基于VR/AR技術(shù)特色文創(chuàng)產(chǎn)品三維可視化平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

胡婷婷　宋佳芳　魏夢(mèng)亭　金婷瑤　陶燎亮

摘要：VR技術(shù)與傳統(tǒng)文化行業(yè)的深度融合，是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)全球化和現(xiàn)代化進(jìn)程不斷加快的背景下的必然趨勢(shì)。三維可視化平臺(tái)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與特色文創(chuàng)產(chǎn)品相融合，集音頻，3D文字，3D模型于一體，呈現(xiàn)三維虛擬文化產(chǎn)品，帶給用戶沉浸式的感官體驗(yàn)，吸引用戶對(duì)傳統(tǒng)文化的興趣，加深對(duì)傳統(tǒng)文化的印象，更好地傳播和傳承文化。

關(guān)鍵詞：文創(chuàng)產(chǎn)品;虛擬現(xiàn)實(shí);增強(qiáng)現(xiàn)實(shí);三維可視化

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）03-0161-03

0 引言

作為一個(gè)有幾千年文明史的古老國(guó)家，中國(guó)具有厚重的文化積淀。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，因快節(jié)奏生活的影響與外來(lái)文化的侵襲，本土的傳統(tǒng)文化正逐漸被遺忘，保護(hù)和傳承文化已刻不容緩。因此，傳統(tǒng)文化的發(fā)展與繼承受到了高度重視。而AR/VR技術(shù)的出現(xiàn)是對(duì)傳統(tǒng)文化的一種拯救，將其與文創(chuàng)產(chǎn)品相融合，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳播，這樣一種新興的傳播方式將再次引起人們對(duì)傳統(tǒng)文化的重視。

1 文創(chuàng)產(chǎn)品現(xiàn)狀

中國(guó)文創(chuàng)產(chǎn)品起步較晚，但基于我國(guó)悠久深厚的歷史文化底蘊(yùn)，以及廣大群眾對(duì)祖國(guó)文化日益增長(zhǎng)的熱情，文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已列入國(guó)家戰(zhàn)略。但作為文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)的文創(chuàng)產(chǎn)品，其發(fā)展遠(yuǎn)落后于整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。究其原因：其一，部分文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)濫用中國(guó)傳統(tǒng)文化符號(hào)，為文化而文化，充滿了對(duì)傳統(tǒng)文化的不解，缺乏最基本的尊重和敬畏，誤導(dǎo)消費(fèi)者[1]。其二，目前市面上的文創(chuàng)產(chǎn)品，由于其實(shí)物化的特性，傳播方式較為單一，在互聯(lián)網(wǎng)上也多以圖片文字的方式進(jìn)行傳播，傳播途徑較窄，其趣味性及感官體驗(yàn)較差，不利于傳統(tǒng)文化的更好傳播。而VR/AR+文化這樣一種新模式的出現(xiàn)將會(huì)引起文創(chuàng)產(chǎn)品展現(xiàn)模式的一個(gè)巨大變革。

而基于VR/AR技術(shù)特色文創(chuàng)產(chǎn)品三維可視化平臺(tái)在一定程度上解決了目前文創(chuàng)產(chǎn)品的缺點(diǎn)，其將文化用VR/AR技術(shù)呈現(xiàn)，集解說(shuō)音頻、3D文字、3D模型等于一體，全方位動(dòng)態(tài)展示特色文化的三維數(shù)字內(nèi)容，同時(shí)帶給用戶一種沉浸式的觀賞體驗(yàn)，增強(qiáng)用戶對(duì)傳統(tǒng)文化的興趣，加深對(duì)傳統(tǒng)文化的印象，更好地傳播和傳承文化。

2 平臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)

（1）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)及工具。本平臺(tái)在windows7系統(tǒng)下用Dreamweaver、Microsoft Visual Studio2017、SQL Server2008、unity3D、MAYA等開(kāi)發(fā)軟件完成。（2）系統(tǒng)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。本平臺(tái)開(kāi)發(fā)中主要運(yùn)用了JavaScript、jQuery、C#等多種語(yǔ)言。（3）相關(guān)技術(shù)。本平臺(tái)所涉及技術(shù)包括三維建模技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、unity引擎技術(shù)、安卓和IOS開(kāi)發(fā)技術(shù)、前后端開(kāi)發(fā)技術(shù)。通過(guò)植入虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這兩種技術(shù)，將真實(shí)世界信息與虛擬世界信息“無(wú)縫”集成，搭建現(xiàn)實(shí)與虛擬的橋梁，將其疊加呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)世界中，為人們所感知，增加了文創(chuàng)產(chǎn)品的趣味性，擴(kuò)大了文化的傳播范圍，使用戶可隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)體驗(yàn)中國(guó)傳統(tǒng)文化，其超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)將使用戶更加重視傳統(tǒng)文化。

3 平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 模型設(shè)計(jì)

模型設(shè)計(jì)分為元素提取以及模型制作兩部分。

（1）在元素提取方面采用攝影知識(shí)以及設(shè)計(jì)學(xué)方面的知識(shí)，先對(duì)文化產(chǎn)品進(jìn)行拍攝，再對(duì)其中色彩，花紋等進(jìn)行提取，以便在模型制作時(shí)可以高度的還原文化產(chǎn)品。（2）元素提取部分完成之后，通過(guò)3dmax、Maya、ZBrush、Mudbox等建模軟件和模型精修軟件對(duì)文化產(chǎn)品進(jìn)行3d建模。如圖1所示。

3.2 虛實(shí)融合呈現(xiàn)

本平臺(tái)的虛實(shí)融合呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的主要通過(guò)unity3d和高通平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。Unity3D是由丹麥Unity公司開(kāi)發(fā)的一款專業(yè)的游戲引擎，可以提供對(duì)DirectX和OpenGL的高度優(yōu)化的圖形渲染通道且可以使用腳本編程實(shí)現(xiàn)交互功能，完全符合本平臺(tái)的設(shè)計(jì)需求。

而Vuforia是高通推出的針對(duì)移動(dòng)設(shè)備擴(kuò)增實(shí)境應(yīng)用的軟件開(kāi)發(fā)工具包，一款供開(kāi)發(fā)者開(kāi)發(fā)的AR SDK，它利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)實(shí)時(shí)識(shí)別和捕捉平面圖像或簡(jiǎn)單的三維物體，允許開(kāi)發(fā)者通過(guò)照相機(jī)取景器放置虛擬物體并調(diào)整物體在鏡頭前實(shí)體背景上的位置。[2]

依據(jù)Vuforia識(shí)別圖的制作規(guī)則設(shè)計(jì)并制作了以下具有文化特色的識(shí)別圖。

于unity3D中，導(dǎo)入模型與資源，在AR camera中設(shè)置App License Key，即在Vuforia網(wǎng)站上創(chuàng)建License時(shí)自動(dòng)生成的Key。添加Image Target設(shè)置Image Target的屬性，導(dǎo)入識(shí)別圖。在視域范圍內(nèi)加上要在識(shí)別出圖像時(shí)顯示出的模型，如下圖3所示。編寫(xiě)腳本，實(shí)現(xiàn)交互功能。

3.3 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

3.3.1 平臺(tái)架構(gòu)

平臺(tái)主要采用B/S架構(gòu)，即Browser/Server（瀏覽器/服務(wù)器）模式。B/S架構(gòu)將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用。這種模式下，只要有一臺(tái)連接互聯(lián)網(wǎng)和安裝了瀏覽器的計(jì)算機(jī)，人們隨時(shí)隨地都可以訪問(wèn)平臺(tái)，加快了文化傳播速度，增強(qiáng)了文化傳播便捷性。

3.3.2 平臺(tái)設(shè)計(jì)

針對(duì)基于VR/AR技術(shù)特色文創(chuàng)產(chǎn)品三維可視化平臺(tái)的特點(diǎn)，以傳統(tǒng)特色文化為主題，參考設(shè)計(jì)學(xué)，運(yùn)用HTML+CSS+JavaScript設(shè)計(jì)三維可視化的前臺(tái)界面，整體色彩搭配以神秘黑色為主色調(diào)向經(jīng)典致敬，為避免高純度的黑帶給人視覺(jué)疲勞，在其中以綠色為輔，增添一股活力，寓意傳統(tǒng)文化的生機(jī)勃勃。

在布局上，本平臺(tái)分為首頁(yè)，我們的文創(chuàng)、平臺(tái)介紹及登錄注冊(cè)四部分，其框架圖如下圖4所示。

（1）首頁(yè)：平臺(tái)首頁(yè)以全屏輪播的方式向用戶介紹平臺(tái)，展示文創(chuàng)產(chǎn)品，圖像采用文創(chuàng)產(chǎn)品的展示設(shè)計(jì)圖，使用戶第一時(shí)間將視線聚焦于文創(chuàng)產(chǎn)品上，如圖5所示。（2）我們的文創(chuàng)：我們的文創(chuàng)欄采用分類展播方式，如圖6所示，采用簡(jiǎn)潔大方的圖片排列方式與具有傳統(tǒng)文化的圖片相融合，凸顯平臺(tái)的文化氛圍。其中每個(gè)封面圖都是文創(chuàng)產(chǎn)品虛實(shí)融合所需的識(shí)別圖，用戶可通過(guò)識(shí)別圖下載移動(dòng)應(yīng)用，欣賞及操作虛擬的文創(chuàng)產(chǎn)品。（3）平臺(tái)介紹：平臺(tái)介紹模塊介紹了本平臺(tái)的主要內(nèi)容及使用方法等，協(xié)助用戶迅速準(zhǔn)確掌握平臺(tái)的使用方法。（4）登錄注冊(cè)：用戶登錄模塊用于辨別用戶身份，根據(jù)用戶是否登錄確定用戶身份，即用戶，游客兩種類別，依據(jù)不同的用戶類別，賦予用戶不同的操作權(quán)限即：登錄的用戶可下載移動(dòng)應(yīng)用，體驗(yàn)文創(chuàng)產(chǎn)品的虛實(shí)融合。而游客想要擁有如上權(quán)限必須進(jìn)行注冊(cè)。

用戶通過(guò)填寫(xiě)個(gè)人信息注冊(cè)，信息包括用戶名，密碼，手機(jī)號(hào)等。

平臺(tái)最終界面展示圖與虛實(shí)融合展示圖如圖7和圖8所示。

3.3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)

本平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)用戶的身份信息即用戶信息表users（字段屬性及流程圖如表1所示）及用戶的登錄注冊(cè)信息，例如用戶名、登錄密碼、手機(jī)號(hào)等，以便識(shí)別用戶身份。

4 結(jié)語(yǔ)

將虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)融于文創(chuàng)產(chǎn)品，這種新的文化呈現(xiàn)方式將再次引起人們對(duì)傳統(tǒng)文化的重視。三維可視化平臺(tái)以三維可視化的方式將文創(chuàng)產(chǎn)品展現(xiàn)給用戶，并配有專業(yè)的文化知識(shí)講解，全方位動(dòng)態(tài)操作，用戶可無(wú)死角地觀察文創(chuàng)產(chǎn)品的任何一個(gè)地方。依托于互聯(lián)網(wǎng)的三維可視化平臺(tái)，可使用戶隨時(shí)隨地觀察文創(chuàng)產(chǎn)品，學(xué)習(xí)文化，擴(kuò)大了文化的傳播途徑，增強(qiáng)了文化對(duì)人們吸引力，帶動(dòng)了文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，弘揚(yáng)了傳統(tǒng)文化。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀星月，張傳奇.老齡化趨勢(shì)下的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究[J].電腦迷：數(shù)碼生活（上旬刊），2014（01）：40.

[2] 羅永東.基于Unity3D的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用研究[D].山東：青島科技大學(xué)，2015.

[3] 馬帥.基于Unity3D的機(jī)械產(chǎn)品虛擬仿真及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)研究[D].河北科技大學(xué)，2017.

Design and Implementation of 3D Visualization Platform for Creative

Products Based on VR/AR Technical Characteristics

HU Ting-ting，Song Jia-fang，Wei Meng-ting，Jin Ting-yao，TAO Liao-liang

（Faculty of Engineering，Lishui University，Lishui Zhejiang? 323000）

Abstract：The deep integration of VR technology and traditional culture industry is an inevitable trend under the background of economic globalization and the accelerating modernization process. The three-dimensional visualization platform integrates virtual reality technology with augmented reality technology and characteristic literary products， integrates audio， 3D text and 3D model， presents three-dimensional virtual cultural products， brings users immersive sensory experience， attracts users' interest in traditional culture， deepens their impression of traditional culture， and better disseminates and inherits culture.

Key words：cultural and creative products;virtual reality;augmented reality;3D visualization