虛擬現(xiàn)實與藝術設計

虛擬現(xiàn)實藝術設計2023年5月17日唐好選第一頁，共二十六頁。起源于哲學思維濫觴于藝術創(chuàng)作落實到技術實踐序言—關于虛擬的認識第二頁，共二十六頁。提綱虛擬現(xiàn)實技術數(shù)字媒體技術虛擬現(xiàn)實技術相關研究關于博士點的相關研究設想第三頁，共二十六頁。VR定義：VirtualReality從計算機技術視角看-互動環(huán)境VR一般定義為由軟件、硬件和參與者共同組成的一個人機環(huán)境系統(tǒng)參與者可以多感覺與計算機產生的三維世界進行交互作用第四頁，共二十六頁。VR定義：VirtualReality從人的心理經驗上看-強調參與者的感受VR是表示人在某種虛擬環(huán)境中的在場感覺(Presence)遠距離在場感覺(telepresence)(如遠距離控制或操作)VR的關鍵是人的在場感覺和經驗，而不是計算機軟硬件技術第五頁，共二十六頁。VR的基本特征VR具有3I特征交互（Interaction）沉浸（immersion）想象（Imagination）就共享式虛擬環(huán)境系統(tǒng)，體現(xiàn)可交互性是重點；而對于沉浸式虛擬環(huán)境系統(tǒng)，所強調的是其沉浸特征（可進入性）；無論哪種應用，想象力都是不可缺少的第六頁，共二十六頁。虛擬界與現(xiàn)實界的相互關系從內容角度看，虛擬界的各類信息既可來自對現(xiàn)實界真實實體的觀察、統(tǒng)計和計算，又可通過想象、設計、規(guī)劃等方法構建，可插入某種藝術的構想從相互作用角度看，現(xiàn)實界的需求推動虛擬界的向前發(fā)展，虛擬界的演化重構著現(xiàn)實界第七頁，共二十六頁。虛擬現(xiàn)實技術的應用和發(fā)展前景科學可視化-虛擬風洞設計與規(guī)劃-建筑設計和外觀規(guī)劃教育、培訓、娛樂和藝術虛擬教室、虛擬音樂、虛擬博物館、虛擬畫廊、虛擬演員、虛擬游戲醫(yī)療-解剖學和病理學教學、外科手術訓練和規(guī)劃軍事、航空和航天-虛擬戰(zhàn)場、宇航員訓練系統(tǒng)等心理實驗平臺-生成物理上不能實現(xiàn)的刺激環(huán)境制造業(yè)-設計產品并完成產品的測試第八頁，共二十六頁。虛擬現(xiàn)實藝術設計的主要特點身臨其境性交互性直觀性協(xié)作性虛擬現(xiàn)實性第九頁，共二十六頁。媒體技術媒體包含兩層含義一是指信息的物理載體另一層含義是指信息的表現(xiàn)形式（或者說傳播形式），如文字、聲音、圖像、動畫等媒體技術領域主要研究各類媒體的數(shù)字表現(xiàn)形式和展示方式藝術元素在數(shù)字媒體藝術作品中的應用主要體現(xiàn)在界面設計上，利用電腦進行藝術創(chuàng)作，需要的不僅是技術（建模技術），還離不開藝術，離不開藝術元素的表達第十頁，共二十六頁。媒體技術新動向2005年4月“數(shù)字媒體處理及數(shù)字博物館技術”研討班數(shù)字化文化遺產保護虛擬現(xiàn)實在醫(yī)學中的應用三維模型的重建與處理虛擬展示技術與虛擬人數(shù)字水印虛擬現(xiàn)實在數(shù)字娛樂中的應用數(shù)字博物館與文物修復數(shù)字視頻編碼進展動畫作品創(chuàng)作技巧第十一頁，共二十六頁。虛擬現(xiàn)實技術相關研究計算機圖形學的研究自然景觀模擬不定形自然形態(tài)的圖形學建模虛擬現(xiàn)實方面的研究虛擬機器人控制虛擬手及人體虛擬漫游系統(tǒng)虛擬戰(zhàn)場第十二頁，共二十六頁。關于數(shù)字媒體藝術博士點的相關研究設想三維形體造型及建模技術研究文化展示方式研究（虛擬/數(shù)字博物館）動畫技術研究（包括場景藝術特效制作和卡通動畫）基于故事情節(jié)的場景驅動研究第十三頁，共二十六頁。三維模型的表示幾何形狀表示體表示法（Voxel）CSG樹表示法(構造立體幾何法)邊界表示法（隱式曲面表示、參數(shù)曲面表示、細分曲面表示、多邊形網(wǎng)格表示和點集曲面表示）紋理屬性表示（顏色、光澤度和透明度）雙向反射函數(shù)（BRDF）、紋理映射（TM）、凹凸紋理映射（BTM）和雙向紋理函數(shù)（BTF）、交互式紋理造型以多邊形網(wǎng)格模型為代表的三維數(shù)字信號，包含幾何和拓撲，是繼聲音、圖像和視頻后被公認的第四代媒體數(shù)據(jù)類型基于圖像的建模第十四頁，共二十六頁。基于圖像的建模技術通過多幅深度圖像重建模型-基于深度圖像序列的建模通過多幅照片生成物體的可見外殼-基于立體視覺的建?；陉幱暗捏w建模基于光線跟蹤的三維造型基于拓撲結構的三維造型基于圖像的紋理映射第十五頁，共二十六頁。虛擬博物館的目的文化保存利用虛擬現(xiàn)實技術將文化素材數(shù)字化，并與相關資料庫結合時下文化資料的永久保存學術研究將數(shù)字化后的文化素材放在互聯(lián)網(wǎng)上，可供查閱欣賞及學術研究文物鑒別利用虛擬的文物模型可進行文物鑒別第十六頁，共二十六頁。虛擬博物館的應用藏品的數(shù)字化保護數(shù)字水印空域水印算法頻域水印算法生理模型算法（HVS和HAS）三維模型數(shù)字水印算法第十七頁，共二十六頁。虛擬博物館的應用數(shù)字考古技術文物修復古人類面貌的復原文物鑒定第十八頁，共二十六頁。動畫技術動畫是一種具有多種可能性的，具有技術和藝術雙重性質的手段真實感繪制需要形象的真實感和運動的真實感，遵循真實世界的物理規(guī)律非真實感繪制（藝術繪制）受設計者個人設計思想的影響對動畫運動進行充分的控制，使其能夠滿足人們的意愿和想象，不必關心背后的物理規(guī)律第十九頁，共二十六頁。動畫技術彈性物體的變形模擬-(例如樹木動畫)樹模型風力模型基于物理的變形計算第二十頁，共二十六頁。動畫技術流體運動模擬（煙霧、火焰、氣泡、波浪、爆炸等現(xiàn)象的模擬）真實感流體非真實感流體（自然界中不存在的現(xiàn)象，又稱為藝術流動）群體動畫技術（作戰(zhàn)的軍隊、成群的飛蟲）群體行為控制技術自主角色的自身控制技術第二十一頁，共二十六頁。動畫技術非真實感繪制（NPR）-用于電腦藝術和電影媒體的整合三維卡通色彩風格繪制三維模型輪廓線繪制多邊形網(wǎng)格模型輪廓線繪制光滑表面模型輪廓線繪制第二十二頁，共二十六頁。動畫技術研究思路和方向-細節(jié)策略-加速策略-控制策略第二十三頁，共二十六頁。動畫技術實例-虛擬環(huán)境下的人體動畫相關研究熱點人體動畫算法逆運動學算法,運動插值等運動捕捉運動編輯,運動連接,運動混合特定行為仿真某項任務驅動人體動作變換,形成完整的動畫序列(如跳舞,漫游等)第二十四頁，共二十六頁。基于故事情節(jié)的場景驅動研究思路分析場景的基本構成并創(chuàng)建場景中的各類模型研究模型的動畫算法根據(jù)具體的故事情節(jié)組合并展示場景效果實驗以“金上京”虛擬博物館研究為契機，以歷史故事驅動，再現(xiàn)歷史事件第二十五頁，共二十六頁。內容總結虛擬現(xiàn)實藝術設計。從人的心理經驗上看-強調參與者的感受。遠距離在場感覺(telepresence)(如遠距離控制或操作)。VR的關鍵是人的在場感覺和經驗，而不是計算機軟硬件技術。而對于沉浸式虛擬環(huán)境系統(tǒng)，所強調的是其沉浸特征（可進入性）。設計與規(guī)劃-建筑設計和外觀規(guī)劃。媒體技術領域主要研究各類媒體的數(shù)字表現(xiàn)形式和展示方式。2005年4月“數(shù)字媒