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浅析虚拟现实绘画软件技术的应用与发展
摘要：科技的迅速发展，使新技术开始走入人们的生活当中，时下热门的虚拟现实（以下简称VR）就是其中之一。虚拟现实绘画软件借助VR技术真实的沉浸感与虚拟空间，让观众在观看VR作品时仿佛置身其中。VR绘画技术的诞生，向人们展示了VR绘画这一全新的艺术创作形式。本文认为，虚拟现实绘画软件技术未来有潜力在电脑绘画、动画设计等领域中占有一席之地。本文最后从技术方面，分析了这类软件在艺术创作中的发展前景，以及今后发展中所面临的问题与挑战。
关键词：虚拟现实；头戴式显示器；VR绘画软件
一、虚拟现实绘画软件的发展历程
1.VR头戴式显示器的发展
VR头戴式显示器又称虚拟现实头盔。早在上世纪90年代，军事、航天等领域已经开发出了类似的体感设备。但由于造价昂贵、国防科技保密等问题，VR技术并未对大众消费者开放。
2011年，以帕尔默·拉基（Palmer Luckey）为首的大学生创业团成立了Oculus VR公司,并创意性的发布了Oculus Rift头盔作为VR这一高新技术的专用载体。［2］随着VR头盔的走红，2014年7月，Oculus公司被社交巨头Facebook公司以20亿美元的价格收购。［3］2017年5月，Oculus Rift头盔正式发售，这是全球首款面向广大消费者的头戴式显示器。
与传统的人机交互方式不同， Oculus Rift头盔能让佩戴者的“视觉部分”进入到游戏中，如临其境般地观看电脑或电影中的图像。该头戴式显示器还支持陀螺仪功能，用户可以通过转动头部来改变视角，从而突破传统人机交互模式中电脑屏幕的限制，带来真实的沉浸感体验。［4］
2.VR绘画软件的滥觞
（1）全新的艺术理念
2016年，Oculus公司发布了Oculus Rift头盔专用VR绘画软件Quill，该应用让用户能直接在虚拟现实世界中绘画，通过Oculus Touch手柄以及动作跟踪系统，Quill用户能选择不同的画刷、颜色等后自然地在空中挥手绘画，并将效果作品实时地通过3D画布渲染出来。VR绘画软件还拥有先进的画笔工具，涂鸦编辑功能及画面分层工具，能创作水彩画、油画等多种风格的艺术作品。在VR绘画软件中，用户还可以脱离传统电脑“屏幕”的限制，在虚拟空间里体验到自由、真实的创作感。
（2）简易的动画创作工具
2018年3月，Quill通过更新添加了全新的动画工具，使静态插画作品能变成真正的虚拟现实动画片。其概念和手翻书的道理一致，只要将一系列稍有差异的图片连续排列到一起，快速翻页，就能看到这些图片“活动”起来。［5］
和传统动画软件相比，Quill软件中VR的动画工具不但简单易上手，还能为作者节省大量制作时间。例如，VR艺术家完成动画短片《Beyond the Fence》时只花了三周的时间，如果使用传统三维动画软件制作，可能要耗时超过一年。［6］专用动画工具的出现使VR绘画软件兼备了制作动画的功能，让更多用户在VR中体验到制作动画作品的乐趣。
（3）快捷的游戏建模工具
谷歌公司于2017年7月发布了一款名为Google Blocks的VR建模工具。该软件最大的特点是，让用户能简单方便地用预设的三维图形组建出真实的物体。如同它的名字“Blocks”表示块状物体一样，软件的使用方法也和“搭积木”一样。戴上头盔，用户就能在虚拟现实空间中通过动作捕捉技术，把预设的球体、正方体，圆柱体等基础多边形堆积成更复杂的图形，借助虚拟空间和动作捕捉的便捷功能，操作过程非常简单。在此之前，开发者们即使想要在VR游戏里添加一个水壶之类的简单模型，也需要使用3ds Max这样的专业软件进行建模［7］
Quill和Google Blocks的出现，打破了传统的动画、建模的制作方式。借助VR技术独有的虚拟空间与体感功能, 这类软件具有简化制作过程，节省成本与时间的优点，也将“VR艺术”这一突破边际的全新艺术理念展现在人们面前。
二、虚拟现实绘画软件的特点及应用现状
1.VR绘画软件的特点
与传统绘画软件相比，虚拟现实世界绘画软件最大的区别在于，作者不仅拥有着无限的创作空间，还能在多重空间中随意的“跳跃”。在VR动画作品《Worlds in Worlds》中就展示了这一特点。只要作者发挥想象力与创造力，就能将这个空间当成自己的“画布”和“雕塑台”，创作出真正的超越现实和单线性思维的作品。对于喜欢尝试新创作方式的艺术家而言，VR绘画会是一种前所未有的全新创作体验。［8］
2.VR绘画软件的应用现状
目前，已经有多款VR专用绘画软件问世，包括了绘画，雕塑，三维建模等多个领域［9］，所创作出的VR动画短片《HENRY》、《Worlds in Worlds》等也在业界获得多项大奖。由于传统的电脑绘画软件在创造力与表现力上缺乏特色，制作出的美术作品更像流水线上生产的“产品”而非“艺术品”， 作为创作媒介的VR技术一直是艺术创作者们的重点关注对象。众多从业者认为VR绘画软件在未来有潜力改变电脑绘画中传统的人机交互模式，在电脑绘画中实现突破。［10］
三、虚拟现实绘画软件应用所面临的问题
综上所述，VR绘画软件独特创作效果，与作品带来的真实沉浸感，使其未来在动画，影视、游戏等多个领域当中有具有一定发展潜力，但在实际运用中，仍然面临着一些问题。
1.设备门槛较高
要使用VR绘画软件，首先必须有相关配套的硬件设备。像主流设备 Oculus rift, HTC Vive头戴式显示器虽然体验感上佳，但价格较为昂贵（售价分别为399美金、599美金）。而且用户还需装配一台高端电脑，及准备好足够的室内活动空间才能保证虚拟现实设备的顺利运行，据统计，要搭建一个合适的虚拟现实体验环境，所需费用至少也在20000-30000元。［11］此高的入门门槛，是一般消费者所无法负担的，设备的高门槛问题无疑这项新技术普及的最大难题。
2.技术缺陷与内容不足
当今主流的显示设备，分辨率都能够达到2K或者更高的画质,因此能够带给用户以最佳的视觉体验。而当前的VR头盔所能提供的分辨率还达不到这个标准，尤其是对绘画软件这样的美术应用工具，分辨率不足将对作品的质量产生很大的影响。［12］研究还显示，由于现阶段技术上存在缺陷，目前面市的虚拟现实设备连续使用时间为最长2小时，如长期使用该设备会产生如晕动、疲劳和恶心等一系列的健康问题。［13］
如何解决这些问题，使用户获得更舒适的体验效果，对于VR以及VR绘画软件的普及发展而言非常重要。
（1）优化硬件设备
首先，VR硬件还需要继续优化。当今主流头戴式显示器由于技术限制多采用有线连接，在使用过程中，用户往往要在脑袋后面拖上一条长长的“辫子”，即影响了体验效果还带来了高昂的制作成本。在未来做好“减辫革命”，将设备轻量化，发展便捷的无线VR一体机，是VR设备未来发展的趋势。设备轻量化不仅能降低硬件的成本，还能给用户带来更方便快捷的VR体验及更好的空间感、沉浸感，让更多用户感受到“移动VR”的魅力。
（2）丰富应用内容
其次，只依靠硬件很难发挥VR技术真正实力，VR平台没有好的内容支持，再好的设备也难以吸引到消费者。目前VR设备出于商业盈利目的，主要应用为游戏、娱乐，在美术创作领域上缺乏足够的软件工具，要想推广到美术工作者当中，VR还要完善相关的内容建设，才能吸引到更多用户。
参考文献
［1］走进生活的“互联网+”·虚拟现实技术[N].光明日报，2015-12-11.
［2］How Palmer Luckey Created Oculus Rift .Taylor Clark，2017.
［3］《Facebook 20亿美元收购虚拟现实厂商Oculus》唐风 邱越，2014.
［4］《Oculus Rift CV1详解》百度文库，2015.
［5］《Naam, Creating Art in Oculus Quill》Art Spotlight，2018.
［6］《Oculus' New Tool Lets You Animate Films Inside of VR》
Angela Watercutter，2017.
［7］《Fearful of bias, Google blocks gender-based pronouns from new
AI tool》Paresh Dave，2017.
［8］《Quill验证了VR内容制作工具的稀少和高价值》Robert wells，2016.
［9］《7 best tools for painting, 3D modelling and sculpting in VR》
Miriam Harris，2018.
［10］《VR技术在美术教学中的应用探究 》魏必鹏，陈晋， 2018.
［11］《虚拟现实技术教育应用的潜力、进展与挑战》刘德建，刘晓琳 ，2016.
［12］《傲唯刃道甘健阐述虚拟现实技术》邯郸新闻网，2016.
［13］《海峡都市报》崔世磊,2016.
作者简介 ：毛达（1988.4-），男，湖北武汉人，艺术学硕士，中南财经政法大学中韩新媒体学院助教，研究方向：互动多媒体。