认识R素材

Posted 2020-08-13

                                                       

Part-1、认识 A素材 vs. R素材 

•   VR素材可分为两类: 第1类是App开发阶段使用到的美术、动画、灯光、声音等资源，这是做游戏者最关注的素材。我们常称上述第1类素材为: 人为素材(Artificial Material)。且称第2类素材为:真实素材(Real Material)。

•   在VR游戏体验应用上，两类素材区分并不明显。但在VR行业应用(如VR教育)的开发上，明确区分两类素材，就很关键了。兹拿家中的水龙头来做比喻:VR App是水龙头

       

• 而人机介面(UI)是水龙头(App)的手把部分。

       

• 从水龙头的比喻，让我们轻易联想到第2类素材: 从水龙头流出来的ㄑ水〉资源。

   

 

Part-2、以<VR+教育>为例

•   在〈VR+教育〉行业应用中，从水龙头流出来的〈水〉才是用户真正需要的内容(和素材)。例如，VR App在终端头显上执行时，会不断地从云瑞(分发平台)下载最新的教学课件(如肖邦钢琴乐谱、MRl扫描的癌细胞3d影像模型) ，然后从VR头盔屏幕顕示出来。

•       这些从云端(水库)取得，并从头盔App(水龙头)显示出来的课件内容(水)，就是第2类素材:Real素材。若缺乏3D形式的Real素材，而只有Artificial素材，可做VR游戏，但对ㄑVR+教育〉并无意义。这些课件都是含有老师专业知识的，属于R素材(即Real素材)。

 

Part-3、以<VR+医疗MRI>为例

•   如何让VR贴进生活呢?人们体验了VR虚拟世界之后，总会产生欲望想透过虚拟操作，来改变生活周遭的真实事物。例如医生，总是想透过<VR+医疗MRl>提升他手术(改变真实)的精效。

•   因此，如果在<Real素材>不能做到极致的RV(Reality Visualization)，将大大降低医生、患者的VR体验，VR也远离了人们的生活。所以，像淘金客一样，用心寻觅探堪那里蕴藏了扎实专业的3D <Real素材>，是VR团队获利策略的重要环节

 

Part-4、R素材与App之关系

•   R素材与App之关系就是：水与水龙头之关系。App是水龙头；R素材是水；R素材平台是水库；Internet是水管。例如，MCU(台北銘傳大学)所研发/创造的知识内容(课件)，其实就是VR的R素材。

•   R素材(课件)是用户在全球各地教室里执行App时，实时从素材平台下传，从App显示出来。MCU的R素材随时创新、实时呈现在全球各教室。VR App只不过是一种新潮而多样化交互的水龙头。

 

Part-5、R素材与App开发流程

•   上述MCU大学的课件是实时存取的，也就是，不能绑入VR App的。这些课件都是含有老师专业知识的，属于R素材(即Real素材)。因此，R素材是实时(云端)存取的，不能绑入VR App的。

•   所以，正确的VR教育项目开发流程，应该是：

          

• 反观，许多VR项目开发流程(如下图)，并不适合于<VR+教育>的

    

•   例如，一个不合理的唐诗/宋词的VR教学内容(App)，其制作流程是：

•   其将唐诗/宋词等的R素材与美术/音效等A素材(即Artificial素材)混合在一起，统统绑入App里。把唐詩綁入App裡，對將是災難的開始! 一旦MCU師生對唐詩有創新吟法，R素材新陳代謝了，各硬件平台上的唐詩VR App必須全部重新編輯、上傳、用戶下載、安裝。時間、成本不堪想像!!

•   所以，应该改变唐诗/宋词的VR教学内容(App)的制作流程，如下：

•   其实，MCU课程内容都是R素材，都不宜绑入HTC vive APP、三星APP、FB APP等。在学习VR知识体系时，对内容(Content)、应用(App)、款式(Pattern)和素材(Material)等基本概念必须明确分辨。内容(Content)是泛称，其分为3个层级:大颗粒的应用(App)、中颗粒款式(Pattern)和小颗粒素材(Material)。

•   APP主要是Ul交互的A素材和脚本程序代码，APP程序代码会呼叫硬件平台的API，才能驱动手柄、头盔交互，所以App是Platform-dependent。一旦把MCU的课程内容(R素材)绑入APP里，MCU课程内容就无法跨平台了

 

Part-6、R素材库反映了真实自然界的有机次序(Organic Order)

•   完整的R素材是一个阴阳融合的整体，也就是阴仪(行为)和阳仪(构型)整合为一的，表达自然界事物的本质完整性。使用的时候，素材设计师或App开发者，从R素材库取出其构型(3D的几何图形)时，也同时带出其行为(专属的软件代码)。例如，下图只有阳仪，只有构型部分而没有行为部分，通称为<静态(static)素材>：

   

•   把这构型专有的阴仪(行为代码)搭配上来，再由计算机运行这代码(Code)，就可产生(动态)行为了，通称为<动态(dynamic)素材>：

        

•   在VR里，每一个原子素材都可以是完整的、动态的。全世界的设计师们可以轻易上网，到R素材库里拉出一个氧原子(O)，和两个氢原子(H)，不需要U3d编辑器，任何计算机都可以运行其专属的代码，而在VR头显上呈现出氢、氧原子的动态行为。然后VR设计师将上述三个原子层级R素材，组合起来成为一个水分子，也就是一个分子层级的新的R素材。

•   此时，设计师开始制作水分子的构型(3D的几何图形)，也设计水分子的各种行为(如流动、波动、反光等)，接着就由码农(Programmer)以计算机语言(如C++)来编程，撰写出这些流动、波动、反光等行为代码。最后，水分子的构3D构型与行为代码，组合为一，就是一个完整的、动态的水分子VR动态素材了

   

• 这样的R素材库就反映了真实自然界的有机次序(Organic Order)

 

Part-7、Organic Order：以<VR+教育>为例

•   MCU(台北铭传大学)的知识内容(如课件)，是VR的R素材(即Real素材)。例如，360全景视频或3D模型课件素材，都是3D的R素材。前面已经说明过了，其结构是：

   

• 例如，在MCU素材平台上有个<课件>，它是由1个mp4视频和2个ppt档案所组成。

   

• 我们很容易建立一个动态的mp4素材结构：

   

• 再建立一个ppt动态素材结构：

   

• 接着，就组合出分子层级的<课件>素材了，如下： 

       

• 于是，课件动态素材与MCU素材平台的档案之间的关系是：

  

• VR App可以透过课件素材，调用素材的代码函数来间接取得素材平台的视频或档案：

   

• R素材库反映了真实MCU知识领域的有机次序(Organic Order)。

 

Part-8、深入领悟R素材的本质及有机结构

•   大家都知道，VR的"R"是真实之意，VR常常要反映出真实。什么是真实? 例如，一位患者身上癌细胞的现况是真实。一个癌细胞R素材，是由一群分子层级R素材，所构成的<更大层级>的R素材。在R素材库里，一个癌细胞R素材也含有它的3D构型(阳仪)和行为代码(阴仪)。癌细胞的构3D构型与行为代码，组合为一，就是一个完整的、动态的癌细胞R动态素材了。

•   本来自然界里的每一项素材模型，都含有它本质性(Essential)、不可分割性的元素。这些元素可分为两种：1)结构性(Structural)元素；2)行为性(Behavioral)元素。例如，孙悟空模型本质上，就含有上述两种元素：1)形式(结构)上像猴子；2)动作(行为)上有72变，会腾云驾雾。

•   再如，仙劍游戏里的一把剑模型，本质上就含有两种元素：1)剑的形式(结构性)--- 大小、颜色、长相等；2)剑的变化(行为)--- 特殊的形状变化节凑、颜色闪亮的韵律等。上述的行为面(行为性)的元素，必须以软件代码表示，用来指示电脑执行才能呈现出来。一个素材的结构性要素和其行为面要素，就像太极的阴阳两仪，密切不可分的。可是，VR设计师常常把行为抽离了，设计师也用心<设计>素材的行为，但是不会写软件代码来<表现>素材的行为。

•   这编写代码的工作就转交给码农(Programmer)了，码农就把各式各样素材专有的行为代码混杂在一起写成U3d或Browser的脚本(Script)。有些则写成独立的软件工具，然后摆在软件的Lib库里，所以在表达上、储存上，太极的两仪是分离的，非常难以无缝重组回来。

•   于是，R素材库失去了素材本质性的有机次序(Organic Order)。R素材库很可能逐渐变成一只难以驾驭的恐龙了。

•   自然界里，除了原子级别的素材，还有分子级别的素材，然后才有化合物层级的应用物品。无论是任何原子层级的素材，都有其结构(电子、质子等)和行为(电子、质子相吸和运行)。一样地，分子层级的素材也都有都有其结构(如H2O等)和行为(共价相吸)。关键的问题是：VR设计师在原子级别就把行为面(代码)抽离了，表达和储存分离了。VR设计师和工程师，就无法将原子层级素材组合成为分子层级素材了。

•   理由是：分子的行为常常是由原子行为所组合的协作性(Collaborative)行为，如果在素材库里只能找得到原子的构形(阳仪)，却难以找到它专属的代码(阴仪)，就无法建构出分子层级的素材了。这种分子层级的素材，在服饰业、和建筑业里，通称为款式或样式(Pattern)，而在软件上，则称为模式。

•   R素材库只要有由分子层级的R素材(资源)。就能有效表达自然世界、或虚拟世界里阴阳融合的有机次序，在井然有序中无限繁荣了

 

Part-9、Real素材包装的标准化策略

•   Real素材包装，如同〈信封〉的标准化对管理者的获利就很关键。换句话说，R素材本身(信纸)百花齐放; 而R素材的包装(信封)力求标准化，才能支撑VR获利商业策略

• 宜采ㄑVR+Docker〉素材标准化和动态化，以强力支撑VR素材共享复用而获利。

• 參考：<<R素材的标准化>>

 

Part-10、<红绿灯>的范例

•   例如，浙江的义乌是全球著名的小商品城。义乌厂家数以百万计的所有产品的3D模型都是VR App的R素材。因为R素材常常就是2B(to B)客户的产品的3D模型，它是客户随时创新、改版、新陈代谢的。不宜把它们绑死在U3d里，它们(即R素材)的行为代码也不宜写入U3d脚本里。

•   许多人开发HTC Vive内容时，并没有仔细区别这两种素材，VR App反而绑死了客户的产品新陈代谢! 例如，义乌VR电商平台，其中有一项产品是：<红绿灯>产品

     

•   大家都知道，红绿灯产品里的每一颗灯都有其<3D结构>和其专属<行为>，其行为包括 <亮>与<熄>两项行为。将3个灯组合起来，成为一个<红绿灯>产品，这整体产品有其<专属的行为>，包括：亮绿灯，之后亮黄灯，再亮红灯。过去，不正确的作法是：

 

•   未来5年内，VR硬件平台仍然会百花齐放，各平台的API都是不一样的。上图里将<红绿灯>行为代码绑入App里，与硬件平台API混杂在一起。VR App这几年内都不可能跨平台，上图还让红绿灯产品(也是VR的R素材)的代码也不能跨平台。

•   素材或产品不能跨平台，也不能跨App，就无法发挥素材的复用性(Reuse)了。所以针对不同硬件平台，都必须重新写一遍素材的行为代码，且绑死在特定平台的App里。

• 由于各平台上的VR App里都有遍素材的行为代码，也就是素材的行为代码被任意散布于各App里。

•   一旦义乌的<红绿灯>产品改版了，其行为有一些改进，行为代码也必须修改。此时，灾难就发生了：所有含有原来行为代码的App，统统必须重新改写代码、重新编译、重新发布、和下载安装。其耗费的人力、时间都是难以估计的。所以，宜改为正确的做法：
  

 

•   于是，大家可遵循美好的法则：1) 红绿灯的构型与行为合而为一，不要分离； 2)只把代码的API绑入VR App，不要绑入代码本身；3) 也不要将红绿灯的构型绑入App，而直到用户运行VR App时才到伺服端实时取得红绿灯素材。这样就一切OK了。

• 關於API，請參閱：VR行業平台的框架API設計。 

                                             

如何优化HTC Vive的<VR+行业应用>开发流程?

    基於<Real素材>的有机次序(Organic Order) 

      -- 以<VR+教育>素材平台为例 

      -- <R素材平台>建置技术&实务

 

• 阐述如何调整HTC Vive开发流程，来满足<VR+行业应用>的巨大需求。

• 从基于游戏的古典开发思维，更上层楼进入<VR+行业应用>开发思维。 

• 在HTC vive平台上，开发者的思维还停留在VR游戏上，但VR行业应用开发潮流已经超越游戏思维的范畴了。

• 开发者必须站在非游戏行业的需求来优化其开发流程，才能正确有效地开发出<Vive+行业应用>。

• 也能加速HTC Vive在游戏之外的广泛行业应用与发展。

• 传统开发流程的误区在于：许多HTC Vive开发者把U3d上的Artificial素材，与行业(专业)的Real素材混在一起。

• 此外，也把Real素材的行为代码，混淆在U3d引擎的script里，绑死了行业ReaI素材的成长与新陈代谢，阻碍了业主的创新和成长。

 

By 高煥堂 [email protected]

                                                     

 高煥堂/台湾VR产业联盟 主席/[email protected] 

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