基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化路徑研究

陳學(xué)楷

摘 要：虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種新興技術(shù)，改變了以往的二維交互方式，實(shí)現(xiàn)的了具有多個(gè)維度的交互性、即時(shí)性和沉浸性為特點(diǎn)的一種新的媒介。在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天，技術(shù)和藝術(shù)越來(lái)越緊密結(jié)合從而把內(nèi)容更好地表現(xiàn)出來(lái)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和工業(yè)遺產(chǎn)的結(jié)合可以很好地實(shí)現(xiàn)工業(yè)遺產(chǎn)的數(shù)字化，把工業(yè)遺產(chǎn)的歷史文化以虛擬現(xiàn)實(shí)這種形式向人們展示出來(lái)，使得工業(yè)文化的表現(xiàn)形式和感染力得到了提升，增強(qiáng)了人們對(duì)于工業(yè)遺產(chǎn)的歷史文化的認(rèn)知水平，同時(shí)又能感受到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來(lái)的沉浸感和娛樂(lè)體驗(yàn)。本文對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化的結(jié)合在提升工業(yè)遺產(chǎn)在社會(huì)服務(wù)功能的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；工業(yè)遺產(chǎn)；數(shù)字化

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化的發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)“VR”）是一種由計(jì)算機(jī)技術(shù)組成的具有沉浸感的一種新的媒介，通過(guò)捕捉人體發(fā)出的動(dòng)作來(lái)進(jìn)行交互，和較為傳統(tǒng)觸屏的二維交互方式相比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互方式具有增強(qiáng)多種不同的感官反饋，能夠讓人的大腦產(chǎn)生一種沉浸在虛擬世界的感受，從而獲得更真實(shí)的感覺(jué)反饋。

2016年被稱(chēng)為“VR元年”，在2016年年初的美國(guó)國(guó)際消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)上，VR設(shè)備就已經(jīng)取代了智能手機(jī)成了各個(gè)科技大會(huì)的科技產(chǎn)品，現(xiàn)在各個(gè)互聯(lián)網(wǎng)公司也爭(zhēng)先恐后地推出有關(guān)VR的產(chǎn)品，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也在普通的消費(fèi)者之間得到了普及。早在2015年的時(shí)候，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅速發(fā)展使得其運(yùn)營(yíng)的成本有所下降，有利于在人們?cè)谏逃煤兔裼蒙系玫酵茝V?，F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展長(zhǎng)在為各行各業(yè)帶來(lái)深刻的變革，無(wú)論在技術(shù)還是信息方面的變化，例如人們?cè)谌粘＠锰摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)、娛樂(lè)、進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算等等的方式將會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性和沉浸性的特點(diǎn)，讓用戶(hù)能夠有身臨其境的感受，提高用戶(hù)的信息接受能力。例如，在2010年上海世博會(huì)進(jìn)行了網(wǎng)上的模擬展館，通過(guò)三維立體建模能夠真實(shí)地再現(xiàn)上海世博會(huì)的盛況，用戶(hù)只需要通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)進(jìn)行交互，能夠看到世博園區(qū)的全貌，還能切換不同的視角，如全景、平視、俯視、和夜景等。

工業(yè)遺產(chǎn)是由工業(yè)發(fā)展所形成的文化的遺留物組成的，由于英國(guó)是最早進(jìn)行工業(yè)革命，所以也是最早進(jìn)行工業(yè)遺產(chǎn)保護(hù)的國(guó)家，保護(hù)范圍包括了很多領(lǐng)域，如蒸汽機(jī)、發(fā)電站、工廠(chǎng)廠(chǎng)房、工廠(chǎng)辦公建筑等都在工業(yè)遺產(chǎn)的范圍之內(nèi)。隨著我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，有一些陳舊的落后的工業(yè)產(chǎn)區(qū)逐漸被淘汰，面臨著改造再利用，如北京798由之前的工廠(chǎng)到藝術(shù)區(qū)的成功轉(zhuǎn)型，也成為了一個(gè)藝術(shù)文化符號(hào)，吸引著很多藝術(shù)家和文化創(chuàng)作人員來(lái)進(jìn)行辦展覽等文化活動(dòng)，工業(yè)遺產(chǎn)的核心是讓人們了解工廠(chǎng)遺留下來(lái)的文化，但是人們只能通過(guò)一些工廠(chǎng)的建筑來(lái)和一些簡(jiǎn)單的介紹對(duì)工廠(chǎng)的歷史進(jìn)行了，這和工業(yè)遺產(chǎn)做要傳達(dá)的歷史意義并不是很吻合，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展和普及，使利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)遺產(chǎn)的數(shù)字化變得具有可能性。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化結(jié)合的意義

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化中的優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸性、交互性和想象性特點(diǎn)。首先利用計(jì)算機(jī)等技術(shù)能夠提供給用戶(hù)具有身臨其境的感受，能夠讓用戶(hù)更好的接受所要傳達(dá)的信息；其次在交互性上，與PC端的鼠標(biāo)鍵盤(pán)交互方式不同，如HTC公司的VR眼鏡可以利用手柄來(lái)進(jìn)行交互；還有諸多傳感器與用戶(hù)或者周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行交互，最后虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還具有想象性的特點(diǎn)，人們可以在這種虛擬世界里面加深對(duì)于事物的認(rèn)知并且更加有利于新的想法的出現(xiàn)?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，應(yīng)用在工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化中有著很明顯的優(yōu)勢(shì)：

第一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠更好地讓人們?cè)跇?gòu)建的工業(yè)遺產(chǎn)的3D模型中真實(shí)地感受工業(yè)的歷史文化，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成的三維交互環(huán)境，不僅能夠切身感受到過(guò)去的歷史和現(xiàn)在環(huán)境的變化，而且還能與過(guò)去的歷史進(jìn)行交互，提高了趣味性；第二，在感官上的知覺(jué)刺激上更加多樣化，和現(xiàn)實(shí)世界一樣，在參觀歷史古跡時(shí)，人們的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)都會(huì)參與進(jìn)來(lái)，同樣虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠在一個(gè)構(gòu)建的虛擬世界中調(diào)動(dòng)你的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)，能夠給予在現(xiàn)實(shí)世界中同樣的感官刺激，使人們獲得更好的體驗(yàn)；第三，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠構(gòu)建比現(xiàn)實(shí)更加豐富的科普宣傳的形式，在工業(yè)遺產(chǎn)制作過(guò)程中，想要人們?nèi)チ私夤I(yè)文化就必須用文字或者機(jī)器設(shè)備來(lái)播放有關(guān)視頻，但是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠在科普的過(guò)程中制作不同形式的文字圖片和視頻等，實(shí)現(xiàn)這些只需要一個(gè)VR設(shè)備，大大提高了科普的成本并且減少了科普的局限性。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化應(yīng)用的范例

隨著我國(guó)重工業(yè)轉(zhuǎn)型的加快進(jìn)行，諸多城市逐漸步入了后工業(yè)時(shí)代，在城區(qū)的重工業(yè)已經(jīng)阻礙了城市綠色發(fā)展的道路，重工業(yè)廠(chǎng)區(qū)在進(jìn)行搬遷以后，原有的工業(yè)廠(chǎng)區(qū)就形成了工業(yè)遺產(chǎn)。這些工業(yè)遺產(chǎn)不但是一個(gè)工業(yè)時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，也是一個(gè)城市發(fā)展的里程碑，所以探索一種適合展示工業(yè)遺產(chǎn)所傳達(dá)的工業(yè)歷史文化顯得尤為重要。例如，在首鋼的工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化中，很好地運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)進(jìn)行改造。首先對(duì)首鋼廠(chǎng)區(qū)和周邊的環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行建立三維虛擬場(chǎng)景，場(chǎng)景包括了首鋼的廠(chǎng)房等建筑物，使改造前的首鋼能夠保持原貌向人們進(jìn)行展現(xiàn)。

由于首鋼的廠(chǎng)區(qū)面積很大，各個(gè)廠(chǎng)區(qū)的情況也不一樣，所以針對(duì)建模所用的方法也不一樣。例如針對(duì)常見(jiàn)的廠(chǎng)房和工人居住的場(chǎng)所，可以使用數(shù)字劃線(xiàn)圖的方法進(jìn)行建模；針對(duì)一些非常有展示價(jià)值的廠(chǎng)區(qū)和機(jī)器設(shè)備可以先進(jìn)行地面激光掃描，然后在進(jìn)行三維的建模；還有一些很復(fù)雜的工業(yè)廠(chǎng)區(qū)或者機(jī)器設(shè)備，可以使用車(chē)載激光掃描，然后在進(jìn)行三維的建模。在建模完畢以后，可以把廠(chǎng)區(qū)的三位模型導(dǎo)入unity 3D里面進(jìn)行再創(chuàng)作，例如，加入一些首鋼廠(chǎng)區(qū)的圖文視頻的科普介紹，還有一些可以交互的趣味動(dòng)畫(huà)，增強(qiáng)人們對(duì)于工業(yè)遺產(chǎn)歷史文化的認(rèn)知，提高人們對(duì)于居住城市工業(yè)發(fā)展的認(rèn)可度。

由于首鋼工業(yè)遺產(chǎn)已經(jīng)在建設(shè)中，很多廠(chǎng)區(qū)進(jìn)行了改造。對(duì)于一些還沒(méi)有進(jìn)行工業(yè)遺產(chǎn)改造的在用的工業(yè)區(qū)，我們可以預(yù)先進(jìn)行利用全景攝像機(jī)進(jìn)行全景拍攝，這樣就可以避免以后在工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化過(guò)程中的建模的繁瑣過(guò)程，把全景視頻進(jìn)行縫合和后期加工，然后在unity 3D里面在進(jìn)行創(chuàng)作，例如增加交互和一些有趣的科普?qǐng)鼍?，能夠使工業(yè)遺產(chǎn)真正地?cái)?shù)字化，真實(shí)地向人們展現(xiàn)一個(gè)城市工業(yè)的歷史文化，讓工業(yè)遺產(chǎn)所包含的精神文明展示在人們面前。

3 結(jié)語(yǔ)

在新的時(shí)代背景下，必須加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化的結(jié)合。雖然目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍有諸多局限性，但是仍有發(fā)展的巨大潛力，完善在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)上的運(yùn)用，再加上好的工業(yè)遺產(chǎn)的藝術(shù)創(chuàng)意，能夠把兩者相結(jié)合起來(lái)，這樣才能提升虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)遺產(chǎn)數(shù)字化上面的創(chuàng)作的感染力和表現(xiàn)力，才能更好地履行工業(yè)遺產(chǎn)所賦予的工業(yè)文明的歷史文化精神，體現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)的人文關(guān)懷和科技發(fā)展的創(chuàng)新精神，從而讓人們更好地去傳播和發(fā)揚(yáng)工業(yè)文明所傳達(dá)的精神。