浅析当代艺术与虚拟现实设计

杨竹音 陈默 刘颖

摘 要：虚拟现实艺术设计需要从现实世界中选取一部分属性，如果不从现实世界中选取属性，那么人们对艺术作品的体验与感受就比较虚假。虚拟现实艺术设计中并不意味着设计者要将现实属性完全的照搬到虚拟现实艺术设计中，现实属性只是为了提高用户的真实感与认同感，在实际应用中，设计者需要对其进行一定的加工，而不是简单的复制。

关键词：虚拟现实；艺术设计；传统观念

虚拟现实设计是随着虚拟技术和计算机技术不断发展出现的一个全新的研究课题，更是现代艺术设计的前沿课题。对于艺术设计而言，虚拟现实艺术设计的出现不仅为艺术设计注入了新的活力，更进一步丰富了艺术设计理论。从概念上来说，虚拟现实设计作为一种以计算机信息技术为依托的艺术设计方式，其主要内容就是通过数字信息技术所创造出的虚拟环境将人们从物质世界中引入到非物质世界，这就使得虚拟现实设计是一种从有形设计转向为无形设计的设计形式，这种情况下传统的艺术设计观念、艺术设计方法、艺术设计要素等都不在完全的适合虚拟现实艺术设计，需要我们针对虚拟现实也似乎设计的特点进行针对性的调整。

1、虚拟现实艺术设计的当代艺术作品特征

1.1非物质性

20世纪中期，计算机的发明使得人类进入了一个新的时代，在计算机技术的支持下，人类的生产方式与信息传播方式都出现了巨大的变化，而随着计算机计算在各个领域中的应用范围不断扩大，人类进入了数字化时代。所谓的数字化时代指的就是信息储存的方式趋向于数字形式，人们的生存与发展也越来月依赖于计算机这种数字供给的时代。与以往的时代相比，数字化时代背景下人们的生活与工作方式出现了巨大的变革，例如在艺术设计领域中心的也似乎设计形式开始出现，网页艺术设计、多媒体艺术设计、视频艺术设计、虚拟现实艺术设计等都是数字时代的产物。

数字化时代艺术设计的最大特征就是它的非物质性。以往的艺术设计虽然在设计中采用了不同的设计方式，使用了不同的设计工具，但是归根结底任何艺术设计都是物质性的，例如无论艺术设计工作怎样变化，这些工具从本质上来说都是由分子和原子组成的，艺术设计的载体亦是如此。但是在数字化时代中，艺术设计则是由比特和字节组成，而比特是没有颜色、尺寸和重量的，是人类创造出的一个虚拟产物，虽然比特创造出的世界能够再现现实世界，但是从本质上来说它并非物质的。

建立在数字化信息技术基础之上的虚拟现实艺术设计从根本上改变了传统艺术设计在创作、交流、展示和审美欣赏等方面的模式，开辟了艺术设计的新领域。其主要集中在虚拟现实艺术设计的不再被艺术设计的物质属性所束缚，在时间与空间上拥有极大的自由权，能够为艺术设计者提供更加广阔的创作空间。

1.2 虚拟现实作品的仿真性

从表面来看，虚拟现实是数字化、虚拟的，但是其归根结底是对现实世界的反应，完全脱离现实世界的虚拟现实是不存在的，这就意味着虚拟现实同样具有现实性的特征，它与现实世界之间的关系是映像对应关系。现实世界的一切事物都是虚拟现实的仿真对象。

由此我们可以看出，虚拟现实虽然具有非物质性的特征，但是从本质上行来说却是对现实世界的一种摹写和描述，是对现实世界的复制和反映，我们常说的虚拟现实对现实世界的超越都是建立在现实世界的基础之上通过人脑的理性加工来完成的，在虚拟现实中的一切行为的正确性都需要在现实世界中加以验证和实现。

1.3 超现实特征

通过上述分析我们可以发现虚拟现实艺术设计是一种脱离了传统艺术设计物质属性的设计形式，这就意味着物质属性对艺术设计的束缚力大幅度下降，在虚拟现实艺术设计中没有绝对不可能实现的设计梦想。因此，虚拟现实艺术设计虽然以现实世界为基础，但是却能够超越现实世界，这种超越性使得虚拟现实艺术设计独具魅力。

具体来说，虚拟现实艺术设计的超现实特征主要表现在以下两个方面：

第一，时间上的可逆性表现。在虚拟现实艺术设计出现之前，艺术设计的一个基本特征就是时间的不可逆性，即艺术家们所进行的一切艺术设计活动都无法摆脱时间的束缚，哪怕在优秀的设计作品，人们也不能从时间的角度对作品进行拆解，但是在虚拟现实艺术设计中，这一现象得到了根本性的改变，人们可根据需要灵活的扩大或者缩小虚拟世界的时间尺度，例如细细的品位子弹在数秒钟穿破玻璃的详细过程等。

第二，空间上的无限制性。人力有穷在艺术设计领域中也有所体现，在传统的艺术设计中绝不会存在容纳世界的艺术设计作品，一方面这是由艺术家们无法亲自接触世界的方方面面所决定的，另一方面也因为不存在这样的艺术载体。但是虚拟现实艺术设计作为一种由计算机生成的人工世界，它具有无限大和无限小的特点，在虚拟现实中艺术家们能够同时了解现实世界的各个方面，同时无限大的虚拟空间也为也为艺术设计提供了良好的载体。总之，虚拟现实作品可以突破时间和空间，去经历和体验世界上早已发生或尚未發生的时间。虽然从表面来看虚拟现实艺术设计的超越性是脱离现实存在的，但是从虚拟现实的真实性特点我们就可以发现其并没有违背现实世界的规律和法则，只是人脑的理性思维使得虚拟现实艺术设计在一定程度上超出了现实。

1.4 交互性

传统的艺术设计虽然能够为参与者提供视觉感知，但是却缺少互动性，而计算机技术的应用使得艺术作品能够随着参与者的视线和动作的变化，实时的产生出不同的图像，从而满足参与者的视觉需求。一般来说，为了实现视觉交互，虚拟现实所依托的计算机系统最少要具有能够在每秒钟感应60次不同方位动作的能力，要保持30-60Hz的图像更新频率，即环境渲染成一幅画的时间要在0.03-0.16秒之间，这样参与者才能够如同在现实一样感受到虚拟现实世界图像的变化。目前视觉交互技术已经相当的成熟，广泛的应用于各个领域，日常生活中所见到的各种操作系统的桌面背景就是视觉交互的一种体现。

行为交互指的是参与者在行为与虚拟现实环境进行互动。事实上，无论视觉交互做的多么完美，但是对于参与者而言，视觉交互仍旧停留在简单的图像上，参与者无法切实的体会图像中物体的重量和其它属性，这就极大的削弱了虚拟现实的真实体验。这种情况下如果我们利用编程将现实世界的属性如几何学属性、材料学属性、运动学等纳入虚拟现实中，利用传感器传递给参与者，那么参与者就会如同在现实世界中一样获得感官上的刺激和反馈，从而产生一种身临其境之感，目前由于行为交互的成本较高，因此在实践中行为交互并没有全方位的应用，而是根据需要针对性的与参与者特定行为进行交互。

从艺术设计的角度来说，交互性意味着艺术设计不再像以往的艺术作品那样单向的对参与者进行输出，而是将主动权交给参与者，不同参与者的不同行为将会产生不同的结果。当然对于设计者而言，其在设计时需要考虑的因素较之传统的艺术设计也更加的复杂，例如在进行虚拟现实艺术设计时，设计者不仅要进行传统的图像设计，更要进行行为设计，确保参与者的每一个行为都能够得到相应的反馈。

2、创作特征

2.1 传统三阶段

作为一种全新的艺术设计形式，虚拟现实艺术设计同样具有传统艺术作品的整体设计流程，首先是捕捉和挖掘人类的内心需求，然后对需求进行详细的分析，根据当前的技术来确定也似乎设计风格；然后设计师对设计设计的可行性进行分析，使得艺术设计从技术观念逐步的过渡到艺术设计实践；最后设计师对艺术设计作品进行技术与形式上的再加工。即虚拟现实也似乎设计大致可以分为三个阶段：

第一阶段，捕捉和挖掘人类的内心需求，然后对需求进行详细的分析，根据当前的技术来确定也似乎设计风格。

第二阶段，设计师对设计设计的可行性进行分析，使得艺术设计从技术观念逐步的过渡到艺术设计实践。

第三阶段，设计师对艺术设计作品进行技术与形式上的再加工。

在艺术设计中，设计师与美工师是截然不同的，后者只能给在设计设计出现基本的结果之后才能够从事自己的创作，换句话说美工师的工作是建立在设计师对艺术作品进行基本的设计之后的。而设计师这恰恰相反，其是艺术设计的主体，他需要对整个艺术作品进行负责。

2.2虚拟创作

建模在寻创作中是一个庞大的过程。观察者的视觉、听觉、触觉等信息都是需要在建模的过程中通过一定的方式表达出来的，这种表达方式不仅需要定量，同时也需要定性。所谓定量，就是需要把利用相关技术得到的感知数据用来描述虚拟世界，以产生一定的准确性；而定性则是和定量相对应的一个概念，是从大量信息中筛选出来的一个全局图，具有一定的代表性，我们需要从这些定量定性的信息钟找到一些有用的结论。

虚拟现实建模这样一个复杂且精细的过程中的一个重要步骤便是使用软件工具制作。计算机图形绘制和定义应用接口是这个重要步骤中必不可少的两项工作。虚拟现实的制作方法便是由虚拟现实的制作引擎在虚拟现实的软件工具包的支持下完成的。

2.3 现实中的截取

在上文我们已经论述过虚拟现实艺术设计同时具备现实性与超越性两种特征，其中现实性特征决定了虚拟现实艺术设计必须从现实世界着手，虚拟现实设计中的物体属性要从现实中的物体属性中选择，而超越性则决定了在进行虚拟现实艺术设计的过程中，设计者需要充分的发挥自己的想象力和创造力，立足于现实而又超越现实，因此虚拟现实艺术设计本身就是一个创造性的选择过程。

虚拟现实艺术设计需要从现实世界中选取一部分属性，原因在于人是虚拟现实艺术设计作品的欣赏主体，如果不从现实世界中选取属性，那么人们对艺术作品的体验与感受就比较虚假，这种情况下艺术设计作品自然难以受到人们的喜爱。因此，在虚拟现实艺术设计过程中，设计者需要根据设计目的来灵活的选择不同的现实属性。

创造性的选择中的“创造性”主要体现在对现实属性的选择和修正过程中。从现实世界中选择特定的属性用以虚拟现实艺术设计中并不意味着设计者要将现实属性完全的照搬到虚拟现实艺术设计中，恰恰相反，现实属性只是为了提高用户的真实感与认同感，在实际应用中，设计者需要对其进行一定的加工，而不是简单的复制。

3、作品需求分析对虚拟现实设计的总体作用

3.1 需求与功能对应关系

德国布劳恩公司设计师拉姆斯曾说人造物都对心灵或情绪发出信号。这些信号不论强或弱，想要或不想要，明确的或隐蔽的，都创造了情感。虚拟现实从某一层面上来讲也是一种人造物，其在功能上的表现是多层次的，不仅表现为具有使用功能和应用价值，还表现在能带来一定的精神层面的情感机制。在艺术设计过程中，多层次的功能应总是与多层次需求相对应，具体表现在以下几个方面。

人性化需求，就是对艺术设计的认同感，当艺术设计发展到一定阶段时大众化的艺术设计已经无法满足客户的个性化需求，很难对艺术设计产生感情和归属感，这种情况下设计师就需要从客户的个性化角度出发进行专门的设计，增加客户对艺术作品的归属感。

受尊重需求，即专项功能。对于客户来说，尊重是体现在艺术设计的各个环节之中的，受尊重需求就意味着在设计中客户的审美理念与设计观念应当得到一定的满足。

认知需求，即认知功能。艺术设计的一个主要作用就是通过直观的形象来帮助客户获得领悟，使得客户能够迅速的理解设计所要表达的思想。

审美需求，即审美功能。好的艺术设计作品总能够给人一种赏心悦目的感觉，增加大众的生活情趣，这就需要艺术作品呈现出一定的和谐美感。

自我实现需求，即交互功能。这是随虚拟现实艺术设计出现的一种新需求，即在艺术作品中大众能够随时的与他人，与作品本身进行互动。

3.2 作品定位

定位是根据具体需求，技术条件和生产成本等加以综合考虑的，在虚拟现实艺术设计中进行功能定位的具体方法是：

第一，确定虚拟现实艺术设计的基本功能，即该设计是什么用途，将会应用到什么领域，是娱乐领域还是教育领域亦或者是军事领域，这样才能够进行针对性的设计，例如针对游戏领域的虚拟现实艺术设计需要侧重于其交互性和豐富的想象性；针对互动展示的艺术设计这需要将体现展示物的特点作为基本的出发点等。

第二，根据虚拟现实艺术设计的基本功能来确定客户群体，进而确定客户群体所需要的其它功能。不同的艺术设计所面对的客户群体毫无疑问是不同的，例如以娱乐为主的虚拟现实艺术设计所面对的客户群体是青少年，以教育培训为主的虚拟现实艺术设计所面对的群体是学校，这些群体的追求有所区别，需要设计者在进行设计师针对群体特点进行设计。

第三，根据基本功能和用户群体特点来定位审美功能。虚拟现实艺术设计并不是简单的将设计作品置于虚拟现实空间，而是要采用多种方式从秩序感、多样性等角度出发提高用户的满意度，虽然理论上来说同时能够为用户提供视觉、听觉、触觉等器官感知的虚拟现实艺术设计是最优秀的，但是这在实践中是难以实现的，这就需要根据设计的基本功能和用户群体特点来针对性的提高其真实体验和满意度。

第四，根据以上三点要素来确定虚拟现实系统和具体的制作手段，其中可供选择的虚拟现实系统有桌面式虚拟现实系统、沉浸式虚拟现实系统和分布式虚拟现实系统三种类型，而具体的制作手段这有三维模型、二维图片等。不同的系统和制作手段对于设备的要求自然不同。

3.3 功能定位程序

第一，准备工作。包括输入质询内容、对质询进行评议、对预计的设计工作进行评估、准备暂时性答案；例如针对游戏领域的虚拟现实艺术设计需要侧重于其交互性和丰富的想象性；针对互动展示的艺术设计这需要将体现展示物的特点作为基本的出发点等。

第二，简单综合。包括输入指示性要求、规定目标、限定具体条件；根据虚拟现实艺术设计的基本功能来确定客户群体，进而确定客户群体所需要的其它功能。不同的艺术设计所面对的客户群体毫无疑问是不同的，例如以娱乐为主的虚拟现实艺术设计所面对的客户群体是青少年，以教育培训为主的虚拟现实艺术设计所面对的群体是学校，这些群体的追求有所区别，需要设计者在进行设计师针对群体特点进行设计。

第三，提出项目。包括归纳各种临时问题和提出采取途径的建议；根据基本功能和用户群体特点来定位审美功能。虚拟现实艺术设计并不是简单的将设计作品置于虚拟现实空间，而是要采用多种方式从秩序感、多样性等角度出发提高用户的满意度，虽然理论上来说同时能够为用户提供视觉、听觉、触觉等器官感知的虚拟现实艺术设计是最优秀的，但是这在实践中是难以实现的，这就需要根据设计的基本功能和用户群体特点来针对性的提高其真实体验和满意度。

第四，收集各种数据资料。包括集中所有数据和对数据进行分类和存储；根据以上三点要素来确定虚拟现实系统和具体的制作手段。

3.4 把握虚拟世界与现实世界的关系

虚拟世界和现实世界有一定的联系，也有一定的区别。相对于虚拟世界来说，现实世界的属性是复杂繁琐的。虚拟现实是需要在现实世界的基础上提炼的，尽量将现实世界复制完整，让其拥有一定的创造力，从而产生一定的魅力。真实世界既是复杂多样的，但是同时又容纳于真是环境之中，虚拟现实作为对真实环境的模拟，也必然要体现出真是世界的多样性，同时将真实世界的多样性统一起来，例如现实中的树木毫无疑问是不存在两课完全一致的树木的，但是在虚拟现实设计中我们也不可能做到所有的树木都不一致，这是一个巨大的工程，这种情况下我们就要使用最少的多边形和最少的纹理来表现出真实世界的多样与统一，例如设计中所使用的所有树木模型都是一样的，然后利用软件对模型的高度和角度进行调整，保证模型的多样性。

设计建筑这主要是为了对不同的建筑方案进行比较，因此虚拟现实艺术设计属于一种总低层次需求，是生物需求的一部分，这也是其与传统的艺术设计相比最大的不同点，传统的艺术设计经过漫长时期的发展逐步的从生物需求转向为更高層次的精神需求，而虚拟现实艺术设计由于发展时间较短的缘故，因此其功能性或者说实用性要远高于其精神性。明确用户需求可以帮助我们把握现实世界与虚拟世界的关系。以需求为依据处理这一关系，能够在现有技术和成本条件下增强用户对虚拟环境的真实感和认同感。

4、视觉要素的实现

4.1 虚拟对象的造型特征

虚拟对象和传统图像的现实状态有很大不同，虚拟对象的现实是需要适应动态的实时显示，而传统图像的现实则没有这一要求。这也是因为它们本身不同的特性所决定的。传统绘画是静止的、凝固的空间形式，这和后来出现的动画制作形成了鲜明的对比。而虚拟现实的动态现实则又有时不同，需在于用户交互过程中实现。

在虚拟现实中，虚拟环境中的固体物体不可穿透是保证用户能够如实看到虚拟物体动态表现的一大因素。不可穿透性通过碰撞检测技术实现。正是有了碰撞检测，才可以避免诸如人穿墙而过等不真实动态情况的发生。

4.2抽象性与真实感的平衡

关于什么叫做艺术的抽象这一问题我们可以用一些简单的例子进行把握，在生活中我们常常会看到使用一些简单线条来对舞蹈家的舞蹈动作进行描述，这些线条与舞蹈家实际的身材毫无疑问是存在巨大的差别的，但是我们总能够从动作的变化中看出舞蹈究竟是梁山泊与祝英台双人舞还是天鹅湖双人舞。也就是说艺术的抽象不是那种虽然的对艺术表现方式进行改造，而是要把握艺术设计的核心，这种情况下哪怕表现方法在简单，也能够分辨出。

一直以来，既要保证三维模型的抽象也要保证模型的真实感是很难兼顾的一个问题，中国广播大学出版社出版的《三维造型艺术》中所提及的“形状公式”是一个比较科学的答案。在艺术设计领域中保持多样与统一的平衡是一个要点，只有这样才能够保证艺术设计作品的生动性。如同绘画一样，当两个物体同时存在于艺术设计作品中时，我们必须要保证物体有大有小、有高有矮、有轻有重，实现物体的和谐统一。

4.3 基本步骤

第一，用数学方法建立起设计时所需要的虚拟三维场景的描述，虽然说场景描述并不在最终的设计成果中体现出来，但是他对于后续的设计活动却有着十分重要的影响，直接关系到设计模型的复杂程度和纹理贴图的方式，如果关于虚拟三维场景的描述不够合理，那么不仅会花费更多的时间进行设计，设计中的数据也会与现实脱节。

第二，由于在计算机屏幕上或者投影幕上显示出来的是一幅幅二维图片，因此在虚拟现实空间进行设计之后我们也需要考虑到将三维几何描述转换为二维视图，这样更有利于外界观众欣赏设计作品。

第三，在实际的视域范围之内并不是所有物体的所有面都能够清晰可见的，物体的有些面必然会被其它物体遮挡，这就意味着在设计中需要使用特殊算法例如隐藏面消除算法等将视域意外或者被其它物体遮挡的不可见面抹掉。

第四，为了取得更加逼真的视觉效果，在设计中我们也需要考虑到观众的位置，根据观众与设计作品的距离、角度来对作品中的一切事物进行配光、上色，使得设计作品更具有之感。而从计算机软件的角度来说，这一对事物进行配光、上色的过程其实就是对事物属性进行编译的过程，例如将事物属性编译成有没有弹性，弹性多大，重量多大等。

第五，使用特殊的硬件设备将设计作品展现在观众眼前，常用的硬件设备有头盔显示器、VR眼睛、数据手套等。

4.4 色空间的布局

一般来说，由于绝大部分虚拟现实环境是对真是环境的一种模拟，现实性比较强，因此传统的艺术设计理论完全可以应用于虚拟现实艺术设计中，例如传统艺术设计中形式美法则所强调的主要与次要、整体与局部、多样与统一等原则同样适用虚拟现实艺术设计。但是在虚拟现实也似乎设计中，以娱乐为目的的设计是比较特殊的，由于娱乐性虚拟现实艺术设计具有较强的超越性，自由度较高，因此在进行设计时很难依照传统的艺术设计理论进行，这种情况下空间展示设计的空间形态理论或许更为合适，例如空间的分割理论、空间形态理论等。

4.5 色彩要素的影响

虽然从本质上来说色彩只是颜色的外在表现，并不存在冷或者热现象。但是在欣赏中由于欣赏主体的心理作用，色彩却与温度有着十分密切的联系，也由此诞生了冷色、暖色和中性色的划分。一般来说那些能够带给人冲动和激情的色彩常被称为暖色，例如红色、橙色、黄色等，而那些使人产生与寒冷相关的色彩则被称为冷色，如白色、青色、蓝色等，此外在不同的环境下带给人的感受不同的色彩则被称为中性色彩，例如绿色、紫色等。

色彩与重量感之间的关系主要取决于色彩的明度与饱和度，一般来说，深颜色常常会使人感到沉重，明亮的色彩则给人一种轻快的感觉。因此在艺术创作中如果想要把色彩变轻，常采用的方法就是降低色彩的饱和度或者减少色彩中黑色部分，提高色彩的明度。

一般情況下，协调统一的色彩能够给人带来舒适的感觉，反之色彩的搭配比较跳跃，那么就会引起视觉疲劳。虽然说在设计中通过强烈的色彩对比能够提高人们的兴奋感，但是过于强烈的色彩对比很容易引起人们的视觉疲劳，如此该艺术作品的生命力往往较短。此外，从虚拟现实艺术设计的角度来看，色彩的舒适度与设计的逼真度也有着十分密切的联系，现实世界中的色彩虽然变化多端，但是这种变化属于微观变化，使人感到舒适，如果在虚拟现实艺术设计中做不到这点，那么其真实感就会迅速下降。

绝大部分食物都是有不同的颜色，例如辣椒的红色、柠檬的黄绿色，这种情况下当我们看到特定的色彩时就会不自觉的与食物产生联想，而不同的食物带给人们的享受是不同的，例如橙色、粉红色、淡黄色的食物多以甜食为主，这就使得色彩与人的味觉产生了联系。

基金项目：2017年度湖北省教育厅人文社会科学研究项目（项目编号：17G122）《观念绘画与虚拟现实表现研究》结题成果

参考文献

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（作者单位：武汉传媒学院）