③性能特点
设备简单。不需要昂贵的设备,就可以体验真正的虚拟现实。任何欣赏QTVR 场景的用户无须佩戴欣赏一般虚拟现实技术影片所要求的昂贵的特殊头盔、特殊眼镜和数据手套,所有对场景的操纵仅用普通鼠标、键盘就可完成。
兼容性好。QTVR 场景可运行于普通微机,无需运行于高速工作站。
在当今流行的操作系统平台上,均有相应的支持版本。因此,同一QTVR 场景可跨平台运行,同时,它还可以在互联网上发布。
高度的现实性。QTVR 运用真实世界的全景图像来构建虚拟的现实空间,真实世界的全景图是用一个35mm 胶片的相机和一个三脚架装置来获取的,它远比由计算机生成的图像的真实感强,由于胶片可以提供很高的清晰度,从而图像具有更丰富的色彩和更鲜明的细节,不同效果和各种环境也可以用一系列的镜头和滤光镜来获得。QTVR 提供了观察场景的正确透视,使用户有身临其境左右环视的感觉,又使用户可以在场景中从各个角度观察一个真实物体,从而提供了最大限度的VR 体验。
数据量小。QTVR 采用了苹果公司独有的专利压缩技术,它可以将一整张360°的全景图片压缩到540KB 以下。相对于其他虚拟现实技术,QTVR 影片数据量极小。小数据量意味着同样大小的磁盘空间存储更多的图片,同时也意味着用户对场景的操纵更加迅速。
制作简单。相对于其他虚拟现实技术而言,QTVR 的制作相对简单,它的制作周期比较短,制作的可控制性也很强。制作流程主要是拍摄、数字化、节点制作、场景制作。前期拍摄的不利因素的影响,如阴天光线的影响,都可以通过后期数字化加工消除。
(3)Flash 技术
虽然Flash 技术也开始通过插件支持三维模型的导人,但严格意义来说,Flash 矢量动画技术是基于二维的应用。由于它文件量小,形式新颖动人,在互联网上颇受青睐。
①模拟物体的三维展示
分别拍摄展示物体在某个二维平面里的各个角度的照片,一般拍摄十几幅即可,当然拍的越多越精细。然后把这些序列照片处理好以后导入到Flash 中做成一个动画,然后通过按钮和ActionScript 控制动画的播放,达到使物体前后旋转的效果,还可以加上放缩和鼠标交互功能。
②模拟场景的三维展示
分别拍摄展示场景在环视360°里的各个角度照片,一般拍摄十几幅即可,然后把这些序列照片处理成一张前后连续的图片,导人到Flash 中做成一个动画,然后通过按钮和ActionScript 控制动画的位置,达到使场景前后旋转的效果,还可以加上放缩和鼠标交互功能。
③点线面的三维模拟
在Flash 中通过精确控制点的位移来达到模拟三维空间的真实效果,还可以加上贴图显得更加真实,但过程较为复杂。
在网络上播放专业视频,一直比较困难,Flash 支持*.MOV(即前面提到的QuickTime 格式)视频的导入,再配上声音,也能替代视频的播放。
(4)其他多媒体编程技术
与Ulead COOL 360的原理相同,我们可以想象,将全景拼成一幅长画面或者将全景拍摄成一段视频文件,只要将其首尾相连,就可以运用各种编程方案实现虚拟现实的效果,例如Authorware、Director、VB 等。在编程软件中加入控制功能,令用户可以使用键盘或鼠标控制画面的移动方向或者视频的播放顺序即可。
2.基于三维模型(动画)的虚拟现实技术
(1)VRML技术
VRML开始于20世纪90年代初期。1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW 大会上,首次正式提出了VRML这个名字。1994年10月在芝加哥召开的第二届WWW 大会上公布了规范的VRML1.0标准。VRML1.0可以创建静态的3D 景物,但没有声音和动画,可以在它们之间移动,但不允许用户使用交互功能来浏览三维世界。它只有一个可以探索的静态世界。
1996年8月在新奥尔良召开的优秀3D 图形技术会议——Siggraph摧96上公布通过了规范的VRML2.0标准。它在VRML1.0的基础上进行了很大的补充和完善。它是以SGI 公司的动态境界Moving Worlds 提案为基础的。比VRML1.0增加了近30个节点,增强了静态世界,使3D 场景更加逼真,并增加了交互性、动画功能、编程功能、原形定义功能。
1997年12月VRML作为国际标准正式发布,1998年1月正式获得国际标准化组织ISO 批准,简称VRML97。VRML97只是在VRML2.0基础上进行了少量的修正。但这意味着VRML已经成为虚拟现实行业的国际标准。
1999年底,VRML的又一种编码方案X3D草案发布。X3D整合正在发展的XML、Java、流技术等先进技术,包括了更强大、更高效的3D 计算能力,渲染质量和传输速度,对数据流强有力的控制以及多种多样的交互形式。
2000年6月世界Web 3D 协会发布了VRML2000国际标准(草案),2000年9月又发布了VRML2000国际标准(草案修订版)。后来正式发表X3D标准及相关3D 浏览器。由此,虚拟现实技术进入了一个崭新的发展时期。
(2)Viewpoint 技术
Viewpoint 是基于XML 技术,由真正的3D 模型建立的。它具有完全的互动功能,可以真实地还原现实中的物体功能。可以创建照片级真实的3D影像,并且可以和其他高端媒体(Rich Media)综合使用。图3‐23就是应用Viewpoint 技术绘制的画面。Viewpoint 对于窄带应用有很大优势,Viewpoint使用独有的压缩技术,把复杂的3D 信息压缩成很小的数字格式,同时也保证浏览器插件可以很快地将这些压缩的信息重新解释出来。在3D 贴图上,使用JPEG 的压缩格式,保证文件的贴图不会使3D 文件加大。并且它传送给用户的方式像Flash、QuickTime、Realmedia 等流行媒体一样,使用了流式播放方式,这就使用户不用下载完所有的文件即可看到。
(3)Cult3D 技术
Cult3D 是一种崭新3D 网络技术,并不是在新的语言上有所创新,而是利用现有的技术。Cult3D 由两部分组成,一部分编写3D 素材,另一部分用于解读3D 素材,将最终结果天衣无缝地嵌入到HTML 中。它可以把图像质量高、速度快并有实时交互的物体送到所有的因特网用户手上。是全新的Web3D 技术,一个跨平台的3D 引擎。其目的是在网页上建立互动的3D 物件。利用Cult3D 技术可以制作出3D 立体的产品,利用Cult3D 可以以视觉的方式呈现不同的事件和功能的互动性。它的交互能力强,采用流的形式,文件较小,效果较好,并且可以旋转、放大、缩小,体现真实的物体属性。对于窄带网的应用,Cull3D 是展示产品最好的解决方案之一,Cull3D 的文件量非常小(20KB ~200KB ),却有近乎完美的三维质感表现。对于一般的浏览器只需安装一个插件,即可以即时浏览。
(4)B3D 技术
Brilliant 的程序员开发了一个数据压缩和发布技术,使得在窄带下也能够实现3D 数据流的传输。它引入了以对象为基础的数据库,将数据流和所存储的数据连接起来。然后角色按情节指令进行动画。
艺术家和动画师可以直接从3D Studio MAX 中直接输出动画到B3D 授权环境下,在那里文件被压缩并使用Brilliant 的数字播放技术发布到Web上。B3D 独特之处是可制作具有宽频效果的立体动画,并透过互联网传送至窄频用户。这些文件占用空间小、下载时间短及全屏幕显示的互联网立体动画内容。凭着这项崭新的立体动画技术,客户可将既具互动性、又富创意的内容传送给目标观众。Brilliant Digital 播放器提供对实时阴影的直接控制,并且不依赖点的颜色来模拟这些效果。这一切都给动画师提供了将同样的角色放置于不同场景、不同灯光条件下的非常大的灵活性。
(5)ShockWave 3D 技术
Macromedia 公司推出的Director ShockWave Studio,为在线用户和离线用户带来了互动的三维世界。较之之前的版本,Director 的最大变化就是加入了ShockWave 3D 引擎。通过Director,可以创建交互的三维影片。
ShockWave 3D 的应用范围很广。从简单的三维文字动画,到交互的三维游戏环境,都可以通过ShockWave 3D 技术表现出来。通过Netscape Navigator浏览器或Microsoft Internet Explorer 等支持ShockWave 的浏览器,用户可以浏览互动影片。
(6)Anark技术
Anark技术是一种新的虚拟现实技术。它的特点是能够很好地整合各种媒体素材,包括2D 和3D 图形、视频、音频和数据。Anark技术不仅有在素材整合方面的优势,在场景灯光上的表现也非常出色,并且Anark能够连接源文件。作者在源文件中做的更改,Anark在生成文件中可以自动地更新。
3.其他虚拟现实动画技术
(1)Java(Java 3D)技术
实际上,Java 技术已经广泛地运用到虚拟现实的网络展示中,在上述的Cult3D 技术中,便可以利用Java 语言进行二次开发。之所以未将Java 技术归为平面或三维技术中,因为运用Java 语言既可以轻松地创建360°实景物体和场景展示,也能模拟三维空间。由于Java 技术的跨平台特性,基于Java 语言开发的虚拟现实作品可在不同平台的浏览器上直接浏览,不需要任何插件。
(2)SVG 矢量图形
SVG 是一种开放标准的矢量图形描述语言。使用SVG 可以在网页上显示出各种各样的高质量的矢量图形。它支持几何图形、动画、渐变色、滤镜效果等,并且是用普通文本进行描述。也就是说,这是一种专门为网络而设计的基于文本的图像格式。这种文本又是基于XML 的。
今后的网络上将会有更多标准格式的图形文件存在,如GIF、JPEG、PNG、SVG。SVG 标准是由众多厂商和W3C(Wor1d Wide Web Consortium)共同制定的,目的就是为了要在网络上创建一种新的、大家认同的、可扩展的、开放的图形格式。
①基于XML 标准
XML 是公认的下一代网络标记语言,SVG 则是在最开始设计的时候就基于MXL,这使得它具有一种先天的优势,并且同HTML、CSS、DOM、XSL、JavaScript、CGI 一样,成为新的标准。
②高质量的图像
由于基于矢量,使得图像的质量得到大大提高,放大、缩小以及各种特效都比位图表现要好。
③灵活易用的文件格式
SVG 主要由3个部分组成:矢量图形、位图和文字。由于文件格式是文本的,更改起来非常方便,在页面的运行过程中,也可以对很多部分作修改。
④支持交互
由于支持SMIL(Synchronized Multimedia Integration Language),用户可以自由地同SVG 中的元素完成一些交互的动作,从而完成既定的目标。
⑤文本即图形
在SVG 中的文字本身可以附带艺术字效果,并且还保留文本的可编辑性。
复习思考题
1.简述非线编系统的构成、技术特点和发展概况。
2.非线性编辑系统的编辑管理包括哪些方面?如何理解它对于非线编系统的重要作用。
3.计算机动画的类型有哪些?
4.计算机动画的制作过程是怎样的?
5.简述虚拟演播室的工作原理。
6.虚拟演播室在应用中需要注意哪些方面的问题?