论VR场景表达中的虚与实

2020-01-09容旺乔南京师范大学美术学院江苏南京210046

南京艺术学院学报(美术与设计) 2019年6期

容旺乔（南京师范大学美术学院，江苏南京 210046）

VR（Virtual Reality，虚拟现实）是利用数字化技术虚拟的、具有现实感的3D世界。在以场景呈现为主题的整个VR虚拟系统中，场景表达是核心、关键，直接关系到该VR系统的成败。VR场景必须具备足够的真实性、互动性，才能营造一个具有沉浸感、多感知性、充满构想性的虚拟环境，让体验者不由自主地产生如同置身现实世界的感觉。然而，场景毕竟是虚拟的，是由设计师从无到有逐步构建起来的。[1]在有限的时间和技术条件下，其所呈现的空间、细节是有限的。这与现实世界体验的无限性始终存在着矛盾。只有妥善解决这一矛盾，才能获得理想的VR效果。遗憾的是，从目前面世的VR作品，尤其是场景漫游类型VR作品来看，绝大部分都未能很好地解决好这一矛盾，从而制约了VR作品的进一步普及。如果要想解决这一矛盾，必须巧妙处理好VR场景的虚与实的关系。首先必须对VR场景的虚与实有个全面的认知、明确的界定，然后分析、理清二者在VR作品表达中的作用，最后挖掘、提炼出相应的、有效解决二者矛盾的途径。

一、内在属性的外在体现

1.既矛盾又统一

词典中对“虚”“实”的解释有多种，此文当分别取“空；假；抽象”与“有；真；具象”之意。[2]VR是虚与实矛盾的统一体，通俗地说，就是以“真”的“虚”营造“假”的“实”。从本义上讲，这里的虚其实指的就是数字化内容。当前有不少以720°视角全景拍摄的图像或采用立体手法拍摄的视频充当VR内容，但从严格意义上说，这些都不符合VR要求，因为它们只是现实世界的表层的、二维的数字化，并不具备深度的、三维的互动空间，缺乏现实世界实时的、无限制的沉浸与互动。只有三维动画场景才能满足VR的可沉浸、可感知，并引发构想的要求。当然，这里的动画并非传统意义上影视动画那样只是一段视频，而是基于泛概念基础上讲的、专属于VR系统的一种新型动画。这种动画先由计算机三维动画软件生成必需的模型，再集成至专门的VR引擎，经过交互操作、程序控制两种方式进行艺术化处理，最后发布成可供VR体验的场景格式（图1）。与普通的三维动画片相比，VR场景具有双视角画面（通常是左右格式，模拟人的左右双眼）、需要借助专门的立体显示设备（如VR头盔）呈现（观看时能产生空间感）、可实时互动等特点，本质上它属于VR3D游戏软件，故而它能满足VR必需的可沉浸、可互动的属性诉求。[3]由此可见，VR就是通过场景的“虚”，模拟出给人真实感体验的“实”。“虚”是手法与过程，“实”是目标与结果。同时，这里的“虚”又是一种实实在在的视听呈现，“实”有时却是一种难以言状、虚无缥缈的体验感受。[4]所以说，VR场景是虚与实的矛盾统一体。

图1 VR场景表达的基本流程

2.虚非无，实非有

VR场景表达是利用虚拟的手段获得真实感场景的体验。这里的“虚”指的是虚拟手法以及虚拟手法实现的实实在在的数字化内容，是可以“沉浸”于其中去观看的场景。而且，它与相关硬件可以有非常紧密的结合，也可以是“摸得着”的，并不等于“无”。[4]VR场景给体验者带来的现实感，换句话说，就是体验者在体验过程中感知到“现实世界”，却只是建立在体验者的构想之中，在真实生活里并不存在。虚拟的手法并没有额外生成某个实体，依旧还是体验前虚拟的内容。体验者一旦脱离该VR作品，它所特有的身临其境感便会顿时消失，感觉上讲，就像做了一场梦。从这层意义上讲，VR场景表达中的“实”并不等于“有”。正是因为VR技术的可沉浸、可感知、可构想的属性使然，导致VR场景呈现出这种“虚非无，实非有”的特征。

3.虚拟中有虚实

从理论上讲，无论是很小范围的室内场景VR体验，还是更大范围的野外场景，要想给体验者提供充分的现实感，那么就必然要求准备非常宽裕的虚拟体验空间，也就是，对应的VR场景必须做到细节刻画极尽精微，内容配置极尽周详、丰富。实际上这很难做到，不仅仅是因为当前相关VR呈现技术无法满足这样的要求，还有就是体验者的现实感追求永远没有止境。即使能够做到极尽刻画之能事，也未必能获得足够真实的感觉。正如视觉心理学者研究所证明的，许多时候无限制的、过于清晰的展示并不如有限制的、模糊的表达给人来得真实。所以，在VR场景设计、制作过程中必须充分发挥虚实结合的设计思路和构建方法。这样做至少将会带来两个方面的好处。一是可以精简数据量，确保虚拟内容呈现的流畅性，避免由此带来的失真或不舒适感。尽管现在计算机的图像处理能力有了惊人的提升，但还是存在数据容量、运算量的限制。VR内容是基于3D游戏引擎实时渲染的，如果运算量、数据量过大，便会出现卡顿、画面品质降低甚至死机现象。[5]因此，以尽可能少的数据计算，呈现尽可能大的、真实的体验内容，是每一个VR内容设计师努力的目标。二是可以获得更好的视听效果，更加美妙、舒适的体验感受。正如人们欣赏一幅画，若满眼都是刻画很细致的内容，反而看起来很累，感觉不到画中突出的亮点；相反，有虚有实看起来很轻松、愉悦，更容易对画中有意突出的某处亮点留下深刻的印象。同样，VR虚拟的内容也需要有虚与实的安排、布局，由此拉开体验感受的节奏变化，尽可能让体验者获得更美好的感受。这是本文的现实性、可操作性之所在，涉及的内容较多，所以下文专门分别加以详细论述。

二、虚实相生营造意境

“意境”是指立意取境，本是个不含有价值色彩的中性概念，20世纪初肇始于王国维对“意境”概念的理解，“意境”一词便倾向于美学的核心范畴，逐渐地，意境成为艺术追求的目标。[6]VR最初体现的是一门技术，最后落地的却是一门艺术。在中国艺术里，格外讲究虚与实的结合，其目的是为了获得美妙的意境。宗白华先生在《美学散步》中指出：“主观的生命情调与客观的自然景象交融互渗，成就的灵境是构成艺术之所以为艺术的‘意境’”。他将“意境”称为“艺术创作的中心之中心”。《美学散步》一书中有四篇直接谈到了虚与实的问题。宗先生认为，“实”是艺术家所创造的形象，“虚”是欣赏者被引发的想象。宗先生还指出虚和实的问题是一个“哲学宇宙观的问题”。在这一问题上，中国的儒道分殊。老庄由虚入实，孔孟由实入虚，并指出儒道两家都认为宇宙是虚和实的结合，因而两家并不矛盾。接下来宗先生又引用清人笪重光的话“实景清而空景现”“真境逼而神境生”。巧妙运用好虚实，便能获得“空灵与充实”的意境。VR作为一门新生的、其迥异于传统的、人们耳熟能详的艺术形式，因为其独特的可沉浸、可互动、多感知、富构想等属性，注定在中国式意境构建方面来得更加真实、深刻，更加深入人心。[7]

1.虚实中显深远

人们喜欢用“深远”来形容意境，可见深远之意境在人们心中的地位之高。我认为，人们向往深远之意境，大概是出于对神秘、美好事物从容、持久的体验需求的心理活动使然。不过有些遗憾的是，“意境深远”一词过去只能见于文学或绘画等这些并无实际体验意义的作品之中。而如今有了VR场景，则弥补了这一缺憾。譬如漫游类VR 场景，场景通常比较大，具备一定的“深远”意境营造的基础，但终究有限，还是很容易一目了然，无法持久，漫游的从容感缺失。只有通过专门技术（可见下文）进行虚实效果处理后，方能真正实现无限深远的错觉。由于VR3D画面与电影画面，尤其是3D电影有些相似，所以对于没有体验过VR场景的人，可能会拿电影做比较来理解，误以为与电影没有什么太大差异，因而以为特别拿VR场景来谈深远意境是言过其实。实则不然。尽管传统电影艺术的画面也是动态连贯的，画面通常也是对着实景拍摄得来，而且在拍摄过程中乃至后期处理中，对画面进行了景深、焦点上的虚实处理，也会有虚实变化，真实可信，但这只是起到画面清晰度的对比、凝聚观影者的注意力的作用，并不会获得真正的深度感。即使是采用3D方式拍摄的影片，虽然有了感官上的深度，但是由于和2D电影一样都是视频格式，没有全方位互动空间，观影方式设计上也不具备沉浸感，因而观影者无法“深入其中”，获得身临其境的体验。[8]惟有VR场景才能在实时互动中，对具有深度感、连续变化的画面实现虚实变化，从而营造出能够让体验者真正体验到无限深远的意境（表1）。

表1 VR场景2D、3D表达差异比较

2.虚实中见气韵生动

“气韵生动”是中国南齐时期谢赫提到的“六法”之一，已由最初的人物绘画中技法要求拓展成为如今几乎所有艺术创作都努力实现的目标，也是中国艺术所追求的意境形式之一。[9]我认为，气韵生动更多的应该集中在精神状态和气质风度的表露上，给人的感觉应该是潇洒、飘逸、优雅从容、动静有致。首先是“动”，只有动，最能体现生命力，也是具备精气神的前提。要想动，那就必须有可以动的空间，如果将动的空间和动的主体整合起来，那对应的就是“虚”与“实”。也就是说，但凡想达到气韵生动境界的艺术，必然是有“虚”与“实”的巧妙结合。成功的VR场景表达也必然是十分讲究的“虚”与“实”的结合，而且是贯穿始终的。相对其它艺术形式，VR场景表达做到这一点显得格外难。譬如，中国的绘画、书法，也讲究虚与实，但其中的“虚”与“实”是绝对的，只是巧妙地安排了“虚”与“实”的位置、大小、浓淡、枯湿等。[10]而且，这种“虚”与“实”的布局是静止的，一旦完成，便会保持不变的状态，因而无需接受有和无的检验。VR场景中的“虚”与“实”却不是绝对的，是时刻处于动态转化中的。原因是，在VR虚拟空间里，是允许体验者自由转换视角的。伴随视角的变化，视野中的影像会如同现实世界一样变化的、连贯的。“虚”与“实”呈现必然是完全同步变化的。即使视角完全保持不变，也会要求对当前视角内的内容有变化的设计，哪怕是些微的变化，否则会丧失生动性、真实感，因为现实世界是时刻处于变化之中的，观察者即使保持同一个位置注视同一个窗口，窗户中呈现的风景也会随着时间的变化而变化。VR3D是基于3D属性的，在某种意义上讲，VR场景表达艺术属于空间艺术，内容呈现、虚实变化是处于动态之中的，必须时刻接受有和无的检验。因此，VR 3D动画中的“虚”与“实”变化实现的工作量非常之大，可想而知。不过，正是因为VR场景基于3D属性，同时又是通过数字化来表达，所以除了可以如同现实中电影拍摄一样，手动调节灯光的颜色、强弱、照射区域、衰减范围等变化方法实现虚实对比外，还可以借助程序控制实时进行虚拟灯光、流体对象（如云、烟、水、雪等）、着色器（Shader）的定义，对虚拟镜头内的场景对象产生焦点模糊、速度模糊、景深模糊、光影明暗变化等，很自然地调动了人的大脑的构想机制，由此产生虚中有实、实中带虚（构想空间）、虚实相生、气韵生动的艺术效果（表2）。

表2 VR场景表达中常用虚化方法

3.虚实中见诗情画意

诗情画意即如诗的感情、如画的意境。多指文学作品中所蕴涵的情趣，亦是风景优美，耐人寻味，犹如诗画里所描摹的能给人以美感的意境。诗是书面语言的提炼，画是对风景的去芜存菁的取舍。诗情画意是艺术化的虚实变化的结果。如果将东晋刘勰“窥情风景之上”的愿望和同时期的顾恺之“目送归鸿难”的视觉艺术焦虑联系起来而作整体分析，不难发现中华诗情画意的历史自觉早已实现，至今依然是中华艺术所追求的境界。VR场景表达艺术也必然如此。然而，对于缺乏相关经验的设计者，在进行VR场景表达时会面临双重难题的关注——视觉形象的逼真讲求如何同时满足意念世界的高远旨趣。世间万象终究难穷于案头，怎样以有限的案头工作实现心想的无限？答案只有一个：巧施虚实布局。这里面包含着虚实变化技巧或者虚实审美方法。实际上，除了上文所列举的软件层面上的具体操作方法外，中国古人也早已探索出了相关切实可行的创作（设计）规律。譬如南朝时期宗炳的《画山水序》，不仅兼有诗学本体建构的意义，而且其最为精彩的“以形媚道”命题，与刘勰《物色》论中的“窥情风景”一语灵犀相通，赋予“巧构形似”的诗学以“造形”艺术的实践讲求，“法道”与“媚道”所共有的终极指向，也喻示着中华诗情画意的生成原理。这与中国道家乃至于释道合一所崇尚的“冲虚”“空故纳万境，静故了群动”的精神不谋而合。对于今天的VR场景表达者来说，一方面，这意味着要养成欣赏诗情画意山水风景之美的生活习惯和艺术修养，然后才能基于此而油然自觉地表达出具有中华特有的审美取向的VR场景（风景）。如此一来，便能对应于古人所谓“江山之助”的文化底蕴，凭借VR“登山临水”，亦将收获传统文化自信。[11]

三、虚实巧施拟万千气象

1.去体存面，以偏概全

VR场景中的对象按理说应该都是立体模型，但对于人眼来说，许多时候倒也不必面面俱到。这与现实当中人眼观察是一致的。如图4所示，随着视点m的位置变化（m1、m2、m3），对距离不同的对象观察到的范围是不一样的。以侧面而言，近距离的对象，随着视点、视角变化，侧面范围变化十分明显，随着距离的推远，如a1→a2→a3、b 1→b 2→b 3、c1→c2→c3，对于同一视点、视角，能观察到的侧面范围会越来越小，直至趋向于无。也就是说，对于较远处的景物，人眼几乎只能看到正面对着的一面；加上随着距离的推远，远处的对象被距离视点较近对象的干扰越来越多，因而越来越难被注意到。抓住这一视觉现象，对于较远的场景对象，可以以面代体、以偏概全的方式来表达。对于密封的环境，只需要表达内壁环境，而壁外景象可以置之不理。对于原本是立体的场景模型，可以通过专门的3D编辑软件删除不需要展示的面。此举会在完全不丧失真实前提下极大限度过滤数据冗余，从而实现虚中有实的艺术效果。[12]

图4 视点位置变化中对远近对象侧面观察范围变化比较

2.分级组合，以少胜多

所谓分级组合，其实包括两种方法：分级和组合。分级是指根据数据量的大小（或者说精度的高低）将VR场景中需要呈现的模型对象划分为若干级别，如高模、中模、低模3个级别（还可以更多级别），它们的精度依次由高到低，数据量由大到小。组合是指对同类场景模型（如树木、石块等）进行群组定义。先对若干（一般为3-5个）单体进行差异化加工，然后对它们进行随机搭配，定义成为若干（一般为3-5个）群组，最后对这些群组进行复制、布局，由此形成较大范围的场景。通常情况下，同一群组里，模型精度一样。在群组布局上，也是以视点（虚拟摄像机）为中心，由近到远，依次布局高、中、低精度模型群组。视距分段数量通常会与模型分级数量保持一致，在同一视距分段内布局的模型精度基本是一样的。非常重要的是，这种布局是伴随视点的变化，处于实时动态调整过程之中的。（表4）

表4 模型分级、分组与分配

这样做是有科学依据的。同类对象大同小异，人类面对群集同类对象的差异度的辨识会削弱。所以，在表达自然界场景时，没有必要要求每一对象模型都不一样。这虽然不符合真实情况，但如此分级、组合、复制（代理对象），既可以快速构建大片场景，又能确保呈现得很自然（既统一又有差异变化），依然能给人真实感，还能大大减轻计算机的负担，确保场景表达的流畅性，更增添了体验的现实感。

3.云遮雾罩，无中生有

现实中的场景并不是始终看起来都清清楚楚，尽管它们无时无刻不是实实在在存在着的。因为现实中经常会云遮雾罩。利用这一人们习以为常的自然现象，在场景表达时，尤其是在呈现高大雄伟、天地相接的场景时，可以巧用云遮雾罩、雪盖水淹，略去大片场景元素或者只是对其进行粗放表达，以获得无中生有、虚实相生的艺术效果。恰如早年中国水墨动画片《小蝌蚪找妈妈》，大片对云水的安排，也就是中国水墨画特有的留白处理，尽管不见具体的场景描绘，仍然让人产生置身于无垠山川之间的感觉，并平添一份美妙遐思。正可谓“虚实相生，无画处皆成妙境”。这是中国艺术创作、设计中惯见的意境和神态。