攝影技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)與開發(fā)

宋南

摘 要：近年來，應(yīng)國內(nèi)教育系統(tǒng)的要求，虛擬實(shí)驗(yàn)在我國的應(yīng)用逐漸增多，許多高校紛紛響應(yīng)，普遍開設(shè)了相應(yīng)的課程，進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)科學(xué)地引用到攝影建設(shè)平臺，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并為其提供適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境及設(shè)備資源，保障學(xué)生獲取知識學(xué)問及相關(guān)技術(shù)的高質(zhì)量性。因此，對于攝影技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)與研發(fā)是一項(xiàng)重要的工作，本文就針對虛擬實(shí)驗(yàn)平臺在攝影技術(shù)課程上的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的討論。

關(guān)鍵詞：攝影技術(shù)；虛擬實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)

中圖分類號：TB89 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2017）07-0040-02

Abstract：In recent years， according to the requirements of the domestic education system， the application of virtual experiment in our country has gradually increased. Many colleges and universities have responded. They have opened corresponding courses and carried out related technical training. The virtual reality technology reference to the photography platform， can greatly improve the students' interest in learning， and learning environment and equipment resources suitable for the high quality of security for students to acquire knowledge and related technology. Therefore， the design and development of the network virtual experiment platform for photography technology is an important work. This paper discusses the application of virtual experiment platform in photography technology course.

Key Words：photography technology； virtual experiment； design

在這個(gè)信息化的時(shí)代里，許多數(shù)碼產(chǎn)品開始進(jìn)入到人們生活及工作中，并扮演重要的角色。相機(jī)的使用在近些年來更是屢見不鮮，其給人們的生活工作帶來了許多正面的能量，使一些工作告別繁瑣，走向便捷，也方便了大眾的生活?yuàn)蕵贰Ｔ诮逃矫妫瑢W(xué)會如何使用相機(jī)也成為當(dāng)代大學(xué)生的一門必修課程，于是很多高等院校一一開設(shè)了攝影技術(shù)這門課程。我們說，攝影技術(shù)作為一門專業(yè)性和藝術(shù)性極強(qiáng)的課程，必然是需要一些良好的設(shè)備作為學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，然而，現(xiàn)階段對于高等院校來說專門為一門課購置設(shè)備的資金必然是有限的，在這種情況下，將網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺應(yīng)用于該課程的教學(xué)中是再合適不過了，本文將就虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的概念及其建立展開討論。

1虛擬實(shí)驗(yàn)的簡要概況

虛擬實(shí)驗(yàn)，其實(shí)在我們?nèi)粘Ｉ钪兴呛苋菀妆话l(fā)現(xiàn)的，就是現(xiàn)階段十分流行的VR。簡單地說，這種虛擬實(shí)驗(yàn)就是利用一些特定的技術(shù)，讓實(shí)驗(yàn)的操作及結(jié)果真實(shí)逼真地呈現(xiàn)在電腦上，從而取代傳統(tǒng)的“去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)”的方法。虛擬實(shí)驗(yàn)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，將一般知識以獨(dú)特的形式展現(xiàn)出來，且具有較強(qiáng)的三維效果，增大了學(xué)者的學(xué)識獲取量和學(xué)習(xí)效率，提高對學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量及技術(shù)傳授質(zhì)量。此外，虛擬實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程傳控，學(xué)生即使不在同一地域空間，也能接受相同質(zhì)量的教學(xué)輔導(dǎo)。現(xiàn)階段，虛擬實(shí)驗(yàn)在國外已經(jīng)廣泛地運(yùn)用到了教育中，一些發(fā)展中國家也漸漸增加對此技術(shù)的重視度，在我國，虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)也正在普及，許多高校根據(jù)自身的發(fā)展前景以及專業(yè)需求建立相應(yīng)的技術(shù)平臺，這極大地促進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)在我國教育方面的普及。

1.1虛擬實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

虛擬實(shí)驗(yàn)作為一個(gè)新潮的科技，在目前看來是有諸多好處的。在這里我們只提兩大點(diǎn)：第一，虛擬實(shí)驗(yàn)的使用會在很大程度上減小高校的壓力，無論是在校用資費(fèi)上還是在場地上，都得到了很大程度的緩解。學(xué)校除了日常撥給課題組的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)外，大量器材的購置費(fèi)用也被節(jié)約了下來，另外，實(shí)驗(yàn)室的占地問題也迎刃而解，且減小了實(shí)驗(yàn)器具的損壞率，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程高質(zhì)量進(jìn)行打下基礎(chǔ)；第二，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺給人們提供了一個(gè)條件適宜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并營造技術(shù)氛圍，它不受時(shí)間和空間的限制，因此方便各個(gè)區(qū)域的學(xué)生進(jìn)行技術(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)，并且不存在危險(xiǎn)性，無論是教授亦或是學(xué)生，都可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)去使用它。虛擬實(shí)驗(yàn)既方便教師教學(xué)，也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)知識的效率，是高校教學(xué)一項(xiàng)重要的授課措施。

1.2建立攝影技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺重要性

攝影技術(shù)對于任何專業(yè)來說，都無疑是一門富有專業(yè)性和藝術(shù)性的課程，對于學(xué)生來說學(xué)習(xí)這個(gè)課程是很重要的，而要想學(xué)好當(dāng)然需要不斷地反復(fù)地練習(xí)。然而，現(xiàn)在的情況是高校根本負(fù)擔(dān)不起學(xué)生的“要求”。現(xiàn)在很多高校在開設(shè)這門課程的時(shí)候連設(shè)備都沒有被齊全，這樣就去教授學(xué)生是對學(xué)生的不負(fù)責(zé)任，對攝影技術(shù)這門課程的不尊重。情況稍好點(diǎn)兒的學(xué)校會有自己的設(shè)備，然而也只是上課的時(shí)候拿出來讓同學(xué)們觀賞一下，用當(dāng)下的流行詞來說就是“曬”一下。

當(dāng)然對于上述現(xiàn)象我們應(yīng)該抱有理解的態(tài)度，畢竟購置專業(yè)的攝影設(shè)備需要很大一本資金，不是每一個(gè)學(xué)校都能承擔(dān)的起的。再說一下上面我們提到的“曬”設(shè)備的情況，則是因?yàn)閷I(yè)設(shè)備的維護(hù)也是需要一批經(jīng)費(fèi)的，學(xué)校在不能在不確保學(xué)生能夠正常使用的情況下，怎么放任學(xué)生去“練習(xí)”，更何況大量的使用也會導(dǎo)致設(shè)備壽命的縮短。

綜合上面的種種情況，現(xiàn)階段我們急需要一項(xiàng)研究成果來替代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。虛擬平臺它可以借助電子技術(shù)將實(shí)驗(yàn)過程和仿真結(jié)果真實(shí)的呈現(xiàn)出來，通過這項(xiàng)技術(shù)，學(xué)生可以更好地去練習(xí)，從而得到真正的實(shí)踐，對學(xué)校來說這再好不過，不但培養(yǎng)了人才，還節(jié)省了購置設(shè)備所需的資金和放置設(shè)備的空間。

2攝影技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺的建立

2.1實(shí)驗(yàn)場景模型的建立

在創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)場景模型的時(shí)候，我們需要對攝像機(jī)和攝影機(jī)的零件分開創(chuàng)建，在創(chuàng)建過程中要注意標(biāo)注名稱，并且零件的名稱一定要是真實(shí)的，它與現(xiàn)實(shí)中的攝像機(jī)和攝影機(jī)是不同的。同時(shí)我們在建立模型的時(shí)候還需要關(guān)注這兩個(gè)模型之間的交互功能。此外，模型的建立一定要嚴(yán)格遵守“使用最少面”的原則，要在保證模型真實(shí)程度的同時(shí)使用盡量少的面。

在進(jìn)行多媒體教室模型創(chuàng)建時(shí)，是對攝影實(shí)驗(yàn)室內(nèi)環(huán)境的構(gòu)建，學(xué)者需要在多媒體教室內(nèi)完成調(diào)節(jié)焦距和光圈快門兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，此環(huán)境要做到極高的逼真度，才能使學(xué)者全身心的投入到教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生的技術(shù)潛能，并大大提高其學(xué)習(xí)興趣與活動(dòng)參與力。多媒體內(nèi)的物質(zhì)擺設(shè)等不需要出現(xiàn)交互，所以不必獨(dú)立創(chuàng)建。在模型構(gòu)建的過程中，要充分考慮到如何縮短烘焙渲染時(shí)間，盡量減少場景中的模型數(shù)量，從簡避繁，使環(huán)境創(chuàng)建更加合理有效。一些模型可以直接用貼圖代替，這樣在不影響整體布局的同時(shí)，增加了環(huán)境的真實(shí)性。

相應(yīng)的，在進(jìn)行室外環(huán)境實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)建時(shí)，如虛擬校園模型創(chuàng)建，一般不以校園漫游為主要的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模灾皇菃畏矫娴貙?shí)現(xiàn)對校園部分場景的構(gòu)建。若進(jìn)行校園漫游設(shè)計(jì)，則需要投入更多的技術(shù)與實(shí)踐，滿足對校園整體模型的構(gòu)建需求。在進(jìn)行校園素材紋理采集的工作中，要對校園里模型相應(yīng)的物件、建筑等進(jìn)行多角度拍攝，以作具體的參考材料，同時(shí)，圖片還可以用以貼圖形式的模式構(gòu)建素材。此外，還要對校園建筑物等進(jìn)行實(shí)地測量，以保證模型構(gòu)建的真實(shí)性，在這一過程中，可以發(fā)揮CAD文件的重要作用，這樣既保障了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，又提高了模型構(gòu)建的效率。最后創(chuàng)建簡模，以節(jié)約系統(tǒng)資源，提高利用率，獲取更高的建模效益。

2.2實(shí)驗(yàn)場景模型的優(yōu)化

要想要實(shí)驗(yàn)場景模型能長久地被使用下去就需要不斷地優(yōu)化更新，而對于我們這個(gè)虛擬平臺來說，它更新的方向必然是高真實(shí)性以及高效性。對此我們具體可以向三個(gè)方向靠近：第一，盡量做簡模。這樣可以優(yōu)化系統(tǒng)空間，節(jié)約資源占地，提高簡模運(yùn)行效率，適當(dāng)?shù)販p少場景面數(shù)，節(jié)約文件容量，同時(shí)縮短了工作時(shí)間，提高了工作質(zhì)量，令模型創(chuàng)建的質(zhì)量有基礎(chǔ)保障；第二，減少模型數(shù)量。模型數(shù)量的多少決定工作量的大小，適當(dāng)?shù)販p少模型數(shù)量，可以減少后期烘焙時(shí)間，提高工程運(yùn)行速度，使建模工作簡約而精致；第三，在建模過程中盡量使用三角面，且要是等邊三角形。等邊三角形所形成的曲面較為光滑，不會出現(xiàn)鋸齒、紋理模糊的現(xiàn)象，且有利于實(shí)時(shí)渲染，使工作更加有效，模型質(zhì)量更高。

前兩點(diǎn)都是為了減少面的使用，提高系統(tǒng)工作效率，第三點(diǎn)是利用等邊三角形構(gòu)成曲面更加的光滑的作用，使圖像呈現(xiàn)更加清晰有效。

2.3實(shí)驗(yàn)場景的烘焙

烘焙就是利用燈光效果，經(jīng)過特殊處理后導(dǎo)入VRP編輯器中，從而得到一個(gè)具有仿真光影效果的過程。在烘焙過程中，我們需要注意，使用的貼畫一定要是合適大小的，在一定程度上大的貼畫可以是紋理更加清晰，然而大的貼畫也會降低渲染的速度，甚至還會出現(xiàn)內(nèi)存不足的現(xiàn)象。

2.4相機(jī)模型庫的實(shí)現(xiàn)

相機(jī)模型庫也是一個(gè)重要的部分，它需要包含當(dāng)下市面上常用的專業(yè)設(shè)備，以此來滿足學(xué)生和老師上課的需求。并且我們還需要將每一款相機(jī)的型號及相關(guān)參數(shù)均表明置于虛擬平臺之上。做好知識引導(dǎo)工作，為其營造良好的學(xué)習(xí)、授課環(huán)境，以方便同學(xué)們隨時(shí)查閱，達(dá)到高效率學(xué)習(xí)。

2.5實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的整合

當(dāng)所有工作都做完之后，我們需要一個(gè)界面來對各個(gè)模塊進(jìn)行統(tǒng)一地整合，就如零散的拼圖整合在同一個(gè)體系中，每個(gè)構(gòu)建完成的模型都需要進(jìn)行合理的整合工作。這樣可以方便日后的查找使用，在不影響整體效果和質(zhì)量的前提下，要考慮除去某些模塊，以保障模型精簡有序。此外，還需要在首頁添加使用說明，這樣就更加方便了學(xué)生與教師的使用，使學(xué)習(xí)更加便捷高效，同時(shí)為學(xué)生和教師創(chuàng)造有效的學(xué)習(xí)和教學(xué)途徑。

3結(jié)語

由于攝影技術(shù)的專業(yè)性，它對設(shè)備的要求就會很高，由于各項(xiàng)因素的限制，我們不可能給每一個(gè)學(xué)生都配上一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)的單反，但若想要學(xué)生學(xué)有所成，掌握并精通一定的攝影技術(shù)，那虛擬平臺便會一直被沿用下去。當(dāng)然我們也需要在使用的過程不斷地完善VR技術(shù)，提高其技術(shù)使用價(jià)值，對高層技術(shù)學(xué)問進(jìn)一步做出研發(fā)并普及，從而令學(xué)者體驗(yàn)更加優(yōu)質(zhì)、真實(shí)、節(jié)約的視覺盛宴，獲取更高質(zhì)量的技術(shù)學(xué)識。如今攝影技術(shù)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺得到了普遍關(guān)注，但是在國內(nèi)其技術(shù)的設(shè)計(jì)與研發(fā)仍然存在一些待解決的問題，在一定程度上阻礙其更高層次地發(fā)展與進(jìn)步。在相關(guān)問題得到解決后，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺必將創(chuàng)造技術(shù)新峰，高校攝影技術(shù)會得到質(zhì)的提升，其教學(xué)質(zhì)量也會取得更高的進(jìn)步。技術(shù)的研發(fā)是永無止境的，作為新時(shí)代的學(xué)者要積極參與研發(fā)活動(dòng)，為更高更遠(yuǎn)的技術(shù)跨越做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱萬俠. 攝影技術(shù).網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D].華中師范大學(xué)， 2011.

[2]邸志宏.基于VR-Platform平臺的虛擬校園漫游系統(tǒng)[J]. 晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012， （04）：58-60.