虛擬現(xiàn)實技術在計算機圖形圖像設計中的應用

摘要：為確保計算機圖形圖像設計能夠達到最佳效果，各種新型設計手段以及設計理念開始得到應用，而虛擬現(xiàn)實技術就是其中的一種。文章介紹了虛擬現(xiàn)實技術的基本情況以及應用原則，重點對虛擬現(xiàn)實技術在計算機圖形圖像設計中的應用展開探討，旨在提高虛擬現(xiàn)實技術的應用水平，保證計算機圖形圖像設計效果。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術；設計元素；計算機圖形圖像設計

中圖法分類號：TP391文獻標識碼：A

Application of virtual reality technology in computer graphics and image design

LUO Qiong

（Sichuan Vocational College of Chemical Industry，Luzhou，Sichuan 646300，China）

Abstract：In order to ensure the best computer graphics and image design，various new design methodsand design concepts have been applied，and virtual reality technology is one of them.By introducingthe basic situation and application principles of virtual reality technology，this paper focuses on theapplication of virtual reality technology in computer graphics and image design，in order to improvethe application level of virtual reality technology and ensure the effect of computer graphics andimage design.

Key words： virtual reality technology，design elements， computer graphics and image design

1 虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術簡稱為 VR 技術，是研究仿真技術的重點方向。該技術能夠通過創(chuàng)建虛擬世界的方式，構建相應計算機仿真系統(tǒng)，可以利用計算機生成相應模擬環(huán)境，保證用戶獲得沉浸感。在實際使用虛擬現(xiàn)實技術的過程中，會利用計算機技術產(chǎn)生各種電子信號，將其和輸出設備有機結合，可以保證信號能夠轉(zhuǎn)化為讓受眾感受到的現(xiàn)象，進而利用三維模型進行呈現(xiàn)[1]。由于各種現(xiàn)象無法直接看到，屬于計算機技術模擬結果，所以將其稱為虛擬現(xiàn)實技術。隨著該技術在我國應用的不斷成熟，相應市場規(guī)模也呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢，具體情況如表1所列。從2016年開始，國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實技術市場規(guī)模一直處于不斷上升的態(tài)勢，在2020年直接從原來的34.6億元上升到300.9億元，這對該技術在計算機圖形圖像設計中的應用奠定了良好的基礎。

該技術會通過對計算機圖形圖像設計進行優(yōu)化的方式，利用人機接口達到預期多媒體視覺效果。其能夠為受眾創(chuàng)造出較為逼真的三維空間，確保受眾能夠?qū)D形圖像有更加立體的認知[2]。傳統(tǒng)計算機圖形圖像設計更加注重立體效果的表現(xiàn)，而 VR 技術的高質(zhì)量應用則更加注重整體設計在仿真虛擬環(huán)境中的塑造，注重提升用戶的沉浸感以及體驗度，強調(diào)需要保證虛擬化效果能夠達到預期設計要求。

2 設計原則

2.1 體驗度與真實性

在對虛擬現(xiàn)實技術進行應用的過程中，會開展與現(xiàn)實環(huán)境相接近的仿真環(huán)境建設，確保用戶能夠通過頭部追蹤以及動作捕捉器等設備，進入預設虛擬環(huán)境之中，進而獲得相應體驗，保證環(huán)境真實性以及體驗度，這也是相關設計工作的重點和難點[3]。由于需要保證虛擬世界和真實世界之間的偏差性能夠控制在合理范圍之內(nèi)，避免出現(xiàn)用戶體驗度下降的情況，應最大限度地對現(xiàn)實世界相關設計元素進行還原，從而有效提高虛擬環(huán)境的體驗度以及真實性。

2.2 沉浸感與虛擬化

虛擬現(xiàn)實技術具有交互性以及多感知性等特點，為保證用戶體驗，需要確保沉浸性效果達到最佳。因為用戶在對現(xiàn)實以及虛擬兩個維度進行觀察的過程中，自我對比感知系統(tǒng)會對圖形圖像元素進行甄別，而這也是視覺的基本本能，所以可通過對本能開展控制的方式，保證用戶在體驗過程中能夠獲得良好的沉浸感[4]。

3 設計過程

在應用虛擬現(xiàn)實技術開展計算機圖形圖像設計的過程中，需要按照計算機軟件三維技術設計原理，根據(jù)已知參考設計圖像內(nèi)容，開展新設計圖像合成操作。在將平面圖形向立體化圖形進行轉(zhuǎn)化的過程中，需要做好圖形文案幾何變化以及光照調(diào)節(jié)等工作，所以需要按照具體的設計要求，開展相應設計效果藝術品創(chuàng)造[5]。確保用戶能夠從不同視角對物體進行觀察，并得到不同的觀察結果，從而有效提高作品的魅力。在進行設計的過程中，需要開展特征對應點建設，通過大量數(shù)據(jù)分析以及多次定位的方式，做好參數(shù)模型優(yōu)化處理，確保最終設計結構圖形能夠滿足要求。

整體設計需要按照全視函數(shù)設計理念逐一展開，將設計界面中任意覆蓋波長范圍以及任意空間點作為全景函數(shù)。應用虛擬現(xiàn)實技術進行圖像信息模式處理，通過對計算機設計軟件的合理使用，將周圍環(huán)境相關信息更加清晰地呈現(xiàn)出來[6]。整體數(shù)據(jù)模型建設方法較為簡單，在進行圖形建模的過程中，需要按照圖形圖像處理具體要求，開展圖像密集采樣以及關鍵輪廓點輸入等各項操作，從而做好后期合成處理。

在進行技術應用的過程中，需要做好拼圖設計以及分層設計等各項工作。應根據(jù)特定算法對原有圖形重疊區(qū)域進行無縫拼接處理，確保新視圖能夠滿足設計需要。需要通過對無縫拼接技術以及計算機技術的合理使用，結合虛擬現(xiàn)實技術的優(yōu)勢，開展拼接柱面全景圖的設置[7]。應利用圖像圖形設計相關內(nèi)容，確定不同物體間的重疊屬性，開展非相似點合成處理。由于此處理方式在物體重疊區(qū)特征不明顯時，需要通過人工操作的方式進行自動對齊，所以還存在一定的不足，需要不斷進行完善。

4 應用

4.1 物體平面包裝圖形設計

因為市場競爭壓力相對較大，單純依靠商品品質(zhì)以及品牌效應很難達到理想的狀態(tài)，所以需要通過對包裝圖形進行合理設計，以有效吸引顧客，從而提高產(chǎn)品的市場銷售率。需要改變傳統(tǒng)較為單一的平面包裝圖形設計方式，利用虛擬現(xiàn)實技術提升設計沖擊力以及視覺感受力，通過對光、點、線、面等設計元素的合理使用，利用計算機對包裝圖形進行處理，保證商品附加值能夠得到提升[8]。同時，在進行書籍封面以及裝幀等設計的過程中，也需要通過對視覺傳達效果進行不斷豐富的方式，保證作品對受眾的吸引力。

4.2 廣告創(chuàng)意設計

圖形圖像設計屬于藝術設計的范疇，在進行廣告創(chuàng)意設計的過程中，不僅要具備良好的商業(yè)特色，同時要將藝術內(nèi)容納入其中。在進行平面海報等設計的過程中，需要加入鮮明的包裝風格以及色彩等基本內(nèi)容，保證整體視覺沖擊力。利用計算機圖形處理軟件，將各種元素有機組合在一起，保證設計語言的豐富程度，進而更好地完成廣告創(chuàng)意設計和布局[9]。例如，在對咖啡杯設計的過程中，可以利用虛擬現(xiàn)實技術對咖啡的絲滑特性進行凸顯，以保證咖啡杯的特點能夠更好地顯現(xiàn)出來，從而增加用戶的記憶點，提升產(chǎn)品銷售量。

4.3 交互界面優(yōu)化設計

智能手機的大規(guī)模普及以及應用，使得用戶對于人機交互界面的設計有了更高的要求，強調(diào)手機界面視覺傳達效果需要達到理想狀態(tài)。而虛擬現(xiàn)實技術的應用，可以實現(xiàn)對手機界面視覺傳達效果的切實優(yōu)化，能夠做好圖形圖像的細節(jié)處理以及界面的優(yōu)化設置，保證手機界面的整體視覺效果。同時，因為電子終端產(chǎn)品的大量推出，使得手機 APP 的數(shù)量呈現(xiàn)出明顯增加的趨勢，而其中的人機交互功能以及軟件界面優(yōu)化功能都需要依靠計算機圖形圖像設計技術[10]。需要通過對虛擬現(xiàn)實技術的應用，保證交互界面的布局合理性以及安排科學性，確保整體界面的簡潔程度以及高雅程度，保證能夠在三維技術以及其他技術的有效輔助之下，通過動態(tài)設計和靜態(tài)設計有機結合的方式，達到良好的用戶界面優(yōu)化效果，確保視覺傳達整體效果能夠達到最佳狀態(tài)，從而有效提高用戶對于產(chǎn)品的滿意度，保證產(chǎn)品的應用質(zhì)量以及市場推廣率。

4.4 文字圖像設計

文字在圖形圖像設計元素之中具有較為明顯的引導性特點，但也是圖形圖像設計的難點之一。可通過3D 設計技術，保證整體設計的多樣性以及立體性，利用陰影等各項設計元素，實現(xiàn)多層次、多角度的設計效果，整體設計效果會更加飽滿。在虛擬環(huán)境之中，應用3D 模式所設計出的字體，具有不同的觀賞效果，觀賞者能夠站在不同角度，對不同陰影以及其他內(nèi)容進行觀察，所獲得的視覺體驗也并不相同，可以有效增加整體設計的趣味性以及質(zhì)感。設計人員在進行具體的文字圖像設計時，需要按照實際情況對文字圖像進行衡量和分析，避免出現(xiàn)虛擬環(huán)境或設計元素應用不當?shù)那闆r。

4.5 圖形影像設計

個體在對周邊環(huán)境進行觀察時，會因為兩只眼睛位置的不同，而獲得略有差異的圖像內(nèi)容，這些圖像會在頭腦中進行融合，并形成一個關于周邊世界的整體形象，包括距離遠近的各項信息內(nèi)容。因為虛擬現(xiàn)實技術的應用需要開展仿真環(huán)境建設，以保證圖形影像形式的建設效果，所以不僅要保證設計觀賞性，還要保證設計的模擬真實性。在虛擬環(huán)境中，同一物體進行移動的過程中應具備多種不同觀察視角，能夠?qū)D形圖像進行全方位動態(tài)化設計。需要通過對多角度觀察動態(tài)進行有效融合的方式，更好地接受客戶反饋信息并進行合理設置，保證整體設計的真實感以及沉浸感，從而將虛擬現(xiàn)實技術的應用優(yōu)勢更好地發(fā)揮出來。虛擬現(xiàn)實技術成像如圖1所示。

4.6 插圖繪畫設計

插圖繪畫是計算機圖形圖像設計中的關鍵，需要通過對插圖繪畫技術的合理使用，達到對虛擬現(xiàn)實技術真實性進行有效補充的效果。需要通過合理的設置，將插圖繪畫科學應用到虛擬現(xiàn)實技術之中，保證整體設計效果的立體性以及渲染感。雖然插圖繪畫設計可以將平面設計形象藝術更好地表達出來，但因為虛擬化環(huán)境更加注重整體效果的真實度以及仿真性，所以需要保證插圖繪畫技術能夠達到逼真的效果。需要按照環(huán)境營造真實性以及體驗感等各方面的要求，對插圖繪畫技術進行科學應用，要在保證該技術能夠達到良好的逼真效果的同時，對引入光線營造空間氛圍予以高度重視。

如果在進行插圖繪畫的過程中沒有通過引入光線的方式營造空間氛圍，很容易讓體驗者感受到設計的不足與缺陷，直接導致體驗度受到影響。所以，需要將觀賞沉浸性等內(nèi)容融合到插圖繪畫設計之中，保證最終的設計結果能夠滿足各方面需要。因為設計工作者在進行設計方案的規(guī)劃過程中，需要保證整體方案的簡潔性以及藝術性，所以需要通過對設計進行不斷完善和調(diào)整的方式，保證整體布局的合理程度，以及確保能夠在虛擬現(xiàn)實技術的支持之下，達到觀賞性以及沉浸性雙滿足的效果，以及確保虛擬現(xiàn)實技術所具備的設計功能以及設計效果能夠更好地展現(xiàn)出來。

5 結束語

將虛擬現(xiàn)實技術應用于計算機圖形圖像設計的過程中，技術人員要做好圖形圖像分析，按照相關要求開展三維圖形圖像模型建設，以達到最佳的設計效果。同時，相關人員需要對虛擬現(xiàn)實技術及其在計算機圖形圖像設計中的應用方式進行研究，制定出有效的技術應用策略，確保能夠為用戶帶來更加優(yōu)質(zhì)的服務。

參考文獻：

[1]傅杰梅.VR 環(huán)境下計算機圖形圖像與視覺傳達設計[J].電腦知識與技術，2021，17（6）：196?197.

[2]喬君.基于虛擬現(xiàn)實技術的計算機圖形圖像設計研究[J].計算機產(chǎn)品與流通，2020（6）：150.

[3]李洋.基于計算機圖形圖像設計及視覺傳達設計研究[J].衛(wèi)星電視與寬帶多媒體，2020（5）：61?62.

[4]沈立.探究計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計[J].價值工程，2019，38（29）：276?277.

[5]牟丹.虛擬現(xiàn)實環(huán)境下計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計[J].數(shù)碼世界，2019（3）：163.

[6]楊東淋.探析虛擬現(xiàn)實環(huán)境下計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計[J].明日風尚，2019（2）：29.

[7]郭錦杰.虛擬現(xiàn)實環(huán)境下計算機圖形圖像設計研究[J].電子質(zhì)量，2018（9）：34?35＋38.

[8]潘梁靜.基于虛擬現(xiàn)實技術的計算機圖形圖像設計研究[J].信息記錄材料，2018，19（6）：61?62.

[9]羅菁晶.計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計[J].電子技術與軟件工程，2018（2）：76.

[10]張開源.虛擬現(xiàn)實環(huán)境下計算機圖形圖像設計與視覺傳達設計[J].數(shù)字技術與應用，2017（2）：170.

作者簡介：

羅瓊（1986—），碩士，講師，研究方向：計算機技術。