虚拟再现

虚拟再现（精选4篇）

虚拟再现 篇1

文化遗产的虚拟再现是指运用影视、动画、虚拟现实技术等手段还原文化遗产, 或创设体验文化遗产的虚拟情境, 从而对文化遗产进行保护和传播。随着世界各地大量的文物被战争毁坏, 大批文化遗产被纷至沓来的旅游者破坏, 用数字化技术保护文化遗产成为许多国家的选择, 而虚拟再现是文化遗产数字化保护中的重要一环。

虚拟再现不同于摄影或录像, 复制和还原仅仅是最基础的一环, 更重要的是构建出一个高度仿真的虚拟环境, 让观众能够张开所有的感觉器官, 真正地身临其境, 甚至可以在虚拟的世界里拥有高度的自主权, 自由决定虚拟游览的路线;虚拟再现也不同于实地游览, 不仅可以消除实地参观的时空限制, 还可以营造出多维度的时空, 观众能够随意穿梭于多个空间, 能够自由徜徉在历史的长河中, 在虚拟的世界中做一回穿越时空的“超人”。虚拟再现不仅要还原文化遗产本来的面貌, 更要挖掘其背后深厚的历史文化价值, 并将其广泛传播。

文化遗产的虚拟再现不仅是保护和传承文化遗产的一种很好的方式, 而且具有非常广阔的应用前景。不仅具有很高的文化价值, 而且在科学研究、商业开发等方面都具有较高的潜质。其应用前景主要涉及以下几个方面:

公开展览:催生虚拟旅游业

文化遗产的虚拟再现强调交互性和参与性, 因此许多文化遗产的虚拟再现项目是以大型互动装置作为载体的。由于目前技术的限制, 这类装置一般体积较大, 移动性不强, 适合在博物馆、旅游景点、展览会、影剧院等场所进行展示, 面向的主要是普通大众。

展现古代希腊历史发展的“古阿高洛的雅典”是一个多媒体博物馆, 就建在历史文化古迹———卫城的附近。它是一个圆屋顶的虚拟真实剧院, 观众戴上一副特制的立体眼镜, 就可以观看逼真的遗迹展示。每个座位上都设有键盘、操纵杆和显示器等装置, 观众可以自己设置参观路线, 选择观看角度。北京的故宫博物院中也设有一个特殊的沉浸式剧场, 观众在50英尺宽的巨型银幕前, 可以进入现实中禁止游人进入的太和殿, 还可以通过互动装置亲自到虚拟宝座上坐一坐, 体会皇帝的尊贵生活。这种设立在旅游景点中的虚拟再现场所, 让参观者出入于真实和虚拟两种环境之间, 弥补了真实参观中所无法实现的目标, 产生截然不同的感受与体验, 丰富了景点旅游的内容和层次, 也在一定程度上减少了实地参观对遗迹造成的破坏。

目前, 大型的虚拟再现互动装置已经可以实现移动展览。如虚拟再现印度古城废墟亨比的“Place-Hampi”是一个圆筒形的银幕, 参观者只要戴上3D眼镜就能在古印度的文明中畅游。目前该装置已在法国、新加坡、中国上海等地的艺术展上展出。这种跨地域的展览对于传播文化遗产的价值具有更为深远的影响。已经有研究者预言, “将来有一天, 戴上你的三维眼镜和口袋电脑, 从网上下载一个虚拟遗产, 随时随地都能观看, 根本不用去博物馆、不用看书, 更不用千里迢迢去游历一番”, 随着技术的进步, 随时随地地移动参观应该可以成为现实。

文化遗产虚拟再现的公开展览, 在未来可能形成一个新的产业, 即虚拟旅游业, 具有很高的商业价值。

网络共享:打开电脑坐拥世界文明

文化遗产的虚拟再现还可以通过互联网实现全球共享, 让世界每一个角落的人可以足不出户就分享到人类文明的精华。文化遗产是全人类共同的精神财富, 网络共享也充分契合了这一理念。

目前许多国家都建立了大规模的数字博物馆来传承, 特别是向年轻一代传播传统的文化遗产。美国的数字图书馆项目中最成功的计划是“美国记忆” (American Memory) 项目。“‘美国记忆’开始只是一个小型的利用CD-ROM保存图像的实验, 现在已成为美国历史文化方面最大规模的在线档案, 包括了美国建国以来的许多重要历史性文献。‘美国记忆’依托美国国会图书馆的强大数据库, 可为观众提供500万条可在线浏览的信息, 它以数据资源的优势和独特的功能设计, 每年赢得3亿美元的收入, 同时‘美国记忆’还专门设计了一个‘Learning Page’, 来帮助教师更好地利用数据库里的知识讲授美国历史与文化”。 (1) 可见, 数字博物馆不仅在传播文化、全民教育上具有突出的作用, 而且有很高的商业价值。

2008年10月10日, 中国推出了“虚拟紫禁城”, 这是中国第一个在互联网上展现重要历史文化景点的虚拟世界。在这里用高分辨率、精细的3D建模技术虚拟出宫殿建筑、文物和人物, 并设计了6条观众游览路线, 为了营造尽可能真实可信的体验, 还再现了一些皇家生活场景。只要下载虚拟紫禁城客户端后进行安装, 注册账号或者以游客的身份登录, 就可以选择地图来参观和游玩整个“紫禁城”。

开发数字化娱乐产品:“电视+电玩”的新型娱乐

文化遗产的虚拟再现因其强调互动性、参与性而具有一定的娱乐功能, 因此可以向游戏等数字化的娱乐产品进行转化。20世纪90年代初, 法国国家博物馆协会在推进各博物馆进行数字化进程的同时, 成功地将这些信息转换成各种形式的数字化产品。“例如它与法国著名的游戏公司CRYO合作出版了‘太阳王宫殿的阴谋’, 这个游戏以路易14时代的凡尔赛宫为背景展开, 分别以凡尔赛的宫殿和园林为舞台, 以谋杀太阳王路易14为线索, 用游戏的形式为观众提供了体验14世纪凡尔赛宫殿历史、建筑、绘画与园林的契机。这一游戏以本国独特的文化遗产资源, 充满幻想情节, 油画风格的虚拟空间, 使文化遗产资源和娱乐教育融为一体”。 (2)

未来文化遗产的虚拟再现将有可能转化成一种新兴的娱乐产品, 这种产品将电视和电玩结合在一起, 可以让观众“走进”电视节目, 有研究者打了一个形象的比喻:“试想象:现在所看的野生动物纪录片, 你以后就可随性‘走近’, 动物还可能被你‘吓跑’”。 (3)

数字化娱乐产品是创意产业中一个重要的组成部分, 拥有广阔的市场前景。将文化遗产的虚拟再现与之进行转化, 关键是要充分挖掘文化遗产中的趣味性成分, 对文化遗产背后蕴涵的历史典故等进行游戏化的设计, 还可以将具有共性的多种文化遗产进行整合, 将游戏背景放置在立体、逼真的虚拟环境中。

文化遗产研究:数字化、网络化的研究平台

文化遗产的虚拟再现为文化遗产的科学研究搭建了一个更为先进的平台。在文物和历史遗产的研究中, 传统的方法是研究者亲赴现场进行文物古迹的测量计算、记录数据, 再进行分析比较, 最终的成果就是一些实物照片和抽象的数据图表。而文化遗产的虚拟再现可以利用计算机的三维扫描、三维建模渲染、虚拟现实等技术进行历史文物的数据捕捉和处理, 建构虚拟模型。“在对历史文物进行三维扫描的过程中, 获取的数据文件存储在数据库内, 作为日后文物资料查询的基础。三维扫描技术对实物的扫描精确度达到0.3mm以内, 可以满足文物及考古研究中对模型的准确性要求”。 (4) 这样不仅极大地提高了工作效率, 而且数据文件的应用范围也更加广泛, 研究成果的推广也变得轻而易举。通过互联网公布虚拟模型和各类分析数据, 可以方便地实现国际间的联合研究, 而不必把世界各地的专家集聚在一起。虚拟模型经过Java小程序的应用开发软件的处理, 世界各地的人们都可以通过鼠标任意旋转并操控虚拟模型, 甚至通过安装操纵杆或三维空间球等虚拟现实设备来体验、触摸、感受虚拟模型。这一数字化、网络化的研究平台必将有力地促进文化遗产的研究, 推进考古学、历史学等学科的发展。

摘要：利用数字技术, 对已经消失或行将消失的文化遗产进行虚拟再现, 不仅可以更好地对文化资源进行留存与保护, 而且有利于提升文化遗产的传播性。这一技术手段在展览、数字化产品、科学研究、网络共享等领域具有非常广阔的应用前景。

关键词：文化遗产,虚拟再现,应用前景

注释

1 (2) 陈玲:《重构与整合---文化遗产数字化研究与对策》, 《中国传媒报告》, 2006 (2) 。

2 (3) 《借Place-Hampi的力量跨越时空感受“虚拟实境”》, http://www.eol.cn/xin_li_2076/20070226/t20070226_219725.shtml

3 (4) 杜嵘:《文化遗产研究初探》, 《新建筑》, 2001 (6) 。

下颌运动虚拟再现的六自由度测量 篇2

1 原理

建立2 个坐标系:观察坐标系(上颌)XYZ和物体坐标系(下颌)xyz。设坐标系xyz中的点Po(0,0,0)、Px(1,0,0)、Py(0,1,0)、Pz(0,0,1)在XYZ坐标系中的相应坐标是(x0、y0、z0)、(xx、yx、zx)、(xy、yy、zy)、(xz、yz、zz),由数学知识得2 坐标系间的变换矩阵为:

undefined

可见只要获得Po,Px,Py,Pz在XYZ坐标系中的相应坐标,便可获得变换矩阵M,从而获得刚性物体上任一点在XYZ坐标系中的相应坐标。在刚体的运动过程中,不断测得点Po,Px,Py,Pz在XYZ坐标系中的相应坐标,通过变换矩阵M,即可获得刚体相对XYZ坐标系位置与姿态的变化。

2 方法及实验

在下颌建立坐标系xyz,2 个准直激光源固定在下颌上,设在xyz坐标系中2 条光束所代表的直线方程分别为L1:y=0,z=-kx 和L2:y=0,z=kx,2 光束(图1)通过Z=0和Z=D 2 个栅网结构的屏时,被散射而形成4 个漫射点光源p1～p4。用CCD视频摄像机对屏拍摄,识别图像上光斑的中心,再转化为XYZ坐标,建立直线方程,可求得2 光束交点,即xyz坐标系原点在XYZ坐标系中的表达。由于一般情况下2 直线不能准确相交,应以他们的公共垂足中点为近似解。再根据直线L1与L2在XYZ坐标系中的方向数,可求得坐标轴x、y、z在XYZ坐标系中的方向数,从而获得了下颌运动的六自由度数据。根据(1)求出的变换矩阵可用来对下牙列三维数据集进行坐标变换,以三维图形方式再现下颌的运动。

对本文提出的方法进行实验。图像分辨率800×600 像素,屏尺寸300 mm×200 mm,材料为160目印刷用丝网,2 屏间隔40 mm。首先对系统进行标定。将双层屏幕固定在一个可前后移动的滑轨上,滑轨底座和摄像机固定在同一个底版上,摄像机光轴与屏表面垂直(图 2)。把一幅标准网格图案贴在屏的表面,网格间距10 mm。此时摄像机侧屏为观察坐标系的XOY平面。摄像机摄取屏的图像,然后将移动滑轨向远离摄像机方向移动40 mm,再摄取图像,得到的2 幅网格图像(图 3)。

根据网格图像可建立像素坐标与空间三维坐标之间的转换关系。当摄 像 机的几何 畸 变很小时,这一转换是线性的,否则要对几何畸变进行修正,修正可以采用多项式插值或神经网络方法。将网格图案从屏上撤下,移动屏幕到初始位置,即可进行实际测量。所用激光束直径1 mm,光功率1 mW,用立方棱镜分成夹角为90°的2 个光束。图 4是激光器在4 个不同位置所拍实际图像,激光器放在一个可平行于X轴移动的滑轨上,每次移动1 mm。最下方展示的是用重心法提取光斑中心位置的情形。采用重心法计算光斑位置可达到亚像素级分辨率。

测量每副需二十多分钟,完全可满足临床需求,表 1是4 次测量的情况,表中最后一列是反算出的2 条光线公共垂足的长度。

3 激光发射装置的安装

如图 5所示。图中A为过渡体,其后端面与下切牙外侧密接,可根据石膏模型的形状和大小来调节制备;B为激光发射装置,其由立方棱镜D和小型激光准直光源C组成。坐标系的建立如图所示,2 激光束所代表的直线在XOY平面内,斜率分别为1和-1,立方棱镜的中心在XOY面内的坐标是已知的。A与B固定在一起,在使用时采用临时粘接方法,将A(连同B)粘接在下切牙的外侧,便可进行下颌运动过程的记录。采集图象过程中应保持头部不动,仅下颌做垂直和侧向运动。再结合患者上、下牙列提前制取的石膏模型的三维扫描数据,便可重构出咬合运动过程的三维图形(图 6)。

4 结论

本文所设计的方法可实现上、下颌六自由度位移测量,计算公式简单,实时性强,连续测量无误差积累。实验中所用屏的材料为印刷用丝网,微观上具有栅格结构,由于衍射作用,使拍摄到的光斑光强分布不是理想的高斯分布,对测 量有一定影响。通过合理 选 择 屏的材料,精确测定激光束间的夹角,合理确定光束直径及功率等因素,可获得较高的测量精度,完全可满足口腔修复、正畸以学的测量要求。该方法也可用于其它应用领域。

摘要：目的:设计一种记录下颌骨六自由度位移的方法,以真实再现下颌的运动过程。方法:使用2个重叠的网格屏和2束成一定夹角的激光束,用一个CCD视频摄像机采集测量图像,通过简单的计算得到下颌骨的位置与姿态的变化过程。结果:结合上、下牙列的三维扫描数据,可以三维图形的形式再现咬合运动。所用的计算公式简单,实时性强,连续测量无误差积累,测量精度可用于口腔医学研究。结论:该方法可用于下颌运动过程的记录。

关键词：运动跟踪,虚拟咬合架,激光,坐标变换

参考文献

[1]　Bisler A,Bockholt U,Kordass B,et al.The virtual articulator[J].Int J Comput Dent,2002,5(2/3):101-106.

[2]　Kuroda T,Motohashi N,Tominaga R,et al.Three dimension-al dental cast analyzing system using laser scanning[J].Am J Orthod Dentofacial Orthop,1996,110(4):365-369.

[3]　吕培军,李忠科,王勇,等.非接触式牙颌模型三维激光测量分析系统的研制[J].中华口腔医学杂志,1999,11(6):351-353.

虚拟再现 篇3

关键词：有限元,OSG,倒塌,可视化

近几年来,国内外发生了多起楼房倒塌事故,如何科学准确地对工程事故进行鉴定分析,是工程师面临的重要任务。2001年,陆新征等使用有限元技术模拟了世贸大楼被撞击至倒塌的过程[1]。2008年,Mery Tsai和Bing hui Lin利用有限元软件SAP2000分析了一幢11层钢筋混凝土结构的抗连续性倒塌能力,并得到了结构的非线性响应[2]。但结构倒塌有限元模拟的专业性较强,视觉效果差,而且无法设置周边环境等信息,导致整个事故现场场景缺乏真实感,不利于非专业人士的理解。虚拟现实技术综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术,能在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境,增加结构倒塌场景的真实感,使用户具有身临其境的沉浸感,有助于理解和结果展示。

目前,有限元与虚拟现实的结合在虚拟制造和虚拟医学手术等领域更多是侧重于提高人机交互性能[3],在建筑结构领域,李道中研究了虚拟现实环境中有限元前后处理功能,将虚拟现实技术应用于有限元前、后处理系统中与图形显示有关的模块,来展现有限元计算结果[4];Igor等人研究了实时虚拟环境下弹性体的模拟,提升了具有大量结点的有限元模型的渲染效率[5]。许镇等人基于有限元软件MSC.Marc进行了桥梁垮塌力学分析,结合虚拟现实技术实现了桥梁垮塌场景的模拟[6]。以上研究侧重于提高人机交互性能、渲染效率等,或用于桥梁垮塌场景的重现,但在具有真实感的房屋倒塌模拟方面尚未涉足。本文利用有限元软件ABAQUS对某框架结构的倒塌行为进行数值模拟,并以分析结果数据为基础,在三维图形引擎OSG中再现此倒塌过程。

1 有限元模拟

某钢框架结构共三层,一二层层高为3.5m,三层层高为2.5m,梁截面为工字形,截面尺寸为250×255×14/14;柱是箱形截面,截面尺寸为450mm×250mm×12mm。楼面恒载为10 kN/m2,楼面活载为2 kN/m2。

在有限元软件ABAQUS中建立钢框架模型(图1)。本模型钢材采用Q235钢,梁和柱选取梁单元。为模拟该框架结构由于地震作用导致的倒塌过程,为结构施加足以致其倒塌的地震作用力,对模型定义两个分析步即平滑分析步及地震时程分析步,第一个分析步主要功能是对结构施加自重荷载,采用线性加载的方式;第二个分析步主要功能是对结构加载地震波,本文采用ELCentro波对结构进行三向地震下的弹塑性时程分析。在倒塌过程中,对于断裂、分离等非连续力学行为一般采用“生死单元法”进行处理,即在单元应力或应变超过某个设定的限值后被“杀死”,被“杀死”的单元并未真正消失,当单元死掉时将其刚度(或传导,或其他分析特性)矩阵乘以一个很小的因子[ESTIF],因子缺省值为1.0E-6,单元的应力应变均接近于0,在视觉效果上显示为不可见。在ABAQUS中在选择单元的element type时,在选项element deletion后选择Yes,并设置应变限值,即可实现单元生死操作。

有限元分析后,即可得到结果数据文件,包括每个时间步上的element单元信息、node节点信息、status生死单元信息,对于生死单元信息,在结果文件中1代表生,0代表死。

根据ABAQUS的结果文件,对结构在OSG中可进行场景模拟。

2 构建OSG模型

2.1 建模方法

首先定义新的类,包括Group类、Geode类、Geometry类。Group类是所有可分支节点的基类,它是场景图形空间组织结构的关键类,OSG程序使用组节点来组织和排列场景中的几何体,组节点可以有多个子节点,程序可以有序地安排其几何和状态数据。Geode类(即Geometry Node)是OSG中的叶节点,它作为叶节点不再包含子节点,但包含了osg::Drawable对象,而osg::Drawable对象中存放了将要被渲染的几何体信息。Geometry类与PrimitiveSet类相关联,实现了对OpenGL顶点数组功能的高级封装,并且Geometry中保存顶点数组的数据、纹理坐标、颜色以及法线数组。

关联几何体与Geode,并将Geode叶节点添加到场景图形的根节点。建立顶点集,将顶点集关联到Geometry实例上,后者已经与场景的Geode叶节点相关联。创建几何基元类PrimitiveSet并添加到几何体上,使用DrawElementsUnit类来实现,并使用push＿back顺序向其中添加元素。设置顶点的关联方式,对于点线模型,使用LINES的方式绘制直线,直线的起点、终点由数组中先后相邻的两个点决定,提供的点不止两个时,将尝试继续绘制新的直线。实体模型,OSG使用六个面组成一个体,以QUADS的方式绘制四边形,四边形的4个顶点由数组中相邻的4个点决定,并按照逆时针的顺序进行绘制,提供的点不止4个时,将尝试继续绘制新的四边形。

添加法线向量,定义一个Vec3的数组,用于保存法线向量值,并设置绑定方式setNormalBinding,绑定方式包括:BIND＿OFF不绑定;BIND＿OVERALL用一条法向绑定所有的顶点(顶点数组中);BND＿PER＿PRIMITIVE＿SET为每个图元集绑定一条法线(法线的个数要与图元集的个数一致);BIND＿PER＿PRIMITIVE为每个图元绑定一条法线(法线的个数要与图元的个数一致);BIND＿PER＿VERTEX为每个顶点绑定一条法线(此时法线的个数要与顶点的个数一致)。定义一个Vec4的四维数组,用于保存颜色值,比如(0.0f,0.0f,0.0f,0.0f)黑色、(1.0f,1.0f,1.0f,1.0f)白色等。然后将顶点数组的元素与颜色数组的元素对应起来,声明一个与顶点数组有相同个数元素的向量组,用于连接各个顶点与颜色,该向量组的索引对应顶点数组的元素,其取值对应颜色数组的索引,关联颜色数组以及刚创建的颜色索引数组与几何体相,并设置绑定模式。最后,设置视窗类osgViewer并进入仿真循环。构建模型流程图如图2。

2.2 场景模型

本文模型从结构形式上属框架结构,采用点线模型进行结构分析,共398个单元。遵循以上方法建立模型见图3,通过图1与图3对比可知,在abaqus和OSG中建立的模型一致。

3 动画效果实现

实现动画效果运用的主要是callback类,它继承于nodecallback,每一次渲染,每一帧程序都会遍历一次所有节点,将需要执行的操作定义在继承于callback的函数operator()里面,当遍历到某个添加了callback事件的节点的时候,就会执行callback函数里面定义的操作。把callback类当做一个回调添加到顶点数组,然后在main函数里面,不断的修改sharevalue里面的一个变量np,每一帧都会执行一次,修改sharevalue里面的变量就相当于在更新一个时间变量,然后在callback类函数里面根据这个时间变量,找到这个时间应该对应的状态,并设置成该状态。实现动画效果流程图如图4。

几何体在每一帧的状态按照以上建模方法绘制出模型,由于模型单元数及状态数较多,数据量较大不利于程序运行,故通过infile的方式从有限元有结果文件中提取数据,保存到数组P[m][n]中,m表示状态次数,n表示节点编号,向每一状态各单元压入节点时,以k[m]来储存各单元,对于单元连接方式相同的状态,以循环的方式来简化输入次数,从而减少数据量。对于结构倒塌造成的单元失效也就是被“杀死”的单元,通过有限元分析结果中的状态数据文件,提取各单元的失效时间,根据被“杀死”单元的失效时间,控制某一状态向单元压入的节点值,当某一单元已经失效时,以某一从始至终都未消失的单元代替,以确保单元总数的一致,避免了程序读取数据时出现错误。但由于有限元分析的帧数一般较多,所以提取被“杀死”单元的失效时间和单元编号时较繁琐,需手动对导出的status的excel表格进行筛选提取。

类的构造函数使用几何基元枚举类型作为输入参数,另一个输入参数是作为起始点的顶点索引值,数组的第一个元素的索引值为0,紧随其后的第二个元素为1,以此类推,而有限元软件中,节点及单元的编号均从1开始编号,因此,在输入节点或单元编号时,需将节点或单元在有限元模型中的编号减去1,来保证其在有限元软件及OSG中编号的一致性。

根据本文的方法,基于ABAQUS的分析数据实现了对结构倒塌过程的模拟,并对ABAQUS的模拟结果与OSG的动画效果进行对比,三个不同时刻的模型状态对比如图5～7。

通过对比可知,ABAQUS模拟结果与OSG动画效果基本一致,这说明在有限元模拟结果正确的前提下,基于OSG的场景模拟具有科学性。但由于ABAQUS模拟的帧数高达3002帧,相邻帧之间的结构变形不够明显,如果所有帧都用于OSG动画的制作,会消耗大量内存和时间,并且对于动画效果的表达作用很小,所以选择了影响结构变形(能够体现结构变形特征)的关键帧。因此,以上操作导致OSG的细部动画效果与有限元数值仿真结果有着细微差距,但对于某一关键帧的倒塌变形效果来说并无影响。关键帧数量的选取与模拟对象的变形行为有直接关系,选取原则以能表现结构关键变形为准。

4 结束语

本文利用有限元软件ABAQUS对某框架结构倒塌过程进行了数值仿真计算,并基于ABAQUS的分析数据在OSG中进行了框架结构倒塌场景模拟,结构倒塌场景动画与ABAQUS模拟结果基本一致,表明本文基于有限元法和虚拟现实技术的场景再现方法具有有效性。以上所述的工作同样适用于其它工程场景的再现,具有普遍意义。本文基于有限元分析数据在OSG中实现了动画效果,尚未对画面真实感进行优化,如添加光线地形、漫游等效果,若更加科学、真实地还原结构垮塌场景,还需进一步深化研究。

(a) ABAQUS模拟结果;(b) OSG动画效果

(a) ABAQUS模拟结果;(b) OSG动画效果

(a) ABAQUS模拟结果;(b) OSG动画效果

参考文献

[1]陆新征,江见鲸.世界贸易中心飞机撞击后倒塌过程的仿真分析[J].土木工程学报,2001,6(2):24-27.

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[4]吴鹏,赵龙.王勇军等.一种于基于有限元的形变模型算法[J].系统仿真学报,2001,13(5):674-677.

[5]李道中,虚拟现实环境中有限元前后处理功能的实现[D].大连:大连理工大学,2007:7-9.

[6]Igor N.et al..Real-time simulation of elastic objects in virtual environments using finite element method and precomputerl Green's functions,Proceedings of the workshop on virtual environments 2002(Wolfgang S.and Stefan M.,editors),Barcelona,Spain,2002.47-52.

虚拟再现 篇4

关键词：现代电影,表现美学,再现美学,虚拟美学

在百年的历程当中,电影作为一种具有最丰富载体的艺术形式,经历了人类对自我思想情感意识的认知,而与此同时, 电影也成为了一面镜子,于是人们可以在胶片当中看到美学的进步、发展。

1再现美学与表现美学的对立统一

艺术中所谓的“再现”,就是效法自然,模仿自然,将客观存在的事物和人物真实完整地呈现在艺术作品中。所谓“表现”,即重在“表现的艺术”, 强调表现自我感受及个人主观情感,认为艺术不是表达生活的现实,而是表达 “精神的现实”,是作品中排除再现部分的所有。而在文艺理论的研究历史中, 再现与表现可以说是艺术中的一对基本矛盾,它们相对立而存在,相统一而发展。而再现与表现的关系,从“再现论” 与“表现论”这两种文艺理论即可显现。 “艺术来源于生活,高于生活。”这句在艺术领域放之四海而皆准的名言也正可理解为再现美学与表现美学的关系。 再现是现实生活的一面镜子,而表现是照亮这面镜子的光。

对于电影,表现与再现作为艺术的一对基本矛盾,同样在电影这种艺术形式当中相互依存。电影发展的初期,工厂大门、火车进站,也是一种对现实生活的复制。卢米埃尔兄弟想要表达什么呢?那时的人类如同学会了婴儿最初的模仿,模仿这自己亲历的世界,将客观存在的事物人物呈现在了一种新的艺术形式当中,正是一种表现美学在新艺术形式当中必然的反映。当电影继续发展, 从《党同伐异》到《第七封印》,直至《阿凡达》,电影在成长,也从最原始的复制成为了人类思想的承载体,人的思想感受与精神世界都反映其中。电影开始逐渐穿透了影片表面,表达了一个极其丰富的人类世界。影片从现实中的提取、 抽离、加工,强调的不再是事件的原本面目,而是人类思想表达欲求。

2再现美学、表现美学、虚拟美学相互关联

电影仍在成长,如同从无声到有声, 黑白到彩色,3D等新技术的兴起再给电影世界掀起了一场前所未有的震动。电影迎来了一场质变性的突破——先进的技术带来的不仅是奇幻的视觉震撼,更是带来了一种新的美学现象的介入—— 虚拟美学。放眼影院,院线的影片中, 3D影片已占了很大的比重,而观众们也乐于走进影院,戴上眼镜,寻求一种新的试听享受。1977年,乔治卢卡斯的《星球大战》揭开了数字成像技术应用于电影制作的序幕。利用光学原理,在计算机技术的“数字魔术”中让世界为之耳目一新。“真实再现”变成了“数字表现”, 人类的想象力与创造思维如天马行空, 不可束缚,“虚拟美学”已悄然来临。 现代技术裹挟着虚拟美学以一种来势汹汹的势态涌入电影,于是电影中原本的美学现象的基本矛盾又添上了新晋成员。 再现美学、表现美学、虚拟美学成为了电影艺术中的三大美学现象。这三种美学之间的内部关系,笔者认为应当用三角形表现,再现美学与表现美学呈直线, 拉起三角形中的底座,而虚拟美学作为最年轻的美学现象,置于三角形的顶端。 表现与再现作为一种基础,构建了电影美学的基本关系,而虚拟美学在此基础上诞生于这两者之后,并与之相连。在三者的关系当中,无疑是相互关联的, 但在目前电影的发展态势中,虚拟美学与另两种美学现象相互牵制的力量并非可以划上等号。

美学大师李泽厚认为,“美是自然的人化,使客体世界成为美的现实,内在的自然人化,使主体心理获有美的情感”,前者是美的本质,后者是美感的本质,而数字特技影像则是视觉层次上自然人化的极大化。数字特技形象是虚拟或者半虚拟的,但观众感觉是现实的, 这就是数字特技影响中虚拟与现实的辩证统一。电影进入了发展的新纪元,可以把非现实的影像通过视觉变成屏幕上观众所能欣赏的“现实”。

鲁迅说过,没有人可以凭空捏造一个没有原型的鬼神。而在电影中,这句话也同样适用于再现美学与虚拟美学的关系。在讨论虚拟科技对电影影响的影片《西蒙妮》中,科学家用神奇的数码电子技术合成了一个完美的女人西蒙妮。 然而这个虚拟的完美代言人出自何处? 费雯丽、梦露、奥黛丽赫本……都来自真实的原型。西蒙妮取自众芳之长,造

参考文献

[1]李泽厚.美学三书[M].天津:天津社会科学院出版社,2003.