虛擬現實技術與數字影像技術的發展分析

許 燦

（廣州科技職業大學 廣東 廣州 510555）

1 引言

虛擬現實技術自發展以來，在各個領域中都得到了廣泛的發展和運用，尤其是工業領域以及建筑領域，攝影影像等，在得到虛擬現實技術的支持下，各項產品的技術性能得到了更好的提升，同時用戶的體驗感以及真實感都得到了明顯的提高[1]。最后，虛擬現實技術和數字影像技術如果相融合，那么虛擬現實技術可以為用戶創造出多維的虛擬環境，進而使多個用戶間的交互得以實現。

2 虛擬現實技術與數字影像技術的概念

2.1 虛擬現實技術

虛擬現實技術是現代出現的一種影像技術，這種技術能結合當前領域中最前沿先進的各種技術，并且以計算機為依托提供相關的核心支持，同時形成一個立體呈現以及逼真的試聽感受的體驗環境。虛擬現實技術是一種新型的技術，它具有多元性以及綜合性的特點，所以其發展前景以及潛力都能更加廣闊[2]。總體來講，首先虛擬現實技術的主要特點就是可以將多種不同類型的技術相結合，其次就是實體行為可以利用三維動態的視角反映出來，能夠使得現實環境和虛擬環境的交互充分的得以實現。虛擬現實技術出現的初期，在很多的領域中都能發揮出其作用，就如工業設計領域以及建設工程，攝影影像等傳統的領域。然而隨著科技技術的不斷發展，虛擬現實技術的發展也逐漸壯大起來，不論是國內還是國際上都得到了快速的發展。

2.2 數字影像技術

數字影像技術和傳統影像技術以及傳媒技術的區別就在于，數字影像技術是新時代下產生的一種新型的技術，在人們生產生活中的多種領域內都有發揮著不可忽視的作用。數字影像技術的發展最早起源于航天航空事業，隨著國內航天工業的快速發展，航天遙感攝影業也得到了蓬勃的發展，航天搖桿攝影技術主要就是對地球地理信息的獲取以及對實物空間的構成進行了解的重要手段方式，在科技技術不斷發展的推動下，數字影像技術也逐漸的取代了膠片遙感攝影技術，在實際應用中，數字影像技術中各方面的展現優勢都要高于傳統膠片遙感攝影技術[3]。近些年數字影像技術也在發展中逐步了做出了相關的改革創新，并且在各領域中也發揮出了重要的作用。其中應用最廣泛的就是建筑工程，測試工程以及交通規劃等等。數字影像技術主要的技術支持背景就是電子技術以及光學媒介技術，利用這一系列的技術來進行制作和記錄，同時文中所講的數字影像技術和虛擬現實技術的有效融合，給數字影像技術的發展帶來了更加廣闊的空間。

3 虛擬現實技術的應用以及優勢

當前隨著各學者的深入研究以及各種硬件技術的創新發展，給虛擬現實技術的持續發展提供了重要的基礎。當前虛擬現實技術的主要工作就是依托計算機的技術從而將模擬現實環境實現。由于虛擬現實技術能給人們的生活帶來更多的便利，因此在學術界也得到了極大的重視，同時在生活中應用的非常廣泛，如軍事領域，航空航天技術，以及智能交通等。以下是一些相關的應用介紹。

3.1 計算機輔助設計方面

當前利用虛擬技術對計算機進行輔助工作是工作人員主要的應用方式，而且虛擬現實技術也能在開發的多種虛擬軟件中看到。就如CAD，三維建模等。經過對虛擬現實技術的有效利用為工作人員的設計方面帶來了極大的幫助，就如一些家具設計師在進行房屋設計的時候都會利用虛擬現實技術，進一步將設計師的直觀感受提高。

3.2 軍事領域

虛擬現實技術在軍事領域也得到了廣泛的應用，隨著當前科技技術發展越來越成熟，當前軍事上出現的相關問題虛擬現實技術也成了主要解決的手段方式，尤其是無人機偵查以及作戰現場的監視方面都有著極其廣泛的應用。其中應用虛擬現實技術以及無人機偵查就可以幫助偵查人員對指定的目標做檢測偵查的相關訓練，從而將自身的偵查能力進一步提高，這項技術不僅可以減少經費的使用還可以避免人員的損傷。所以說虛擬現實技術為軍事領域帶來了重要的戰略意義。

3.3 航空航天技術

隨著技術的迅速發展，在宇航員的日常訓練中虛擬現實技術也得到了實際的應用。眾所周知宇航員真實環境基本是不可能實現的，更不可能都去現實的外太空進行相關的訓練，因此模擬太空環境的訓練過程中虛擬現實技術得到了有效的利用，進而實現了虛擬環境的訓練，既節省了資金的消耗，同時還能將宇航員的專業能力提升。

3.4 智能交通管理

傳統的交通管理是需要在實際的現場進行指揮，同時工作人員也需要一些實際中發生的交通事故來逐漸的進行經驗的積累，所以也給工作造成極大的限制。這些年隨著計算機硬件技術以及計算機視覺的快速發展，智能交通管理概念在人們日益需求下也隨之產生。交通智能管理和傳統的交通管理相比，它是將傳統的人去進行指揮轉變為攝像頭以及采集設備對交通工具的車牌以及速度信息的采集和識別，再利用計算機解析成機器命令，進而將服務變得越來越智能化。但是機器也會有無法處理的情況出現，出現這種情況時可以應用虛擬現實技術再結合計算機采集識別到的信息來實現現場模擬，這樣有助于工作人員進一步的對事故做出準確的判斷，因此現實虛擬技術在智能交通管理技術中有著非常大的推動作用。

4 虛擬技術和數字媒體技術的關系

數字媒體技術和虛擬現實技術有著相輔相成的關系，前者在技術上給后者提供了很大的支持，使其得到了非常重要的保障。后者的促進下使得前者的使用方式更加的靈活，因此兩者也可以說相互促進的發展關系。現實虛擬技術需要建立在模擬的虛擬環境下，所以就需要應用到數字媒體的技術，數字媒體技術可以實現模擬環境的展示，因此數字媒體技術越高超，模擬環境就越優質[4]。數字媒體技術在虛擬現實技術的助推下得到了更加多樣化的使用，當前高校內也是利用虛擬現實技術實現了虛擬課堂教學。因此兩者是相輔相成，協同發展。

5 虛擬現實技術的發展對數字影像帶來的影響

傳統影像在經歷長期的發展過程中，由最早的黑白呈現逐漸轉變彩色呈現，再到無聲影像轉變為有聲影像，以及二維到三維空間轉變的虛擬影像，直到當前實物拍攝轉到后期計算機攝影合成的技術，該過程經歷了一系列的變革發展。當前時代下人們生活水平越來越高，傳統的二維圖像已經無法滿足人們的要求，所以也逐步追求三維立體影像的呈現方式，然而虛擬現實技術正好能為其提供相關的技術支持，實現人們去探究無線的空間維度。

傳統影像由最初的照片以及視頻影像的實現，逐步轉變為VR視頻及照片的數字影像的發展形式，其中VR影像技術需要在傳統拍攝方式上做出六個不同角度拍攝面的增加，最后利用計算機合成一張，同時VR視頻也是采用的同樣的方法，來實現三維立體視頻。由于數字影像技術開發起步晚，所以當前數字影像技術不能和其他發達國家相比，但當前也在逐漸的重視數字影像的革新發展，而且各大高校中也有建立相關的研究小組，進行虛擬現實數字影像技術的深入研究，同時隨著國家政策的推動下虛擬現實影像技術也得到了新的突破。虛擬現實技術的發展為傳統影像的發展帶來很大的推動作用，不論是場景創意還是設計構思方面都得到了很大的突破。另外虛擬環境的建模技術以及立體顯示技術，三維聲音環繞設計以及虛擬影像合成技術這些方面都實現了有效的融合發展，用戶只需要利用先進的相關設備就可以進入到虛擬環境中身臨其境的去體驗感受。

6 虛擬現實技術與未來數字影像技術的發展與融合

6.1 虛擬現實技術與未來數字影像技術的發展

同發達國家相比我國的數字影像技術開發相對晚所以發展也會顯得落后些，技術水平還不能達到完美的狀態，但是隨著時間的推移，相關的技術人員對于數字影像也開始有了新的認識，逐漸的認識到其重要性，所以相關的研究機構也專門設計了課題研究組開始深入的研究數字影像技術和虛擬現實技術，通過工作技術人員以及國家政策的支持國內的虛擬現實技術以及數字影像技術也得到了新的發展。另外該技術對于建模技術以及立體顯示技術，虛擬影像合成技術等方面的發展提供了重要的作用，通過VR設備就可以進入到虛擬的三維空間，通過虛擬的環境讓人們體驗身臨其境的感受。通過這種虛擬技術推動下，使得媒體在場景創意以及藝術設計的構思上有了質的突破。

6.2 虛擬現實技術與未來數字影像技術的融合

現實虛擬技術和數字影像技術融合的實現，需各種設備的支持，其中軟件和硬件設備都不能缺少。硬件設備需要實景攝影的拍攝設備和后期效果制作設備以及軟硬件平臺的設備，軟件設備需要拍攝過程中的拍攝軟件以及后期計算機圖像合成的軟件，同時通過這一系列的軟硬件系統組成一個體系共同實現兩者的相融合。另外一些實景拍攝功能的攝像機和照相機可以為虛擬現實攝影提供圖片和攝影資料，同時攝像機系統又是由8個動態的攝像機為基礎，這樣就可以實現從8個不同的方向取景，另外拍攝中有配備全景視頻架，因此也很大程度上保障了攝像機運動中的拍攝效果。在以上這一系列的準備工作之后，后期計算機輔助軟件無需要及時的跟進，硬件和軟件系統的完善后可以將全方位的虛擬數字影像拍攝進一步的實現。然后后期效果的制作中，虛擬現實成像需要得到設計制作軟件的支持才能實現，實現虛擬現實呈像的方式主要包含以下幾種：一是計算機的驅動下進行實時渲染，將觸控終端結合起來對圖像做合成處理，然后利用大屏幕投影，這樣虛擬現實影響實現制作的同時也實現了信息的輸出。二是呈像方式是技術合成方式，主要是通過特效合成軟件對前期拍攝的照片影像進行合成，然后利用虛擬現實影響輸出的環節將其輸出到電視屏幕以及電影屏幕又或者是觸控顯示屏中。當前生活中最為常見的數字影像呈像手段就是觸控顯示屏，通過觸摸屏硬件設備的支持下讓視覺感以及體驗感都得到了極大的提升。同時隨著不斷的創新發展也出現了一種戴示顯示設備，這種戴氏設備能讓用戶戴上就可以實現三維虛擬環境的體驗，如同身臨其境的感受。最后來講一下制作設備和硬件平臺端，制作設備和硬件平臺端的組成結構主要包含圖形工作站，實時渲染服務器和觸控終端工作站。其中所有的視頻圖像內容的處理都十依靠的推圖形工作站，然后大屏投影的制作以及輸出都是依靠觸控終端工作站以及實時渲染服務器，最后就是利用計算機的交互作用以及數字影像內容的創作及聯動將各種不同形式交互的影像藝術實現。

7 結語

綜上所述，將虛擬現實技術與數字影像技術有效的創新融合，可以使數字影像質量得到更好的提升，另外虛擬現實技術完美的替代了傳統的影像技術，通過虛擬現實技術以及數字影像技術的推動下，使得視頻影響更加的豐富多彩，也更具生命表現力，進而將用戶的體驗感受進一步的提升。但是當前國內的虛擬現實技術還需要更加努力的去不斷完善創新，同時未來發展中藝術和技術需要技術人員能夠將兩者有利的結合，實現相互協同，相互推進的共同發展。