虛擬現(xiàn)實在新農(nóng)村建設(shè)中的創(chuàng)新思考

夏平均

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）人文學(xué)院創(chuàng)新設(shè)計中心，廣東 深圳 518055）

一、引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，又稱靈境技術(shù)，簡稱VR（Virtual Reality），是由美國人拉尼爾在20世紀(jì)80年代提出的，綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種控制接口設(shè)備，在計算機生成的可交互三維虛擬環(huán)境中提供沉浸感受的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)自從提出之后，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在人機交互設(shè)備和軟件算法等方面都取得了很大的發(fā)展，并開始在教育、醫(yī)療、游戲娛樂、工業(yè)仿真、軍事模擬等方面獲得初步應(yīng)用。尤其近兩年來，虛擬現(xiàn)實成為科技行業(yè)的新熱點。

社會主義新農(nóng)村建設(shè)是我國正在實施的一項戰(zhàn)略工程。正如國家主席習(xí)近平所強調(diào)的那樣，鄉(xiāng)土文化是中華民族文明史的主體，更是中國傳統(tǒng)文明的發(fā)源地，實現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化的戰(zhàn)略重點是建設(shè)“美麗鄉(xiāng)村”，要“看得見山，望得見水，留得住鄉(xiāng)愁”。本文將虛擬現(xiàn)實技術(shù)和新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合，提出了虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的概念，開辟了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在新農(nóng)村建設(shè)中的一種創(chuàng)新應(yīng)用模式。

二、基本概念

虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體是通過虛擬現(xiàn)實和數(shù)字化等技術(shù)手段，將鄉(xiāng)村現(xiàn)有的生態(tài)文化資源（自然風(fēng)光、民宿民居、休閑娛樂、特色旅游、特色建筑、農(nóng)產(chǎn)品種植、果蔬采摘、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)、親子教育等），創(chuàng)造性地設(shè)計成一種基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬感知交互空間。該虛擬空間在保持物理世界的鄉(xiāng)村本質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，還可支持用戶的創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計活動。

虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體作為聯(lián)系城市與鄉(xiāng)村的橋梁和紐帶，借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)、用戶感知與測評技術(shù)以及移動平臺應(yīng)用開發(fā)技術(shù)等手段，構(gòu)建一個基于網(wǎng)絡(luò)的城鄉(xiāng)智慧交感空間。城市用戶可以在該虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中體驗休閑度假與養(yǎng)生（自然風(fēng)光、特色旅游、文化遺產(chǎn)、智慧民居等）、家庭社會實踐教育（綠色農(nóng)產(chǎn)品種植、果蔬采摘、動物喂養(yǎng)等）、家庭投資與消費（通過眾籌模式購買自己喜歡的民居、投資理財?shù)龋?、娛樂社交（多人游戲、自行車競技、社交等）等，鄉(xiāng)村用戶通過該平臺，可以發(fā)布并提供對應(yīng)的民宿養(yǎng)生與醫(yī)療服務(wù)、綠色農(nóng)產(chǎn)品服務(wù)、文化工藝產(chǎn)品服務(wù)、休閑旅游服務(wù)以及電子商務(wù)的往來。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體由村民代表和政府聯(lián)合成立的鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理公司負(fù)責(zé)運營、維護和管理，包括網(wǎng)絡(luò)的維護管理、電子商務(wù)的管理、鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)的管理、物流管理以及商業(yè)營銷和傳播。

虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體具有三個方面的重要特征：（1）共享性。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體將城市用戶和鄉(xiāng)村用戶集中到同一個網(wǎng)絡(luò)虛擬空間中，雙方不再局限于傳統(tǒng)電子商務(wù)網(wǎng)站的文字信息方面的交流，而是可以象真實世界中一樣面對面地交談和溝通。借助于網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，雙方實現(xiàn)了語言的共享、動作的共享、表情的共享。（2）多模式。傳統(tǒng)的電子商務(wù)網(wǎng)站只能提供二維文字和圖片方面的信息，而城鄉(xiāng)智慧交感空間則能提供視覺、聽覺、觸覺等多模式的感知信息。借助于虛擬現(xiàn)實三維模型和全景視頻，人們坐在家里可以欣賞到逼真的鄉(xiāng)村自然風(fēng)光和湖光山色。借助于力觸覺交互技術(shù)和9DVR技術(shù)，人們可以體驗豐富多彩的鄉(xiāng)村特色旅游（虛擬漂流、水上單車、虛擬騎行等）。借助于計算機圖形學(xué)和立體音效技術(shù)，人們可以欣賞原汁原味的鄉(xiāng)村文化演出和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。借助于傳感器數(shù)據(jù)采集和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，城市的人們可以體驗真實的農(nóng)產(chǎn)品種植和動物喂養(yǎng)?？偠灾?，城鄉(xiāng)智慧交感空間是一種“看得見摸得著”的虛擬網(wǎng)絡(luò)空間。（3）智能性。城鄉(xiāng)智慧交感空間基于大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能技術(shù)來構(gòu)建，用戶在共享的虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中進行的所有電子商務(wù)活動和交易往來，包括綠色農(nóng)產(chǎn)品的采購、旅游文化服務(wù)、民宿民居投資等都通過大數(shù)據(jù)中心進行統(tǒng)一的存儲、分析和處理，并針對不同的用戶需求，系統(tǒng)能自動輸出農(nóng)產(chǎn)品種植報告、旅游客流預(yù)測報告、鄉(xiāng)村創(chuàng)業(yè)報告和城市投資報告等。

三、技術(shù)路線

（一）虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的構(gòu)建

虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的構(gòu)建主要采用數(shù)字化、計算機化等技術(shù)手段，并結(jié)合設(shè)計人員的創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計思維，將農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境、自然風(fēng)光、文化旅游等生態(tài)文化資源映射到虛擬網(wǎng)絡(luò)空間中，并在所構(gòu)造的虛擬空間中支持用戶的展示交流、體驗互動。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的構(gòu)建分為多層次模型：數(shù)據(jù)獲取層、展示交流層、體驗互動層、網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)集成層，四層之間是逐層遞進的關(guān)系。

數(shù)據(jù)獲取層的構(gòu)建。對鄉(xiāng)村生態(tài)文化資源進行數(shù)字化創(chuàng)意設(shè)計所涉及到的數(shù)據(jù)種類繁多、類型復(fù)雜?？傮w來講，我們可以將其劃分為六大類：建筑類數(shù)據(jù)（民宿民居、特色建筑等）、農(nóng)產(chǎn)品類數(shù)據(jù)（綠色農(nóng)產(chǎn)品、果蔬、動物等）、文化工藝品類數(shù)據(jù)（戲劇表演等非物質(zhì)文化遺產(chǎn)、手工藝品等）、休閑旅游類數(shù)據(jù)（田園風(fēng)光、山水風(fēng)情、水上漂流、杜鵑花海等）、養(yǎng)生醫(yī)療類數(shù)據(jù)（智慧家居、人體生物健康數(shù)據(jù)等）以及電子商務(wù)交易產(chǎn)生的數(shù)據(jù)（數(shù)量、金額等）。獲取這些數(shù)據(jù)的途徑也多種多樣，包括虛擬現(xiàn)實視頻拍攝（戲劇表演等）、三維激光掃描（特色建筑、工藝品等）、計算機建模（民宿民居設(shè)計、鄉(xiāng)村規(guī)劃）、攝像圖實時監(jiān)控（農(nóng)產(chǎn)品種植、智慧家居）、傳感器數(shù)據(jù)采集（農(nóng)產(chǎn)品種植、智慧家居、醫(yī)療養(yǎng)生）、二維圖片拍攝（田園風(fēng)光、山水風(fēng)情）等。這些數(shù)據(jù)獲取之后，經(jīng)過分析和處理，分別按照一定的格式保存到后臺大數(shù)據(jù)中。數(shù)據(jù)獲取層是虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的基礎(chǔ)和核心，它為后續(xù)的所有在該空間進行的活動，包括虛擬展示、人機交互、體驗互動、電子商務(wù)等提供信息來源和底層支持。

展示交流層的構(gòu)建。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體是一個虛擬的網(wǎng)絡(luò)空間，它提供多種展示方式方便城市用戶和農(nóng)村用戶之間的交流和溝通?？梢酝ㄟ^大屏幕立體投影系統(tǒng)將鄉(xiāng)村的整體面貌、自然風(fēng)光、生態(tài)資源等同時呈現(xiàn)給多個用戶，方便多個用戶之間的共享、交流和賞析；可以通過拍攝全景視頻或全景照片的形式，將鄉(xiāng)村的文化演出、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)、綠色農(nóng)產(chǎn)品、特色旅游等通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，支持用戶的手機、個人電腦等的隨時隨地查閱和瀏覽；可以通過移動App進行消息的推送和發(fā)布，采取UGC（用戶生成內(nèi)容）和LBS（基于位置的服務(wù)）的方式，鼓勵用戶自行生成和發(fā)布與所處位置相關(guān)聯(lián)的資訊，從而為廣大分散的農(nóng)村用戶提供具有高度自主性的鄉(xiāng)村文化產(chǎn)品推廣渠道，并與所處的地理位置密切關(guān)聯(lián)，便于城市消費者及時獲取有關(guān)信息，由此可以為廣大鄉(xiāng)村地區(qū)開辟便捷的對外信息溝通渠道；也可支持增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）的虛實融合，當(dāng)城市用戶到鄉(xiāng)村度假旅游時，通過增強現(xiàn)實眼鏡或手機App將當(dāng)?shù)氐奶厣ㄖ?、歷史沿革、人物風(fēng)情等呈現(xiàn)在用戶眼前，并與用戶周圍的真實場景實現(xiàn)融合；虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體還支持社交直播，借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)和人機交互技術(shù)，城市用戶和鄉(xiāng)村用戶可以在同一個共享空間里進行面對面的交談和溝通，就像真實世界中真人面對面的交流一樣。

體驗互動層的構(gòu)建。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體不僅可以將鄉(xiāng)村的生態(tài)文化資源直觀地呈現(xiàn)給用戶，而且還支持用戶與它們之間的體驗和互動。體驗互動層的構(gòu)建主要依賴于虛擬現(xiàn)實技術(shù)、人機交互技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器感知技術(shù)，尤其是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和動態(tài)仿真技術(shù)相結(jié)合的9DVR技術(shù)，目前在市場上得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體可以支持農(nóng)產(chǎn)品種植體驗、動物喂養(yǎng)體驗、特色旅游體驗、休閑娛樂體驗、智能家居及養(yǎng)生體驗，以及非物質(zhì)文化遺產(chǎn)體驗等。

網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)集成層的構(gòu)建。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體基于大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)來構(gòu)建。云計算平臺是整個系統(tǒng)的集成平臺。云計算平臺分為5個層次，網(wǎng)絡(luò)層兼容用于數(shù)據(jù)通信的各類網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，IaaS（Infrastructure as a Service）層提供用于支持云計算服務(wù)的硬件資源（含CPU、RAM、HDD、GPU等硬件的服務(wù)器），PaaS（Platform as a Service）層提供虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體數(shù)字化創(chuàng)意設(shè)計平臺（主要是大數(shù)據(jù)中心），SaaS（Software as a Service）層則為用戶提供三種運行模式的軟件系統(tǒng)（線上體驗系統(tǒng)、移動平臺體驗系統(tǒng)和線下體驗系統(tǒng)），用戶層的對象主要針對農(nóng)村用戶和城市用戶。

（二）虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的運行

在統(tǒng)一的后臺大數(shù)據(jù)中心的支撐下，用戶可以以三種不同的身份登陸系統(tǒng)（城市用戶角色、鄉(xiāng)村用戶角色、管理者角色），分別體驗三種不同的運行模式（線下體驗?zāi)Ｊ健⒁苿悠脚_模式、電腦平臺模式）。下面以劇本的形式分不同的場景來描述系統(tǒng)的運行模式。

小城、小村和小管本是三個完全不認(rèn)識的陌生人，分別身在三個不同的城市和鄉(xiāng)村中生活。然而他們通過不同的途徑（線上和線下）登錄使用虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體系統(tǒng)，在虛擬的網(wǎng)絡(luò)世界中產(chǎn)生了奇妙的交集，并成為相互聯(lián)系、相互服務(wù)的“熟人”。由此，他們所代表的城市和鄉(xiāng)村生活，也通過虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體這個奇妙的媒介，緊密地聯(lián)系在一起。

2020年的某一天，身在大城市的小城正在尋找國慶節(jié)黃金周全家人外出度假休閑的目的地。在多方嘗試下，他分別通過網(wǎng)站、移動端App和線下虛擬現(xiàn)實體驗店登錄到虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體系統(tǒng)。他通過設(shè)定特定的選擇條件，尋找到自己感興趣的鄉(xiāng)村，不僅看到鄉(xiāng)村現(xiàn)在的整體面貌、自然風(fēng)光和生態(tài)資源，還可以欣賞它的民俗文化、歷史古跡，并體驗它的特色旅游項目（包括虛擬漂流、虛擬騎行、虛擬滑雪等）。小城在逼真的虛擬場景中身臨其境地漫游或者參與游戲。在游戲互動過程中，小城獲得了不同村莊提供的各種類型的優(yōu)惠券（例如綠色蔬菜、農(nóng)產(chǎn)品、水果、走地雞等），并在游戲結(jié)束后憑此優(yōu)惠券到對應(yīng)的虛擬鄉(xiāng)村集市中兌現(xiàn)購買。同時小城看到了鄉(xiāng)村中正在進行眾籌的民宿民居改造項目，通過人機交互等技術(shù)手段，他看到了不同民居的內(nèi)外部現(xiàn)狀和規(guī)劃的未來景觀，參與了民宿改造風(fēng)格的用戶在線測試，并從中挑選到自已心儀的地點和風(fēng)格的田園別墅，作為自己未來10年的休閑養(yǎng)生之地，同時也作為家庭理想的投資理財產(chǎn)品。最后，小城還感覺意猶未盡，順便在線發(fā)布了自己家下個月的鄉(xiāng)村健康食品訂購需求，想找到合適的鄉(xiāng)村供應(yīng)者長期供應(yīng)自己家偏好的綠色健康食品。通過虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體提供的虛擬社交功能，小城同時和多個鄉(xiāng)村用戶進行面對面的交流和洽談，終于找到了自己喜歡的鄉(xiāng)村用戶提供的綠色農(nóng)產(chǎn)品，雙方不僅成為好朋友，還成為生意上的投資理財伙伴。同時通過度身定制的假日服務(wù)功能，為自己和家人定制了節(jié)假日到鄉(xiāng)村休閑旅游的行程，還預(yù)約到已經(jīng)成為好朋友的鄉(xiāng)村用戶充當(dāng)在地小導(dǎo)游服務(wù)。

同一天，身在偏遠(yuǎn)小鄉(xiāng)村的小村正在響應(yīng)“大眾創(chuàng)業(yè)”的國家號召在家里自主創(chuàng)業(yè)。他一大早就登錄虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體平臺系統(tǒng)，在后臺發(fā)放了本月的優(yōu)惠券，通過服務(wù)平臺中的游戲功能提供給小城這樣的消費者去競奪。接下來小村看到小城在虛擬騎行的游戲中搶到了自己家的優(yōu)惠券，于是在接到小城下單兌現(xiàn)優(yōu)惠券的時候，小村通過物流系統(tǒng)很快發(fā)出了小城需要的貨物。此時，小村注意到小城還發(fā)布了訂購健康食品的帖子，迅速響應(yīng)參與競標(biāo)，并進入虛擬社交系統(tǒng)和小城面對面的交流和洽談，并把實時拍攝的當(dāng)日新鮮農(nóng)產(chǎn)品呈現(xiàn)給小城，最終以實惠的價格奪得了小城的訂單。除了這些，小村考慮到自己具有熟悉本地情況的優(yōu)勢，還希望能提供更多具有相對優(yōu)勢的服務(wù)。為此他特意在線上傳了自己的個人資料，應(yīng)聘在地小導(dǎo)游服務(wù)，為小城這樣的客人提供當(dāng)?shù)亟铀?、?dǎo)游等全程一對一的貼心服務(wù)。

與此同時，小管作為虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的后臺管理者，承擔(dān)著聯(lián)接城鄉(xiāng)供需雙方以及管理系統(tǒng)日常運營的職責(zé)。他登錄基于大數(shù)據(jù)的管理后臺，瀏覽了當(dāng)日的整體交易情況和平臺運行狀況，查看了一下上個月的歷史交易統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由此生成了當(dāng)月的農(nóng)產(chǎn)品銷售情況統(tǒng)計、旅游客流情況統(tǒng)計、民宿民居眾籌情況統(tǒng)計等。據(jù)此小管完成了下個月的指導(dǎo)性意見，通過后臺發(fā)放給各個村落的運營負(fù)責(zé)人，包括下個月的農(nóng)產(chǎn)品種植情況預(yù)測、旅游客流情況預(yù)測、民宿民居眾籌情況預(yù)測等。

度過了一個愉快的黃金周之后，小城和小村分別體驗了虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體平臺提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，都感覺還想繼續(xù)獲取一些深度的指導(dǎo)信息。小城作為城市居民，有意開拓自己資產(chǎn)的理財和投資渠道，因此非常想了解鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，以及土地投資情況。小村作為鄉(xiāng)村居民，有意為自己在家門口的創(chuàng)業(yè)提供更具有前瞻性的指引，因此非常想了解鄉(xiāng)村市場的供需趨勢和價位走向。為此，他們不約而同地選擇再次登錄虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體系統(tǒng)，分別瀏覽了在線課堂，從世界各國的鄉(xiāng)村開發(fā)案例中得到了很多有益的啟示。另外，他們還在線訂閱了大數(shù)據(jù)統(tǒng)計文件，并提供了自己所關(guān)心的關(guān)鍵詞信息。很快，小城和小村就收到了小管在后臺利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)所推送的有關(guān)報告文件，欣喜地閱讀了起來。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體除了提供小城和小村所需信息服務(wù)之外，還可為小城和小村們提供遠(yuǎn)程實時查看、管理和遙控的全新體驗。

虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的線下體驗?zāi)Ｊ街饕ㄔ诮∩矸?、高鐵站、飛機場、購物中心、社區(qū)活動中心等多種場所開設(shè)虛擬現(xiàn)實體驗店，通過虛擬自行車騎行、虛擬漂流、虛擬滑雪等虛擬現(xiàn)實游戲項目來運行該系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的電腦平臺運行模式主要是開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實的三維網(wǎng)站，通過登錄瀏覽該網(wǎng)站來運行該系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的移動平臺運行模式主要是開發(fā)對應(yīng)手機端的網(wǎng)站和App，讓用戶通過智能手機隨時隨地都可以運行該系統(tǒng)。

（三）虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的維護

虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體由專門成立的鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理公司來負(fù)責(zé)維護。鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理公司由若干村民代表和政府代表組成管委會，負(fù)責(zé)整個平臺的運營、監(jiān)督和決策。鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理公司設(shè)有網(wǎng)絡(luò)維護管理部門、電子商務(wù)管理部門、物流運輸管理部門、鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)管理部門以及營銷與傳播部門，分別負(fù)責(zé)不同的業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)維護管理部門負(fù)責(zé)所有的網(wǎng)絡(luò)連接，各種體驗設(shè)備及其傳感器等的安裝和維護。電子商務(wù)管理部門負(fù)責(zé)整個網(wǎng)上交易過程的真實性和買賣雙方的誠信，監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)違法行為和欺騙消費者的行為。物流運輸管理部門負(fù)責(zé)消費者訂購產(chǎn)品的及時發(fā)貨和配送。鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)管理部門負(fù)責(zé)整個鄉(xiāng)村的投資決策和發(fā)展戰(zhàn)略。營銷與傳播部門負(fù)責(zé)整個平臺的推廣與宣傳。

四、結(jié)論

本文將虛擬現(xiàn)實和新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合，開辟了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在新農(nóng)村建設(shè)中的一種創(chuàng)新應(yīng)用模式。本文首先提出了虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的基本概念，然后探討了實現(xiàn)的技術(shù)路線，包括虛擬現(xiàn)實城鄉(xiāng)智慧綜合體的創(chuàng)建、運行和維護管理。研究表明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在社會主義新農(nóng)村建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。■