面向廣告空間策劃的虛擬交互實驗平臺

丁建浩， 王毅剛， 過 山

（杭州電子科技大學人文藝術與數字媒體學院，杭州310018）

0 引 言

目前廣告學專業的教學主要以理論授課，策劃案設計與制作為主，其教學專業體系和教學實踐等環節還存在很多問題［1-2］。互動情景布置費用高昂，且容易受到時間和空間的限制，所設計的策劃案以文字、圖像為主，停留在主觀2D效果中［3］，策劃案與實際廣告展示設計之間存在較大差距。效果圖的制作通常需要專業軟件，對軟件操作的專業性要求較高，中途對文案策劃內容的修改，無法進行交互操作，且無法實時呈現效果。如何將虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術與傳播策劃廣告學教學進行有機結合，是該類課程進行實驗教學的重要研究課題［4-5］。

基于VR的廣告空間設計依賴于VR的交互性、沉浸感和想象，在全面分析產品和受眾的基礎上，利用現代科技元素，隨時隨地利用VR設備進行廣告體驗，豐富廣告的設計畫面［6］。在VR環境中進行廣告展示與虛擬體驗［7］，能夠高效、低成本、直觀化的展現企業形象，加深學生對知識點的理解。

1 實驗平臺

1.1 設計思路

虛擬實驗展示平臺靈活的交互性，能提高學生主動地參與實驗的積極性，增強學生的體驗感［8］。學生可以在三維空間中隨意行走，實現即時、動態地顯示學生所在場景位置和方向。對空間中壁紙、地面進行更改材質，根據自己喜好添加并隨意擺放展示模型（例如投影、聯動屏幕，廣告位），能夠任意拖動、旋轉、改變尺寸大小。

在本實驗平臺上能夠完成相關課程既定的基礎性和設計性實驗。結合VR技術，通過視頻動畫給學生營造非常有趣的廣告體驗。廣告所展現的內容與虛擬場景融為一體，學生在進行VR體驗時，不自覺地瀏覽廣告并留下較深的印象。

1.2 硬件交互體驗平臺

本平臺的數字體驗硬件由頭部跟蹤系統（紅外攝像頭和跟蹤服務器），網絡設備、背投影機、顯示屏幕、三維鼠標和PC機等設備組成，設備的連接方式如圖1所示。跟蹤服務器通過數據線與紅外攝像頭相連，紅外攝像頭跟蹤標識點，將標識點的位置信息傳送給跟蹤服務器，跟蹤服務器將處理后的位置信息通過網絡傳送給控制臺，控制臺再將這些處理信息發送給渲染器，渲染器就能渲染正確的圖像。控制臺作為虛擬現實外圍網絡（Virtual Reality Peripheral Network，VRPN）的服務器，渲染器作為VRPN的客戶端，兩者之間通過網絡進行數據傳輸，渲染器使用開放場景圖（Open Scene Graph，OSG）渲染引擎來渲染場景。學生通過三維鼠標與渲染場景進行交互。

圖1 數字體驗硬件平臺架構

1.3 虛擬交互軟件平臺

1.3.1 系統架構

目前，很多虛擬實驗平臺是基于國外的商業軟件實現，如LabVIEW［9］、Virtools［10］等。本虛擬交互實驗設計平臺底層基于VR開放引擎OSG自主研發，已經應用在虛擬工廠規劃［11］、家居設計［12］和軍工［13］等領域。通過虛擬化技術遠程訪問服務器端的三維模型和材質庫進行實驗，學生選擇模型直接用鼠標拖動到場景中，快速構建三維虛擬場景。三維模型數據采用二進制壓縮技術，確保下載速度。三維模型通過三維建模軟件構建，利用三維模型庫管理導入平臺。平臺支持一列的交互操作，如模型的移動、縮放、旋轉，材質的替換、燈光及相機等交互操作，整體架構如圖2所示。

圖2 交互平臺系統架構

1.3.2 交互操作實現原理

本實驗平臺采用OSG對場景進行組織和管理，它用層次結構來表示場景，場景中的結點是構成場景圖的基本單元［14］。

為被操作對象設置矩陣變換（MatrixTransform）父節點，通過改變這個父節點的變換矩陣值，實現三維模型的平移、旋轉、縮放。所有節點訪問器都訪問當前節點路徑，節點路徑本質上是從根節點到當前節點的所有節點總和。得到節點路徑實例后，使用OSG的computeWorldToLocal（osg：：NodePath）方法來獲取表達節點世界坐標的矩陣。

OSG中場景視點的交互操作主要依賴于其核心管理器Viewer，其用來響應視點漫游時的場景變化。實現過程包括一系列的矩陣控制器（MatrixManipulator），其本質是通過場景中各節點的世界坐標矩陣來改變相機位置，如“Drive”“Trackball”“Fly”等交互操作都繼承該類。在場景實時渲染時，其核心是“handle”方法，該方法檢查并響應選中的GUI事件，在每一個“FRAME”事件中，設置相機位置矩陣值為transformAccumulator矩陣的值，最后更新回調函數以獲得該節點之前所有節點的矩陣和。

2 實驗案例

2.1 實驗要求

通過前期廣告展示文案設計及學生具體需求，要求學生事先對企業室內廣告布展方案進行設計策。結合廣告學、學生心理學和美學設計，完成每個版面的內容策劃，在本實驗平臺上進行廣告空間的快速三維構建，形成可預覽、體驗的虛擬三維廣告空間。

2.2 交互操作主要步驟

步驟1繪制或設置墻體參數。可以直接通過參數設置生成標準的三維室內空間。或者以平面布局圖為背景，在背景圖上沿著墻體邊界勾勒，生成三維空間，系統自動顯示墻體長度和生成面積。墻體空間生成以后，得到對應尺寸的三維空間，按住鼠標左鍵進行三維空間的瀏覽操作。

步驟2根據策劃的展示內容，在設計平臺上完成廣告道具、裝飾物品的選擇和擺放。如圖3所示，打開模型庫，用鼠標向三維空間拖拽裝飾植物。

圖3 用鼠標向三維空間中拖拽植物

步驟3替換貼圖。材質編輯功能可以對系統生成或導入的室內空間和家具進行材質編輯，選中貼圖庫中的圖片，將其拖拽到三維模型上即可，如圖4所示。在貼圖替換中，注意要設置貼圖的重復度設置，不能過密或過疏。

圖4 從貼圖庫拖拽圖片替換模型貼圖

步驟4二維視圖下的位置擺放。在廣告室內空間擺放物品時，可以切換到二維視圖下快速移動物體。系統存儲了對應三維模型在頂視圖下的線框圖，能快速提高交互操作的響應速度。

步驟5在平臺上完成燈光的布置。通過燈光特效如光斑設置，在墻體上設置特殊的光效，如射燈效果，可以調整燈光的位置、顏色、方向等。如圖5燈光明暗參數調整。

圖5 燈光明暗參數調整面板

步驟6根據展示內容的需求，在虛擬展示平臺上完成推廣內容的設計。用鼠標左鍵選中場景中的任何物品，進行拖放，調整位置、角度、比例等操作，如圖6所示，柱子的擺放，紅色線框表示選中的物體。

圖6 三維場景柱子的擺放

步驟7照相機設置。點擊菜單欄上“相機”按鈕就可以添加相機。在二維視圖下用鼠標左鍵點擊相機圖標，然后通過鼠標左鍵拖動來設置相機位置。相機的朝向是通過菜單欄上“相機／逆向旋轉90°”和“相機／正向旋轉90°”按鈕來控制。通過控制視點，可以從任意角度觀看擺放效果。視圖的切換操作也可以通過視圖區左上角的“眼睛”按鈕圖標來切換，如圖7右下角所示，漫游操作面板。

圖7 虛擬場景漫游操作

3 實驗考核

根據所設定的廣告展示內容，完成一個具有“身臨其境”的三維虛擬形象空間陳列設計，并根據體驗評價的實驗得分，生成一份廣告展示策劃、設計策劃及效果評價報告。

傳播策劃或設計類課程的考核評分往往帶有主觀性［15］。具體評價內容表現在兩方面：

（1）設計功能方面的評價。良好的形態與空間位置及良好的模型尺度、便捷的設施功能，能夠節省空間：合理的工程設置與空間劃分，合理的采光與照明，模型設施的合理搭配。

（2）視覺審美方面的評價。企業品牌理念的整體識別性、輕松美觀的空間形態，協調的色彩與材質關系，統一的風格與格調，新穎的形式。

本實驗課結合學科專業特點，針對具體的呈現內容設計了評分標準見表1。學生之間進行相互打分，最后取平均分。

表1 實驗評分標準表

4 結 語

企業形象廣告空間傳播策劃的虛擬仿真實驗平臺除了革新傳播類實驗教學手段之外，還可以作為各類文案主題策劃和制作展示的依托平臺。本文探索了在廣告傳播策劃，場景設計展現手段的多樣性，使學生形成互助合作的興趣小組，提高學生專業綜合能力和課題研究能力。平臺充分體現了所思即所見的特色，具有很強的交互娛樂性，可以延伸拓展藝術設計專業的實驗教學。

后續補充更多的三維模型資源庫，集成更加先進的VR交互設備進行交互體驗操作［16］，在仿真效果及交互操作上進一步優化。