响，难以进一步发展。因此，加强虚拟现实技术的创新发展是我们以后需要共同研讨的主题。

参考文献：

[1] 杨绍先，等.摄影技术与艺术基础[M].高等教育出版社，2011.

[2] 陈长虎.基于VRML的多媒体CAI课件的新发展[J].中国现代教育装备，2010.