虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì)10月2日唐好選虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第1頁起源于哲學(xué)思維濫觴于藝術(shù)創(chuàng)作落實(shí)到技術(shù)實(shí)踐序言—關(guān)于虛擬認(rèn)識虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第2頁提要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)數(shù)字媒體技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)研究關(guān)于博士點(diǎn)相關(guān)研究構(gòu)想虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第3頁VR定義：VirtualReality從計(jì)算機(jī)技術(shù)視角看-互動環(huán)境VR普通定義為由軟件、硬件和參加者共同組成一個(gè)人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)參加者能夠多感覺與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生三維世界進(jìn)行交互作用虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第4頁VR定義：VirtualReality從人心理經(jīng)驗(yàn)上看-強(qiáng)調(diào)參加者感受VR是表示人在某種虛擬環(huán)境中在場感覺(Presence)遠(yuǎn)距離在場感覺(telepresence)(如遠(yuǎn)距離控制或操作)VR關(guān)鍵是人在場感覺和經(jīng)驗(yàn)，而不是計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第5頁VR基本特征VR含有3I特征交互（Interaction）沉醉（immersion）想象（Imagination）就共享式虛擬環(huán)境系統(tǒng)，表達(dá)可交互性是重點(diǎn)；而對于沉醉式虛擬環(huán)境系統(tǒng)，所強(qiáng)調(diào)是其沉醉特征（可進(jìn)入性）；不論哪種應(yīng)用，想象力都是不可缺乏虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第6頁虛擬界與現(xiàn)實(shí)界相互關(guān)系從內(nèi)容角度看，虛擬界各類信息既可來自對現(xiàn)實(shí)界真實(shí)實(shí)體觀察、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，又可經(jīng)過想象、設(shè)計(jì)、規(guī)劃等方法構(gòu)建，可插入某種藝術(shù)構(gòu)想從相互作用角度看，現(xiàn)實(shí)界需求推進(jìn)虛擬界向前發(fā)展，虛擬界演化重構(gòu)著現(xiàn)實(shí)界虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第7頁虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展前景科學(xué)可視化-虛擬風(fēng)洞設(shè)計(jì)與規(guī)劃-建筑設(shè)計(jì)和外觀規(guī)劃教育、培訓(xùn)、娛樂和藝術(shù)虛擬教室、虛擬音樂、虛擬博物館、虛擬畫廊、虛擬演員、虛擬游戲醫(yī)療-解剖學(xué)和病理學(xué)教學(xué)、外科手術(shù)訓(xùn)練和規(guī)劃軍事、航空和航天-虛擬戰(zhàn)場、宇航員訓(xùn)練系統(tǒng)等心理試驗(yàn)平臺-生成物理上不能實(shí)現(xiàn)刺激環(huán)境制造業(yè)-設(shè)計(jì)產(chǎn)品并完成產(chǎn)品測試虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第8頁虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)身臨其境性交互性直觀性協(xié)作性虛擬現(xiàn)實(shí)性虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第9頁媒體技術(shù)媒體包含兩層含義一是指信息物理載體另一層含義是指信息表現(xiàn)形式（或者說傳輸形式），如文字、聲音、圖像、動畫等媒體技術(shù)領(lǐng)域主要研究各類媒體數(shù)字表現(xiàn)形式和展示方式藝術(shù)元素在數(shù)字媒體藝術(shù)作品中應(yīng)用主要表示在界面設(shè)計(jì)上，利用電腦進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作，需要不但是技術(shù)（建模技術(shù)），還離不開藝術(shù)，離不開藝術(shù)元素表示虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第10頁媒體技術(shù)新動向年4月“數(shù)字媒體處理及數(shù)字博物館技術(shù)”研討班數(shù)字化文化遺產(chǎn)保護(hù)虛擬現(xiàn)實(shí)在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用三維模型重建與處理虛擬展示技術(shù)與虛擬人數(shù)字水印虛擬現(xiàn)實(shí)在數(shù)字娛樂中應(yīng)用數(shù)字博物館與文物修復(fù)數(shù)字視頻編碼進(jìn)展動畫作品創(chuàng)作技巧虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第11頁虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相關(guān)研究計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究自然景觀模擬不定形自然形態(tài)圖形學(xué)建模虛擬現(xiàn)實(shí)方面研究虛擬機(jī)器人控制虛擬手及人體虛擬漫游系統(tǒng)虛擬戰(zhàn)場虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第12頁關(guān)于數(shù)字媒體藝術(shù)博士點(diǎn)相關(guān)研究構(gòu)想三維形體造型及建模技術(shù)研究文化展示方式研究（虛擬/數(shù)字博物館）動畫技術(shù)研究（包含場景藝術(shù)特效制作和卡通動畫）基于故事情節(jié)場景驅(qū)動研究虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第13頁三維模型表示幾何形狀表示體表示法（Voxel）CSG樹表示法(結(jié)構(gòu)立體幾何法)邊界表示法（隱式曲面表示、參數(shù)曲面表示、細(xì)分曲面表示、多邊形網(wǎng)格表示和點(diǎn)集曲面表示）紋理屬性表示（顏色、光澤度和透明度）雙向反射函數(shù)（BRDF）、紋理映射（TM）、凹凸紋理映射（BTM）和雙向紋理函數(shù)（BTF）、交互式紋理造型以多邊形網(wǎng)格模型為代表三維數(shù)字信號，包含幾何和拓?fù)?，是繼聲音、圖像和視頻后被公認(rèn)第四代媒體數(shù)據(jù)類型基于圖像建模虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第14頁基于圖像建模技術(shù)經(jīng)過多幅深度圖像重建模型-基于深度圖像序列建模經(jīng)過多幅照片生成物體可見外殼-基于立體視覺建?；陉幱绑w建模基于光線跟蹤三維造型基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三維造型基于圖像紋理映射虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第15頁虛擬博物館目標(biāo)文化保留利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將文化素材數(shù)字化，并與相關(guān)資料庫結(jié)合時(shí)下文化資料永久保留學(xué)術(shù)研究將數(shù)字化后文化素材放在互聯(lián)網(wǎng)上，可供查閱觀賞及學(xué)術(shù)研究文物判別利用虛擬文物模型可進(jìn)行文物判別虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第16頁虛擬博物館應(yīng)用藏品數(shù)字化保護(hù)數(shù)字水印空域水印算法頻域水印算法生理模型算法（HVS和HAS）三維模型數(shù)字水印算法虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第17頁虛擬博物館應(yīng)用數(shù)字考古技術(shù)文物修復(fù)古人類面貌復(fù)原文物判定虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第18頁動畫技術(shù)動畫是一個(gè)含有各種可能性，含有技術(shù)和藝術(shù)雙重性質(zhì)伎倆真實(shí)感繪制需要形象真實(shí)感和運(yùn)動真實(shí)感，遵照真實(shí)世界物理規(guī)律非真實(shí)感繪制（藝術(shù)繪制）受設(shè)計(jì)者個(gè)人設(shè)計(jì)思想影響對動畫運(yùn)動進(jìn)行充分控制，使其能夠滿足人們意愿和想象，無須關(guān)心背后物理規(guī)律虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第19頁動畫技術(shù)彈性物體變形模擬-(比如樹木動畫)樹模型風(fēng)力模型基于物理變形計(jì)算虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第20頁動畫技術(shù)流體運(yùn)動模擬（煙霧、火焰、氣泡、波浪、爆炸等現(xiàn)象模擬）真實(shí)感流體非真實(shí)感流體（自然界中不存在現(xiàn)象，又稱為藝術(shù)流動）群體動畫技術(shù)（作戰(zhàn)軍隊(duì)、成群飛蟲）群體行為控制技術(shù)自主角色本身控制技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第21頁動畫技術(shù)非真實(shí)感繪制（NPR）-用于電腦藝術(shù)和電影媒體整合三維卡通色彩格調(diào)繪制三維模型輪廓線繪制多邊形網(wǎng)格模型輪廓線繪制光滑表面模型輪廓線繪制虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第22頁動畫技術(shù)研究思緒和方向-細(xì)節(jié)策略-加速策略-控制策略虛擬現(xiàn)實(shí)與藝術(shù)設(shè)計(jì)第23頁動畫技術(shù)實(shí)例-虛擬環(huán)境下人體動畫相關(guān)研究熱點(diǎn)人體動畫算法逆運(yùn)動學(xué)算法,運(yùn)動插值等運(yùn)動捕捉運(yùn)動編輯,運(yùn)動連接,運(yùn)動混合特定行為仿真某項(xiàng)任務(wù)驅(qū)感人體動作變換,形成完整動畫序列(如跳