颜色、光线和材料

Color, light and materials

为混合现实设计内容需要认真考虑所有视觉资产的颜色、光线和材料。 美学目的包括使用光线和材料来设置沉浸式环境的色调,而功能目的包括使用醒目的颜色来提醒用户即将发生的动作。 必须根据体验目标设备的使用时机和限制来权衡其中的每项决策。

下面是有关在沉浸式和全息头戴显示设备上渲染资产相关的准则。 其中的许多准则与其他技术领域密切相关,可以在本文末尾的另请参阅部分找到相关主题的列表。

在沉浸式设备上渲染与在全息设备上渲染的比较

与在全息头戴显示设备中渲染的内容相比,在沉浸式头戴显示设备中渲染的内容在视觉上有所不同。 虽然沉浸式头戴显示设备渲染内容的方式与在 2D 屏幕上大致相同,但 HoloLens 等全息头戴显示设备使用色序透视式 RGB 显示器来渲染全息影像。

请始终花些时间在全息头戴显示设备中测试全息体验。 即使内容是专门为全息设备生成的,其外观在辅助监视器或快照中也会不同。 请记得在设备上演练体验,测试全息影像的照明,并从各个面(以及上方和下方)观察内容的渲染情况。 请务必在设备上使用一系列亮度设置进行测试。 所有用户不太可能都以假定的默认设置在各种不同照明条件使用设备。

有关在全息设备上进行渲染的基础知识

  • 全息设备附带加色显示器 – 全息影像是通过添加现实世界中的光线创建的 – 白色显得明亮,而黑色显得透明

  • 颜色影响因用户环境而异 – 用户房间内的照明条件有多种差异。 创建对比度适当的内容以帮助提高清晰度。

  • 避免动态照明 – 在全息体验中均匀照亮的全息影像是最有效的。 使用高级动态照明可能会超出移动设备的能力。 需要动态照明时,建议使用混合现实工具包标准着色器

颜色设计

由于加色显示器的性质,全息显示器上的某些颜色看上去可能有所不同。 某些颜色会在照明环境中跳动,而其他颜色则没有太大影响。 冷色倾向于隐退到背景中,而暖色会跳到前景中。 当在体验中探索颜色时,请考虑以下因素:

  • 渲染浅色 – 白色显得明亮,应谨慎使用。 在大多数情况下,请考虑使用 R 235 G 235 B 235 左右的白色值。 较大的明亮区域可能导致用户不适。 对于 UI 窗口的背板,建议使用深色。

  • 渲染深色 – 由于加色显示器的性质,深色看起来是透明的。 纯黑色对象看起来与现实世界没有差别。 请参阅下面的“Alpha 通道”。 若要渲染“黑色”外观,请尝试使用非常深的灰色 RGB 值,例如 16,16,16。

  • 颜色统一性 – 通常,全息影像渲染得足够明亮,因此无论背景如何,它们都能保持颜色统一性。 较大的区域可能会出现斑点。 避免大面积的明亮纯色区域。

  • 色域 – HoloLens 受益于“广色域”颜色,在概念上类似于 Adobe RGB。 因此,某些颜色可以在设备中显示不同的质量和外观。

  • Gamma – 沉浸式设备和全息设备渲染的图像的亮度和对比度有所不同。 这些设备差异通常会或多或少地使颜色和阴影的暗区变得更亮。

  • 分色 – 也称为“彩色分解”或“彩色镶边”。当用户用眼睛跟踪对象时,移动的全息影像(包括光标)最容易发生分色

技术注意事项

  • 锯齿 – 考虑到全息影像的几何边缘与现实世界交汇处会出现参差不齐的或“楼梯形”的锯齿。 使用高细节纹理会加剧这种效应。 应映射纹理并启用过滤。 考虑淡化全息影像的边,或添加在对象周围创建黑色边框的纹理。 尽可能避免薄几何体。

  • Alpha 通道 – 对于不在其中渲染全息影像的任何部分,必须清除 Alpha 通道以保持全透明度。 使用设备拍摄图像/视频时,未定义 Alpha 会导致出现视觉伪影。

  • 纹理柔化 – 由于光在全息显示器中是相加的,因此最好避免大面积的明亮纯色区域,由于它们通常不会生成预期的视觉效果

全息显示器设计准则

Color and hand occlusion

在针对全息显示器设计内容时,需考虑到多个要素才能获得最佳体验。 有关准则和建议,请访问设计适用于全息显示器的内容

用光线与颜色叙事

光线和颜色有助于使全息影像在用户环境中显得更自然,并为用户提供指导和帮助。 对于全息体验,请在探索灯光和颜色时考虑以下因素:

  • 晕影 – 使材料变暗的“晕影”效果有助于将用户的注意力集中在视场的中心。 这种效果使全息影像的材料在距用户注视向量的一定半径处变暗。 当用户从倾斜或掠射角度观看全息影像时,也会产生这种效果。

  • 强调 – 通过对比色、亮度和照明来吸引对对象或交互点的注意。 若要更详细地了解叙事中的照明方法,请参阅像素摄影 – 计算机图形的照明方法

    图像:使用颜色来强调叙事元素,此处显示的内容摘自 Fragments 中的场景

Use of color to show emphasis for storytelling elements, shown here in a scene from Fragments.

材质

材料是制作逼真全息影像的关键元素。 通过提供适当的视觉特征,可以制作能够很好地与物理环境融为一体的引人注目的全息对象。 材料对于为各种类型的用户输入交互提供视觉反馈也很重要。

MRTK 提供 MRTK 标准着色器,其中包含可用于视觉反馈的各种视觉效果选项。 例如,可以使用“邻近感应灯”属性,在用户的手指接近对象表面时提供照明效果。 详细了解 MRTK 标准着色器

视频流:基于对边界框的接近程度的视觉反馈示例Visual feedback on hand proximity



另请参阅