沉浸式设计体验在虚拟现实设计中的应用

摘 要：文章通过分析虚拟现实技术的现状，研究沉浸式虚拟设计体验的实现，对比平面的设计与虚拟现实设计的用户体验差异，分析虚拟现实设计和平面设计的异同，研究虚拟现实技术中沉浸式设计的未来发展趋势。

关键词：虚拟现实设计;沉浸感;沉浸式设计;体验

随着虚拟现实技术的发展，我们已经可以在现实生活中听到、看到各种独特的视听体验场景，比如游乐场虚拟场景体验、全息舞台效果等。这些场景都是虚拟现实技术的最新应用。虚拟现实技术是一种全新的视听技术，它的特点是可以在视觉、听觉、体感等方面为用户带来全新的体验，给人带来全新的视听环境，增加体验的沉浸感，优化体验效果。本文旨在通过分析虚拟现实设计和平面设计中的体验，寻找不同设计方式之间的差异化表现。

一、虚拟现实设计的现状

人类科技的发展历程，其实就是对自身需求不断完善的过程。科技的发展和应用，根本目的是不断满足人们的生活需求和精神需求，其中精神需求尤为重要。精神需求的满足，很大程度上依赖于视听科技的发展。

历史上每一次科学的进步，都可以让人类更接近未来[1]。电脑软件设计和打印机的发明，让传统的手绘广告的方法成为了历史;电视机、投影仪的出现，意味着人类可以通过影像来了解编辑好的故事、事件并与之产生共鸣。我们的显示器拥有越来越高的屏幕分辨率，尽管我们现在还不能像科幻电影中一样，凭借设备把自己送进和现实世界没有差别的虚拟世界中，但是数字媒体技术依然能带来更多真实的体验。但是，人们并不满足于一成不变的信息获取方式，还在不断寻求更加便捷且使人记忆深刻的视听体验。并且希望增强体验中的参与性。虚拟现实技术就此应运而生。

实际上，虚拟现实技术是一个成套的系统，它是经由多重技术集合产生的，其中包括建模技术、动态反馈技术和传感技术等，由计算机产生具有沉浸感的虚拟环境[2]。人们正在被越来越多的虚拟技术包围，像电视之类的高清显示装置，环绕立体声系统，虚拟拍照角度，结合了声音视频文本等的多媒体通信系统，以及数字化立体投影仪。跟踪设备的使用让数字媒体对用户的身体动作有了更多的回应，制造出更具沉浸性的体验。

二、虚拟现实设计中沉浸式设计体验的实现

虚拟现实技术的三大特征是沉浸、交互和仿真[3]。所谓沉浸感其实也就是在虚拟环境中的投入感。沉浸感代表人们对虚拟环境的投入程度。

（一）虚拟现实设计的视觉系统设计

虚拟现实通常被认为是利用计算机对现实场景进行模拟，从而使得广大的参与者能够感受到与真实场景一致的画面。但沉浸式体验效果的实现，并不仅仅依赖于硬件设备，还依赖于人的视觉认知。同时，其采用专门的软件来辅助设计效果的实现。实际上，所谓的三维立体空间，就是通过在二维空间的基础上改变长、宽、高比例，使人们产生错觉来实现的。

我们经常把幻觉当成真实。假如场景中存在两条一样的线，根据线条的位置不同，人们会自动调整视觉的前后关系，产生透视感。因此，场景设计者常常利用长宽或形状的错觉来设计场景，从一个移动的光点到一个符号化的景观世界，让我们产生立体感，空间也由此产生。

（二）虚拟现实设计中沉浸式设计的具体操作

在进行平面设计时，影响设计师发挥的因素首先是设计体验差。如画草图时不能直观地查看设计完成的效果，需要构图、草图、上色等一系列步骤才能得到最终效果，并且难以返回修改。虚拟设计则可以在空间中自由修改作品。另一个影响因素是操作体验差。设计师一般是通过键盘、鼠标等外接设备实现设计的，这些设备在操作过程中往往不能精确捕捉设计师的动作，存在着一定的延迟或误差。而虚拟设计往往是通过手势就可以完成的。虚拟设计的理念，其实就是运用现今急速发展的视听科技来辅助设计师进行艺术创作，从而得到更好的设计效果。

正如平面绘画一样，虚拟现实中的绘画也是通过专用的软件实现的。目前比较常用的有来自Google的Tilt Brush等。

在软件中，设计师面对的是一个完全不同的浩瀚星空。这是一个全新的虚拟空间。在这个空间中存在着与之前不同的纵深感、立体感，这种感觉是在平面二维空间中无法表现出来的。纸张的限制已经不复存在，因而给了设计师更大的发挥空间。

在这个空间中，我们需要做的只有一件事情——创造。之前在平面设计软件中的工具栏现在出现在设计师的左手上，我们可以通过手把相应的工具拖拽出来在空间中进行绘制（你可以把它理解为虚拟现实版本的Photoshop）。这并非游戏或是体验场景，通过使用虚拟现实设备的两个手柄来进行作画。在这里左手的手柄会变为立方体画板工具箱，有多种画笔样式、调色盘以及设置等功能可供选择，通过手柄的圆形触控区域来滑动操作;右手的手柄则是变为了画笔，按压手柄背后的按钮即可在工具箱中选取想要的内容，值得一提的是，创作的图形是漂浮在空中的，设计师不仅能够画出图案，甚至还可以漫步其中。

首先让测试者在电脑上进行绘图，然后在虚拟现实中绘图，通过测试者的反馈，我们可以看到，平面设计操作的响应时间和虚拟设计相差不大，绘制精度虚拟绘画略高，而设计时的沉浸感体验却远远超过平面设计的方式。

在设计的过程中，设计师能够突破传统屏幕的限制，在全新的空间中随意构建角色，并且能够用最自由的方式捕捉每一根线条，塑造每一个形状，这可以大大激发设计师的想象力和创造力。虚拟现实绘画技术在其他领域如动画创作或特效构建方面拥有极大的潜力，甚至在可以预见到的未来，有可能改變动画和电影的呈现方式。

三、虚拟现实设计中沉浸式设计面临的问题

任何新技术的发展、普及都需要一定过程，沉浸式设计体验虽然有着光明的前景，但目前还存在着一些需要解决的问题。首先，对人来说，新技术的接受与普及需要一个过程。改变人们使用习惯是一个长期的、潜移默化的过程。人们已经习惯对着电脑打字、设计，并用鼠标完成几乎所有的操作，因而会对戴着头盔等虚拟设备进行工作有一定的抵触感。并且虚拟设计的方式是隔空操作，培养全新的操作习惯也需要一定的适应过程。由于数据传输的需要，人们在戴头盔的同时，在脑后拖着一根连接电脑的线缆，也是一个让人头疼的问题。同时，虚拟现实设备也对空间、场地有一定的要求。

四、结语

基于虚拟现实设计和平面设计的体验对比，可以得出虚拟设计的沉浸感和设计体验超出平面设计的结论，因此，可以说虚拟设计是未来的发展趋势。在不远的未来，我们也许可以将大部分时间花费在虚拟世界中。我们正站在新世界的转折点上，如果虚拟这个词可以等同于在网上，那么世界上三分之一的人已经在虚拟世界里生活了。打动心灵曾经依靠基于视觉的想象，如今则依靠全方位、诉诸感官的浸入式体验。实际上，和真实世界相比，可能许多人宁可选择虚拟世界。想想看，只需要按一下按钮，就可以进入一个全新世界，这个世界可以按照你的想象自由塑造，你可以随意调整自己的身高、外貌、服装，徜徉在现实中不可能出现的美景中。虚拟现实技术是一扇全新的大门，推开这扇门，也许我们面对的是一个全新的世界。

参考文献：

[1]李金辉.隐蔽在现实中的虚拟：虚拟现实VR视觉影像创作谈[J].北京电影学院学报，2016（3）：22-27.

[2]孙略.VR、AR与电影[J].北京电影学院学报，2016（3）：13-21.

[3]赵蔚，段红.虚拟现实软件研究[J].计算机技术与发展，2012（2）：229-233.

作者简介：

毕海波，郑州成功商学院副教授。研究方向：多媒体设计、视觉传达设计。