淺析虛擬現(xiàn)實(shí)繪畫軟件技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

毛 達(dá)

（中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué) 中韓新媒體學(xué)院，湖北 武漢 430070）

一、虛擬現(xiàn)實(shí)繪畫軟件的發(fā)展歷程

1.VR頭戴式顯示器的發(fā)展

VR頭戴式顯示器又稱虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔。早在上世紀(jì)90年代，軍事、航天等領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了類似的體感設(shè)備。但由于造價(jià)昂貴、國(guó)防科技保密等問(wèn)題，VR技術(shù)并未對(duì)大眾消費(fèi)者開(kāi)放。

2011年，以帕爾默·拉基（Palmer Luckey）為首的大學(xué)生創(chuàng)業(yè)團(tuán)成立了Oculus VR公司,并創(chuàng)意性的發(fā)布了Oculus Rift頭盔作為VR這一高新技術(shù)的專用載體。［2］隨著VR頭盔的走紅，2014年7月，Oculus公司被社交巨頭Facebook公司以20億美元的價(jià)格收購(gòu)。［3］2017年5月，Oculus Rift頭盔正式發(fā)售，這是全球首款面向廣大消費(fèi)者的頭戴式顯示器。

與傳統(tǒng)的人機(jī)交互方式不同，Oculus Rift頭盔能讓佩戴者的“視覺(jué)部分”進(jìn)入到游戲中，如臨其境般地觀看電腦或電影中的圖像。該頭戴式顯示器還支持陀螺儀功能，用戶可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)頭部來(lái)改變視角，從而突破傳統(tǒng)人機(jī)交互模式中電腦屏幕的限制，帶來(lái)真實(shí)的沉浸感體驗(yàn)。［4］

2.VR繪畫軟件的濫觴

（1）全新的藝術(shù)理念

2016年，Oculus公司發(fā)布了Oculus Rift頭盔專用VR繪畫軟件Quill，該應(yīng)用讓用戶能直接在虛擬現(xiàn)實(shí)世界中繪畫，通過(guò)Oculus Touch手柄以及動(dòng)作跟蹤系統(tǒng)，Quill用戶能選擇不同的畫刷、顏色等后自然地在空中揮手繪畫，并將效果作品實(shí)時(shí)地通過(guò)3D畫布渲染出來(lái)。VR繪畫軟件還擁有先進(jìn)的畫筆工具、涂鴉編輯功能及畫面分層工具，能創(chuàng)作水彩畫、油畫等多種風(fēng)格的藝術(shù)作品。在VR繪畫軟件中，用戶還可以脫離傳統(tǒng)電腦“屏幕”的限制，在虛擬空間里體驗(yàn)到自由、真實(shí)的創(chuàng)作感。

（2）簡(jiǎn)易的動(dòng)畫創(chuàng)作工具

2018年3月，Quill通過(guò)更新添加了全新的動(dòng)畫工具，使靜態(tài)插畫作品能變成真正的虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫片。其概念和手翻書的道理一致，只要將一系列稍有差異的圖片連續(xù)排列到一起，快速翻頁(yè)，就能看到這些圖片“活動(dòng)”起來(lái)。［5］

和傳統(tǒng)動(dòng)畫軟件相比，Quill軟件中VR的動(dòng)畫工具不但簡(jiǎn)單易上手，還能為作者節(jié)省大量制作時(shí)間。例如，VR藝術(shù)家完成動(dòng)畫短片《Beyond the Fence》時(shí)只花了三周的時(shí)間，如果使用傳統(tǒng)三維動(dòng)畫軟件制作，可能要耗時(shí)超過(guò)一年。［6］專用動(dòng)畫工具的出現(xiàn)使VR繪畫軟件兼?zhèn)淞酥谱鲃?dòng)畫的功能，讓更多用戶在VR中體驗(yàn)到制作動(dòng)畫作品的樂(lè)趣。

（3）快捷的游戲建模工具

谷歌公司于2017年7月發(fā)布了一款名為Google Blocks的VR建模工具。該軟件最大的特點(diǎn)是，讓用戶能簡(jiǎn)單方便地用預(yù)設(shè)的三維圖形組建出真實(shí)的物體。如同它的名字“Blocks”表示塊狀物體一樣，軟件的使用方法也和“搭積木”一樣。戴上頭盔，用戶就能在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中通過(guò)動(dòng)作捕捉技術(shù)，把預(yù)設(shè)的球體、正方體，圓柱體等基礎(chǔ)多邊形堆積成更復(fù)雜的圖形，借助虛擬空間和動(dòng)作捕捉的便捷功能，操作過(guò)程非常簡(jiǎn)單。在此之前，開(kāi)發(fā)者們即使想要在VR游戲里添加一個(gè)水壺之類的簡(jiǎn)單模型，也需要使用3ds Max這樣的專業(yè)軟件進(jìn)行建模［7］

Quill和Google Blocks的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)的動(dòng)畫、建模的制作方式。借助VR技術(shù)獨(dú)有的虛擬空間與體感功能,這類軟件具有簡(jiǎn)化制作過(guò)程，節(jié)省成本與時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，也將“VR藝術(shù)”這一突破邊際的全新藝術(shù)理念展現(xiàn)在人們面前。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)繪畫軟件的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.VR繪畫軟件的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)繪畫軟件相比，虛擬現(xiàn)實(shí)世界繪畫軟件最大的區(qū)別在于，作者不僅擁有著無(wú)限的創(chuàng)作空間，還能在多重空間中隨意地“跳躍”。在VR動(dòng)畫作品《Worlds in Worlds》中就展示了這一特點(diǎn)。只要作者發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力，就能將這個(gè)空間當(dāng)成自己的“畫布”和“雕塑臺(tái)”，創(chuàng)作出真正的超越現(xiàn)實(shí)和單線性思維的作品。對(duì)于喜歡嘗試新創(chuàng)作方式的藝術(shù)家而言，VR繪畫會(huì)是一種前所未有的全新創(chuàng)作體驗(yàn)。［8］

2.VR繪畫軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，已經(jīng)有多款VR專用繪畫軟件問(wèn)世，包括了繪畫，雕塑，三維建模等多個(gè)領(lǐng)域［9］，所創(chuàng)作出的VR動(dòng)畫短片《HENRY》、《Worlds in Worlds》等也在業(yè)界獲得多項(xiàng)大獎(jiǎng)。由于傳統(tǒng)的電腦繪畫軟件在創(chuàng)造力與表現(xiàn)力上缺乏特色，制作出的美術(shù)作品更像流水線上生產(chǎn)的“產(chǎn)品”而非“藝術(shù)品”， 作為創(chuàng)作媒介的VR技術(shù)一直是藝術(shù)創(chuàng)作者們的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。眾多從業(yè)者認(rèn)為VR繪畫軟件在未來(lái)有潛力改變電腦繪畫中傳統(tǒng)的人機(jī)交互模式，在電腦繪畫中實(shí)現(xiàn)突破。［10］

三、虛擬現(xiàn)實(shí)繪畫軟件應(yīng)用所面臨的問(wèn)題

綜上所述，VR繪畫軟件獨(dú)特創(chuàng)作效果與作品帶來(lái)的真實(shí)沉浸感，使其未來(lái)在動(dòng)畫，影視、游戲等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中有具有一定發(fā)展?jié)摿?，但在?shí)際運(yùn)用中，仍然面臨著一些問(wèn)題。

1.設(shè)備門檻較高

要使用VR繪畫軟件，首先必須有相關(guān)配套的硬件設(shè)備。像主流設(shè)備 Oculus rift,HTC Vive頭戴式顯示器雖然體驗(yàn)感上佳，但價(jià)格較為昂貴（售價(jià)分別為399美金、599美金），而且用戶還需裝配一臺(tái)高端電腦，及準(zhǔn)備好足夠的室內(nèi)活動(dòng)空間才能保證虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的順利運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，要搭建一個(gè)合適的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)環(huán)境，所需費(fèi)用至少也在20000-30000元。［11］如此高的入門門檻，是一般消費(fèi)者所無(wú)法負(fù)擔(dān)的，設(shè)備的高門檻問(wèn)題無(wú)疑是這項(xiàng)新技術(shù)普及的最大難題。

2.技術(shù)缺陷與內(nèi)容不足

當(dāng)今主流的顯示設(shè)備，分辨率都能夠達(dá)到2K或者更高的畫質(zhì),因此能夠帶給用戶以最佳的視覺(jué)體驗(yàn)。而當(dāng)前的VR頭盔所能提供的分辨率還達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)繪畫軟件這樣的美術(shù)應(yīng)用工具，分辨率不足將對(duì)作品的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。［12］研究還顯示，由于現(xiàn)階段技術(shù)上存在缺陷，目前面市的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備連續(xù)使用時(shí)間為最長(zhǎng)2小時(shí)，如長(zhǎng)期使用該設(shè)備會(huì)產(chǎn)生如暈動(dòng)、疲勞和惡心等一系列的健康問(wèn)題。［13］

如何解決這些問(wèn)題，使用戶獲得更舒適的體驗(yàn)效果，對(duì)于VR以及VR繪畫軟件的普及發(fā)展而言非常重要。

（1）優(yōu)化硬件設(shè)備

首先，VR硬件還需要繼續(xù)優(yōu)化。當(dāng)今主流頭戴式顯示器由于技術(shù)限制多采用有線連接，在使用過(guò)程中，用戶往往要在腦袋后面拖上一條長(zhǎng)長(zhǎng)的“辮子”，既影響了體驗(yàn)效果還帶來(lái)了高昂的制作成本。在未來(lái)做好“減辮革命”，將設(shè)備輕量化，發(fā)展便捷的無(wú)線VR一體機(jī)，是VR設(shè)備未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。設(shè)備輕量化不僅能降低硬件的成本，還能給用戶帶來(lái)更方便快捷的VR體驗(yàn)及更好的空間感、沉浸感，讓更多用戶感受到“移動(dòng)VR”的魅力。

（2）豐富應(yīng)用內(nèi)容

其次，只依靠硬件很難發(fā)揮VR技術(shù)真正實(shí)力，VR平臺(tái)沒(méi)有好的內(nèi)容支持，再好的設(shè)備也難以吸引到消費(fèi)者。目前VR設(shè)備出于商業(yè)盈利目的，主要應(yīng)用為游戲、娛樂(lè)，在美術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域上缺乏足夠的軟件工具，要想推廣到美術(shù)工作者當(dāng)中，VR還要完善相關(guān)的內(nèi)容建設(shè)，才能吸引到更多用戶。