沉浸式設計體驗在虛擬現實設計中的應用

摘 要：文章通過分析虛擬現實技術的現狀，研究沉浸式虛擬設計體驗的實現，對比平面的設計與虛擬現實設計的用戶體驗差異，分析虛擬現實設計和平面設計的異同，研究虛擬現實技術中沉浸式設計的未來發展趨勢。

關鍵詞：虛擬現實設計;沉浸感;沉浸式設計;體驗

隨著虛擬現實技術的發展，我們已經可以在現實生活中聽到、看到各種獨特的視聽體驗場景，比如游樂場虛擬場景體驗、全息舞臺效果等。這些場景都是虛擬現實技術的最新應用。虛擬現實技術是一種全新的視聽技術，它的特點是可以在視覺、聽覺、體感等方面為用戶帶來全新的體驗，給人帶來全新的視聽環境，增加體驗的沉浸感，優化體驗效果。本文旨在通過分析虛擬現實設計和平面設計中的體驗，尋找不同設計方式之間的差異化表現。

一、虛擬現實設計的現狀

人類科技的發展歷程，其實就是對自身需求不斷完善的過程。科技的發展和應用，根本目的是不斷滿足人們的生活需求和精神需求，其中精神需求尤為重要。精神需求的滿足，很大程度上依賴于視聽科技的發展。

歷史上每一次科學的進步，都可以讓人類更接近未來[1]。電腦軟件設計和打印機的發明，讓傳統的手繪廣告的方法成為了歷史;電視機、投影儀的出現，意味著人類可以通過影像來了解編輯好的故事、事件并與之產生共鳴。我們的顯示器擁有越來越高的屏幕分辨率，盡管我們現在還不能像科幻電影中一樣，憑借設備把自己送進和現實世界沒有差別的虛擬世界中，但是數字媒體技術依然能帶來更多真實的體驗。但是，人們并不滿足于一成不變的信息獲取方式，還在不斷尋求更加便捷且使人記憶深刻的視聽體驗。并且希望增強體驗中的參與性。虛擬現實技術就此應運而生。

實際上，虛擬現實技術是一個成套的系統，它是經由多重技術集合產生的，其中包括建模技術、動態反饋技術和傳感技術等，由計算機產生具有沉浸感的虛擬環境[2]。人們正在被越來越多的虛擬技術包圍，像電視之類的高清顯示裝置，環繞立體聲系統，虛擬拍照角度，結合了聲音視頻文本等的多媒體通信系統，以及數字化立體投影儀。跟蹤設備的使用讓數字媒體對用戶的身體動作有了更多的回應，制造出更具沉浸性的體驗。

二、虛擬現實設計中沉浸式設計體驗的實現

虛擬現實技術的三大特征是沉浸、交互和仿真[3]。所謂沉浸感其實也就是在虛擬環境中的投入感。沉浸感代表人們對虛擬環境的投入程度。

（一）虛擬現實設計的視覺系統設計

虛擬現實通常被認為是利用計算機對現實場景進行模擬，從而使得廣大的參與者能夠感受到與真實場景一致的畫面。但沉浸式體驗效果的實現，并不僅僅依賴于硬件設備，還依賴于人的視覺認知。同時，其采用專門的軟件來輔助設計效果的實現。實際上，所謂的三維立體空間，就是通過在二維空間的基礎上改變長、寬、高比例，使人們產生錯覺來實現的。

我們經常把幻覺當成真實。假如場景中存在兩條一樣的線，根據線條的位置不同，人們會自動調整視覺的前后關系，產生透視感。因此，場景設計者常常利用長寬或形狀的錯覺來設計場景，從一個移動的光點到一個符號化的景觀世界，讓我們產生立體感，空間也由此產生。

（二）虛擬現實設計中沉浸式設計的具體操作

在進行平面設計時，影響設計師發揮的因素首先是設計體驗差。如畫草圖時不能直觀地查看設計完成的效果，需要構圖、草圖、上色等一系列步驟才能得到最終效果，并且難以返回修改。虛擬設計則可以在空間中自由修改作品。另一個影響因素是操作體驗差。設計師一般是通過鍵盤、鼠標等外接設備實現設計的，這些設備在操作過程中往往不能精確捕捉設計師的動作，存在著一定的延遲或誤差。而虛擬設計往往是通過手勢就可以完成的。虛擬設計的理念，其實就是運用現今急速發展的視聽科技來輔助設計師進行藝術創作，從而得到更好的設計效果。

正如平面繪畫一樣，虛擬現實中的繪畫也是通過專用的軟件實現的。目前比較常用的有來自Google的Tilt Brush等。

在軟件中，設計師面對的是一個完全不同的浩瀚星空。這是一個全新的虛擬空間。在這個空間中存在著與之前不同的縱深感、立體感，這種感覺是在平面二維空間中無法表現出來的。紙張的限制已經不復存在，因而給了設計師更大的發揮空間。

在這個空間中，我們需要做的只有一件事情——創造。之前在平面設計軟件中的工具欄現在出現在設計師的左手上，我們可以通過手把相應的工具拖拽出來在空間中進行繪制（你可以把它理解為虛擬現實版本的Photoshop）。這并非游戲或是體驗場景，通過使用虛擬現實設備的兩個手柄來進行作畫。在這里左手的手柄會變為立方體畫板工具箱，有多種畫筆樣式、調色盤以及設置等功能可供選擇，通過手柄的圓形觸控區域來滑動操作;右手的手柄則是變為了畫筆，按壓手柄背后的按鈕即可在工具箱中選取想要的內容，值得一提的是，創作的圖形是漂浮在空中的，設計師不僅能夠畫出圖案，甚至還可以漫步其中。

首先讓測試者在電腦上進行繪圖，然后在虛擬現實中繪圖，通過測試者的反饋，我們可以看到，平面設計操作的響應時間和虛擬設計相差不大，繪制精度虛擬繪畫略高，而設計時的沉浸感體驗卻遠遠超過平面設計的方式。

在設計的過程中，設計師能夠突破傳統屏幕的限制，在全新的空間中隨意構建角色，并且能夠用最自由的方式捕捉每一根線條，塑造每一個形狀，這可以大大激發設計師的想象力和創造力。虛擬現實繪畫技術在其他領域如動畫創作或特效構建方面擁有極大的潛力，甚至在可以預見到的未來，有可能改變動畫和電影的呈現方式。

三、虛擬現實設計中沉浸式設計面臨的問題

任何新技術的發展、普及都需要一定過程，沉浸式設計體驗雖然有著光明的前景，但目前還存在著一些需要解決的問題。首先，對人來說，新技術的接受與普及需要一個過程。改變人們使用習慣是一個長期的、潛移默化的過程。人們已經習慣對著電腦打字、設計，并用鼠標完成幾乎所有的操作，因而會對戴著頭盔等虛擬設備進行工作有一定的抵觸感。并且虛擬設計的方式是隔空操作，培養全新的操作習慣也需要一定的適應過程。由于數據傳輸的需要，人們在戴頭盔的同時，在腦后拖著一根連接電腦的線纜，也是一個讓人頭疼的問題。同時，虛擬現實設備也對空間、場地有一定的要求。

四、結語

基于虛擬現實設計和平面設計的體驗對比，可以得出虛擬設計的沉浸感和設計體驗超出平面設計的結論，因此，可以說虛擬設計是未來的發展趨勢。在不遠的未來，我們也許可以將大部分時間花費在虛擬世界中。我們正站在新世界的轉折點上，如果虛擬這個詞可以等同于在網上，那么世界上三分之一的人已經在虛擬世界里生活了。打動心靈曾經依靠基于視覺的想象，如今則依靠全方位、訴諸感官的浸入式體驗。實際上，和真實世界相比，可能許多人寧可選擇虛擬世界。想想看，只需要按一下按鈕，就可以進入一個全新世界，這個世界可以按照你的想象自由塑造，你可以隨意調整自己的身高、外貌、服裝，徜徉在現實中不可能出現的美景中。虛擬現實技術是一扇全新的大門，推開這扇門，也許我們面對的是一個全新的世界。

參考文獻：

[1]李金輝.隱蔽在現實中的虛擬：虛擬現實VR視覺影像創作談[J].北京電影學院學報，2016（3）：22-27.

[2]孫略.VR、AR與電影[J].北京電影學院學報，2016（3）：13-21.

[3]趙蔚，段紅.虛擬現實軟件研究[J].計算機技術與發展，2012（2）：229-233.

作者簡介：

畢海波，鄭州成功商學院副教授。研究方向：多媒體設計、視覺傳達設計。