媒體融合環境下虛擬現實技術在交互式影像中的應用

李佳皓 路越

摘? 要：隨著新媒體時代的發展，交互式影像逐漸成為影像的一種新型的表達方式。虛擬現實技術作為一種注重人機交互的現代新興技術，其高度的沉浸感和交互式操作，為交互式影像提供了新的技術實現手段。文章研究并闡述了虛擬現實技術應用到交互式影像的關鍵技術，并依據經典影像的場景，建立了匹配影像場景的虛擬現實交互式場景。

關鍵詞：融媒體;虛擬現實技術;交互式影像;跨學科

中圖分類號：TP391.9? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）04-0008-04

Abstract： With the development of new media， interactive video has gradually become a new way of video expression. Virtual reality technology， as a new modern technology which pays attention to human-computer interaction， has a high immersion and interactive operation， which provides a new technical means for interactive video. This paper studied the key technology of virtual reality applied to interactive image， and according to the scene of classic video， established a virtual reality interactive scene matching the video.

Keywords： fusion media; virtual reality technology; interactive video; interdisciplinary

交互式影像（Interactive Video）是一種觀眾參與到影像中，通過觀眾的互動決定劇情走向、體驗影像展示的場景的新型影像表現方式。交互式影像打破了傳統影像的敘事模式，觀眾并不局限于被動的接受[1]，而是作為主角進入到影像之中。隨著技術的不斷進步，交互式、沉浸感是新媒體營造觀眾更高體驗的重要目標。虛擬現實技術（Virtual Reality）是一種計算機仿真技術，可以通過虛擬仿真，借助硬件的體驗設備，實現高沉浸、交互性的虛擬體驗。“交互性”是新媒體區別于傳統媒體形式的重要特征。人機交互是新媒體數字化領域的發展趨勢。隨著以計算機技術為載體的第三代電影興起，“數字交互式電影”成為電影的發展方向。虛擬現實技術的應用，是交互式影像發展的重要研究領域。

現階段的理論研究指出，虛擬現實技術的應用，是交互式影像實現實時交互性的重要途徑[2-3]，但這些研究大多是理論探討，即從理論角度指出VR應用到交互式影像的重要前景，并不是針對虛擬現實技術應用的實踐。從技術手段上進行虛擬現實技術的交互式影像試驗的實現，國內比較少見。本文從技術層面實現了配合影像的虛擬現實場景，并可以進行實時交互，進一步說明了虛擬現實技術在交互式影像中的應用是技術可行的，并進行了虛擬現實技術應用到交互式影像的關鍵技術探討。

1 交互式影像模式

現階段，國內外對虛擬現實技術應用到交互式影像的技術研究較少。對虛擬現實技術應用到交互式影像中觀影者的體驗感反饋以及情感體驗的研究尚屬空白。本文借鑒傳統交互式影像的模式，即在關鍵點插入體驗交互環節的方式構建虛擬現實技術應用到交互式影像的模式。通過借鑒動作冒險類電影《Lara Croft： Tomb Raider（古墓麗影）》的場景進行虛擬現實技術場景及交互性操作的創作，從技術上進行了虛擬現實技術引入交互式影像的探討。現階段交互式影像常常被定義為游戲的一個類別，但作為新媒體影像發展的必然途徑[4]，交互式影像仍然是“影像”發展的一種創新模式[5]。

1967年最早的交互式電影《Kinoautomat（自動電影）》即提供了交互式影像最初的模式探索。2014年Xbox的《可能性（Possibilia）》突破傳統的“播放-暫停-觀眾選擇-播放”模式，采用連續播放影像的方式，成為交互式影像的一種模式的創新。2019年Netflix的交互式電影《Black Mirror： Bandersnatch（黑鏡：潘達斯奈基）》進一步說明交互式影像模式是可行的。交互式影像不僅可以突破傳統影像單線程的情節，使觀眾決定多線程的影像情節走向，更可以使觀眾體驗影像的特殊環節，即進入影像的場景中，體驗影像中人物體驗的環境。交互式影像的觀影自由以及其以“人”為主體的敘事模式，是其優于傳統媒體的重要原因。

應用虛擬現實技術的交互式影像不是簡單的VR 360°影像，也區別于通常的通過計算機界面操作的交互式影像。應用虛擬現實技術的交互式影像不僅突破了計算機界面展示上的局限，更增進了交互式影像的實時交互、沉浸感，讓觀眾實際走進影像之中，是交互式影像的一次革新。

2 虛擬現實場景的建立

《Lara Croft： Tomb Raider（古墓麗影）》是西蒙·韋斯特執導的一部動作電影。電影改編自Eidos推出的同名電腦游戲《Tomb Raider》。影像中有大量需要進行交互的場景，可以引入虛擬現實的交互元素。本文以此影像為參考，根據動作冒險類電影通常的劇情設置需要以及場景環境，嘗試性建立符合此類題材的影像虛擬現實交互式場景。本文所實現的并不是影像原場景的還原，而是參考影像中需要用到的交互式環境，進行虛擬現實技術應用的實踐。Unity3D是由Unity Technologies開發的一個實時三維動畫、游戲開發、建筑可視化、虛擬仿真等類型互動內容的多平臺的綜合型開發工具。本文采用Unity3D進行場景建模及C#交互程序控制。此次場景及虛擬現實交互采用的是HTC vive的虛擬現實頭戴式顯示器以及配套的定位器、手柄等。

2.1 外部信息的導入及劇情背景的建立

《Lara Croft： Tomb Raider（古墓麗影）》是動作冒險題材類電影，此類影像通常有劇情的引入。影像劇情的引入需要設置大量的背景素材。本文采用PhotoShop制作外部信息資源，如介紹背景的日記、文字性的信息等，并使用JPG格式導入到Unity3D軟件中，設置為Sprite（2D and UI）格式，并作為Material添加到3D物體上。給物體添加剛體組件，并勾選運動學選項，使其具有物理運動屬性并便于使用虛擬現實硬件設備抓取。采用HTC Vive SteamVR Plugin插件中的throwable組件，使此類資源可以使用VR設備進行交互，即可進行抓取、觀看等操作。劇情資源建立如圖1所示。外部信息的導入應當結合影像劇情的需要，建立適合影像的虛擬現實素材，并可以考慮采用拍攝影像所使用的真實原件掃描進行素材制作。

2.2 虛擬場景建立

為配合影像劇情的環境，建立類似于影像中西伯利亞的“萬影窟”以及柬埔寨吳哥窟“光舞墓”的場景環境。參考影像取景地冰島以及柬埔寨的環境，建立虛擬場景。虛擬場景主要注重camera光效的渲染以及場景的逼真效果。冰天雪地的場景使用雪地的texture，合理的使用了Unity3D自帶的各種光源，使用Directional Light、Spot Light多種光源結合的方式進行場景雪地光效的設置，更在雪地紋理的基礎上添加了粒子系統，并添加Wind Zone效果。相機的渲染采用合適的Skybox Material、Sun Source，其中Environment Lighting的Intensity Multiplie設置為1，為確保環境視覺效果的真實性，采用Realtime的渲染計算方式。如圖2所示。場景中設置可以用手柄按鍵控制的瞬時移動點teleportpoint，觀眾可以體驗虛擬現實的場景漫游移動。

“光舞墓”環境的建模采用較為幽閉的環境，為使環境逼真，場景中不設置其它光源，采用粒子系統的火焰效果結合Point light進行場景的光源渲染。營造適合影像的逼真效果。場景如圖3、圖4所示。場景的細節采用逼真處理，例如現實中可以抓取的石頭等小物體場景中同樣可以進行抓取，場景中合理設置細節的box collider使物體的碰撞性質具有逼真效果。場景廣泛使用空物體CreateEmpty GameObject進行C#腳本的使用，包括時間控制程序、光效控制程序、場景渲染程序、物體移動程序等。

2.3 交互式操作

通過VR硬件設備進行交互式操作是虛擬現實技術應用到交互式影像的重要環節。場景使用C#程序配合Unity3D的功能設置了不同的交互操作。

圖1所示的場景中，觀眾可以實時抓取背景信息的文件，通過扣動手柄進行文件的抓取。圖5所示的場景中，觀眾可以使用設置好的道具進行動作體驗，并通過砍殺場景中的骷髏戰士模型進行交互。模型使用C#控制，采用基于RecastNavigation實現的NavMesh自動尋路系統，通過bake生成三角化的多邊形導航網格路徑地形，通過C#程序進行實時自動追蹤。采用碰撞觸發事件進行人機交互，并運用了動畫系統Animator進行模型控制。

圖6所示是沒有其它光源的地下隧洞場景。觀眾可以按照影像中探索環境的方式，觀眾可以抓取一個帶有Spot Light的手電筒，進行場景探索，體驗墓穴探秘的環境。場景中的物體具有嚴格的邏輯關系，避免出現邏輯混亂的現象。圖7所示是一個觀眾可以與影像人物一樣操作射箭的過程。觀眾可以進行同影像主人公一樣的射箭體驗。箭的生成、控制、運動均由C#程序控制，觀眾可以抓取弓箭并進行同現實中同樣的射箭操作。物體設置不同的tag并觸發不同的碰撞觸發事件。

交互式操作并非是交互式影像的全部，觀眾只在劇情需要的情況下進行交互式操作。本文采用的交互模式是觀眾主動及被動交互結合的方式。即一方面觀眾可以在無意的情況下進行交互，比如抓取環境中的物體，并沒有迎合劇情前期的設計;另一方面觀眾需要按照劇情的需要，例如完成影像中主人公需要完成的任務，進行不同的劇情選擇等進行交互。兩種交互方式結合應用，起到提高場景的沉浸感、推動影像多線敘事劇情的效果。

3 結束語

突破傳統媒體的交互式影像是新媒體發展的重要方向之一。本文通過從交互式影像的模式創新探索、虛擬現實技術應用到交互式影像的技術實現層面，進一步研究了虛擬現實技術應用到交互式影像的關鍵技術。結果表明，虛擬現實技術應用到交互式影像不僅是技術可行的，還起到了突破傳統影像的沉浸效果。虛擬現實技術可以融入影像的關鍵環節，使觀眾從被動觀看變為實際操作。通過沉浸的體驗及虛擬現實環境的構建，實現了新媒體以“人”為核心的重要價值觀。

現階段交互式影像還存在敘事不連貫、沉浸感不強等缺點。虛擬現實技術的引入可以從技術上推動概念的革新，建立新概念新模式的交互式影像。但完全還原影像的場景的建立還需要影像制作與虛擬現實技術的密切配合。虛擬現實技術是推動影像創新的重要技術，是新媒體的關鍵技術之一。隨著科技的不斷發展，VR硬件的提升以及信息傳輸速度的不斷提高，VR設備朝著小型化、普及化的方向發展，虛擬現實技術的跨學科應用日漸顯示出更廣闊的前景。探索虛擬現實技術應用到新媒體技術中，是媒體融合背景下交互式影像一種技術可行的創新突破，是影像技術創新背景下新媒體創新可以采用的重要思路，是虛擬現實技術跨學科領域的重要應用。

參考文獻：

[1]蘭健華.“互聯網+”語境下交互式電影的新出路[J].藝術科技，2017，30（08）：140+171.

[2]何圣明.基于虛擬現實技術的互動電影發展探究[J].中國傳媒科技，2019（04）：59-60.

[3]楊偉策.虛擬現實技術在電影中的應用研究[J].傳播力研究，2019，3（10）：244-245.

[4]鄧藝晨.以交互式電影為例探討未來電影的發展前景[J].新聞研究刊，2019，10（18）：115-116.

[5]柯力嘉.電影還是游戲——從三個“第一部”看交互式影片的困境和未來[J].藝術科技，2019，32（03）：111-112.