山西工商学院
摘要：近些年来，虚拟现实（Virtual Reality）技术的影响和活跃程度在应用市场上尤为突出，并且在不断地更新艺术和技术的平衡，同时还要兼顾设计的表现形式。而这种表现形式之所以能够越来越受欢迎，是因为它能够形成强有力的视觉记忆点。虚拟现实技术的快速发展，为展览馆数字信息化提供了前提条件，也给毕业展提供了新的方式，同时打破了传统毕业展的观展形式。
本文在总结了虚拟现实技术的市场调研情况、研究目的、和应用领域的基础上，着重对虚拟现实技术在毕业展的实际应用与操作进行深入研究。在展厅中运用虚拟现实技术，不仅可以构建属于自己的展位、展馆和展厅，同时还能够将作品的特点、互动性充分地展示出来。在本论文中，倾向于通过调研怎样使得现有的互联网及计算机技术创建出符合实际需要的网络虚拟化展览馆，其内容包括设备介绍以及技术需求，在此基础上进行具体地阐述。
关键词：虚拟现实技术；毕业展；数字化
Abstract In recent years，virtual reality technology（Virtual Reality）activity is particularly prominent in the application market，and constantly update the balance of art and technology，while also taking into account the form design. This form can become more and more popular，because it can form a strong visual memory. The rapid development of virtual reality，provides a prerequisite for the exhibition hall. The digital information to graduation exhibition provides a new way，also broke the traditional graduation exhibition exhibition form.
This paper summarizes the market research，research purpose and application field of virtual reality technology，focuses on the in-depth study on the practical application and operation of graduation exhibition. The application of virtual reality technology in the exhibition，not only can build their own booth，exhibition hall and exhibition hall，but also to the characteristics of the work，interaction fully displayed. In this thesis，tend to use the Internet and computer technology to create with existing network virtual exhibition hall of the actual needs，including equipment introduction and technical requirements，on the basis of detail.
Key words：virtual reality technology；graduation exhibition；digital
一、引言
（一）调研背景
随着科学技术的进步和社会环境的发展，人们的生活方法和手段也不断变化。特别是网络技术的发展，对世界经济的互联网带来了巨大的改变。
虚拟现实（VR）技术，是一种交叉科学技术，也被称为“虚拟环境”、“扬声器空间”、“拟态环境”、“模仿环境”、“模仿技术”、是在如计算器计算，电算化，识别、计算机技术、人机接触技术，时间分布加工技术、股票技术、数字多媒体技术、多机构的技术技能，人类行为研究等的现代科学技术的基础上逐渐发展起来的。若想要实现在一个虚构的环境中体会到真实的感觉，就必须采用计算机的特性和其他设备创建3D逼真的虚拟环境中的视觉体验，我们将其作为毕业设计的重要考量因素。正是这种人机交互技术的迅猛发展，为虚拟化毕业展提供了新的平台，为智能工程发展创建了一个新的接口工具，以及装置艺术的可视化开发实现了新的展示空间。
（二）研究的目的和意义
1.研究目的
在我们研究虚拟现实技术时，其中360度球形全景虚拟化技术这一类成为了我们主要研究的方向，它相对特殊，可在微机平台上实现，操作方便还能达到无缝拼接。与其他虚拟全景技术相比，它的“无死角”的特点备受关注。当下网络技术的发展愈加强烈，它的优势也就愈加突出，我们便参考了它这一优势。360度球形全景虚拟化技术打破了传统网络的特点，使人们可以在互联网上看到360度的宽视角，并通过交互操作，就可以实现自由观展，从而体验三维虚拟现实的视觉效果。与此同时，虚拟现实技术发展迅猛，其在展览展示、影像装置和互动制作中能够表现出较好的潜能，并且经我们研究发现已经有不少学校利用这一优势创建出虚拟化展览馆。为了紧跟行业发展水平，推进信息化建设。因此在这次的毕业展将虚拟现实方面的理论研究和实践操作同时进行，与行业发展步伐一致，为信息化建设注入新鲜血液。
2.研究意义
此次毕业展是利用先进的网络三维和多媒体技术，将实体展厅数字信息化，供观展者通过戴上VR眼镜进行参观和体验。数字化后毕业展的新型演变为之后想要研究虚拟展览馆提供了方向。该设计能够在计算机上为学生提供虚拟的展厅，因此学生能够通过计算机对毕业展作品进行了解，进而能够有效地把握学生对专业的掌握。另外，此次毕业展打造的虚拟平台还能够为校外用户呈现作品的相关信息，真实地将学校的实际情况传递给外界，让校外参展的用户能够贴近实际了解学校。
二、市场调研
（一）VR的发展的概括及现状
1.VR国内外发展趋势
国内外市场比拼，国内市场仍欠火候。虚拟现实技术在近年来取得了很大的提高，它已被作为广泛开发应用的方向发展。通过我们的研究发现，美国不仅是世界上在科技领域最具权威性的国家，还是虚拟现实技术的发源地，早已利用虚拟现实技术实现了军事演练。例如，在集体训练时，采用虚拟战场环境和模拟训练，使士兵通过操作不同的传感设备体会不同的虚拟战场，以便在真实战斗中做到超长发挥，取得胜利。美国宇航局（NASA）已经创造了一个虚拟现实训练系统的卫星维护和多个空气空间站使用虚拟现实系统，使得望远镜面板工作可以从航天汇飞机的运输舱内成功取出；在法兰克福中心库建设的计划就是利用这种技术来完成虚拟环境模型。日本在虚拟现实技术方面的进步也很突出，富士通公司在学习生物学和虚拟现实技术环境交互的基础上，开发出神经网络的手势识别系统，主要对于表示词的信号语言和姿势的动态语言进行研究。由此可见，国外的虚拟现实技术在各国所擅长的领域，都有着显著成就。
相较我国，还是要多多向国外学校先进的技术。据了解，到2002年，中国完成了支撑环境DVENET和分布式虚拟现实应用系统开发，并建立了首个在广域网的基础上能够实现分布式的虚拟现实应用的运行平台和异地分布的交互仿真，虽然我国起步慢，但随着技术的成熟我国已经研究出了具有自主性的虚拟环境和虚拟现实应用开发工具。
2.发展分析
经我们调研发现，实体展览馆在时间和人流方面与虚拟化展览馆相比有着明显的局限性，人们为了方便考虑更倾向选择虚拟化展览馆。实体展览馆只能在现有展厅中限制了作品的数量，也因此限制了一些作品的观赏方式，而虚拟化展览馆就可以解决这一问题，也改变了观展形式。
虚拟现实技术之所以称为最新的技术发展成果，是因为它结合了多媒体技术、传感器、计算机图形学、人工智能、数字图像处理、人的行为研究和处理技术，可以实现在虚拟的环境中体验真实的场景。虚拟实现技术还包括虚拟自然，模拟体验等技术，其最重要的目标就是促进人机交互的真实体验，并争取人机交互的和谐。本文以本校毕业展为例分析虚拟现实技术在毕业作品展中的应用，在讨论租相机设备时，我们发现Upano（XONE）这一款比较适合，操作方便还能实现无缝拼接。
（二）VR的应用领域
近些年，虚拟现实技术在教育方面有着显著的成就。例如，中国的浙江大学开发了一个基于字符的电子学习环境（ELVIS），以协助9-12岁的学生动手写故事。中国科技大学就是利用这一虚拟现实技术，开发了基于虚拟现实的第一套教学软件，打破了传统教学环境。
互联网技术的飞速发展也带动了我们生活水平的提高，购物方式也被淘宝网、ebay这种虚拟网上购物平台所替代。正是信息技术和万维网的发展，虚拟现实技术走进我们的身边，改变了我们传统的方式，影响着我们的生活习惯。它的应用领域十分广泛，甚至在艺术中的作用也有着不可估量的表现形式，增强了艺术表现力，对于手足不便的人们可以到虚拟音乐厅在客厅享受演唱会，待在家里就可以观看电子博物馆；我们就是参考了以上虚拟现实技术的实例，着重研究虚拟化毕业展这一方向，形式新颖，可以利用VR技术漫游毕业展厅，方便观展。
三、设计思路
（一）初期设计方向
随着各大名校毕业展的形式越来越新颖，目前学生在空间创意和规划设计方面，已经难有实质性的突破。而且加上专业技术日益成熟，他们需要更直观、更快捷、更全面地了解本专业的信息和所能涉及的领域，完成自己满意的毕业作品。因此在规划期或临毕业之际，展开创意攻势，将展现别具一格的毕业展的展现方式。在以往的毕业展中，传统的将作品展现在观展人面前。由于开展时间较短，大家都无法参观到全部的作品。因此无法有效的去参观。近年来，目前的全景虚拟技术早已不是之前简易的柱形全景，现已发展为球形全景和对象全景等，其中，正是球形全景的全视角的特点，因此备受大众关注。球形全景是指视角水平为360度，垂直为180度的一种全视角全景，它之所以能够实现360度无死角，是因为它的原理要求重合度大于百分之三十就可以实现无缝拼接。我们在讨论租什么款相机的时候，首先想到的是GOPRO，但是在了解具体操作和价格的时候发现Upano XONE这一款使用起来更为方便，由于我们是新手，在与租相机的老板沟通之后推荐我们使用这款。
（二）过程简介
1.拍摄设备的介绍
Upano XONE是一款专业的全景VR摄像机，兼具全景直播与录制双重拍摄功能，机身采用铝镁合金材质，一键式设计简化了操作，使用过程中用户可以通过PC端或手机端软件进行实时监看和参数调整设置。作为一款专业全景拍摄设备，XONE主要包含以下四大特点：全景直播与机内实时缝合、实时预览与拍摄控制、电池直流双模式续航、超清视觉体验。
2.拍摄练习
拍摄初期我们本来选择符合正式拍摄毕业展格局的美术馆，但由于馆内工作人员不允许拍摄，只能选择太原的王府井商场进行拍摄练习，在听过了如何拍摄的理论后，实际动手操作时还是挺复杂的。它通过无缝拼接的连拍功能进行序列图拍摄，在设置相机为连拍模式并对焦完毕后，按下快门并保持三十秒，相机将开始连续拍摄序列全景图。序列全景图通过Upano提供的“Upano序列全景视频制作软件”制作序列全景视频。
在一开始调试时镜头的水平面总是很难保持齐平，色彩及光感的数据也不好掌握，由于我们是新手操作起来不是很熟练，经过几次练习之后才可以经行正式的毕业展拍摄。
3.正式拍摄及效果
我们根据展厅的布置情况决定选取三处进行拍摄，因为展厅是一个长廊，所以和之前拍摄王府井还是有区别的，考虑到这样的布局想要拍成球形全景效果可能不如圆形的展厅布局，我们便选择了在展厅中间拍摄全景，距离较远的两个方向拍摄特写场景。首先在展厅的中间立好三脚架，拍摄第一个场景，固定好相机的位置，确保水平无差错。
接下来就需要连接电脑，通过Upano XONE自带的有限网口、WiFi特点分享、4G信号传输等多网络渠道，直接在电脑上对进程、色彩调节、推流和存储等参数进行设置，展开实时监控和回放。
由于在此次拍摄之前有了充分的调试经验，调试的进程也比之前快了不少，我在电脑调试时选择的是自然光，因为展厅的灯光足够柔和，不用再向暖色调调整。在调试画面的水平面上也掌握了技巧，在电脑上预览效果，不足的地方再稍作调整，之后就可以将电脑关机，设置相机开始进行三十秒的录像，在这期间我们是不可以出现在这画面当中，所以要隐藏起来，录制结束后，需要在后期的制作中选取一帧作为最后的全景效果图。如图1。
4.作品的不足
在正式拍摄过程之前有许多拍摄的失误，因为此设备价钱比较贵，租给我们相机的老板也很担心我们技术的不成熟和拍摄时会产生意外，我在拍摄初期由于太紧张，有些细节就没有注意到。比如拍摄时没有仔细观察到镜头的水平线是否平齐、室内室外色彩不够掌握、连接网点不顺利总出现卡顿导致拍摄的画面虚幻。而解决的方法就是不断的练习，还有不能操之过急要细心。只有在正式拍摄毕业展之前的不断练习拍摄手法和调试相机数据，才会当天拍摄顺利。因为感兴趣选择拍摄全景虚拟化毕业展，也深知自己的能力水平选择了相对操作简单的相机，但在真正动手去实践操作的时候才发现无论技术是强或弱都应该有认真细心地态度，拍摄虽简单，但拍的好很难。经过这次的拍摄不仅让我在技术上有了提高，也在日后生活或工作上也提供了帮助。
但是我们对VR的研究还不够深入，技术上的了解范围也不够广泛，我们的作品也只是参考了优秀作品技术上的复制，没能突破技术上的创新，达到令人耳目一新的效果。这也是我们自身能力的不足，但我没有失去对VR的兴趣，它的发展将是不可限量的，能够制约它的也只会是我们的想象力，对我们今后的生活产生重要的影响。
结 语
在研究和分析了行业内虚拟现实项目的基础上，结合此次虚拟化毕业展设计的实际情况，对建设网上虚拟毕业展进行了前瞻性研究，这些探索与研究将对展览馆未来的虚拟现实项目建设起到一定的指导和参考作用。
此次设计经过自己的努力以及老师的指导，克服了诸多困难。不仅让自己了解到了更多的有关虚拟现实技术的知识，明白到自己动手实践的复杂性，也学到了一些涉及此类领域中的知识，欣赏了许多优秀的作品。其次在拍摄的手法上有了显著的提高，这将对我日后的工作和生活都有一定的帮助。
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论文作者:吉哲
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/19
标签：虚拟现实论文; 全景论文; 技术论文; 展览馆论文; 这一论文; 环境论文; 展厅论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;