基于UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的白鹿洞書(shū)院文化現(xiàn)代傳承實(shí)踐研究

摘要：白鹿洞書(shū)院作為我國(guó)四大書(shū)院之首，是江西書(shū)院文化的載體與見(jiàn)證。白鹿洞書(shū)院以數(shù)字化保存和傳播的方式實(shí)現(xiàn)其書(shū)院文化的現(xiàn)代傳承，符合時(shí)代發(fā)展要求，是有力建設(shè)推動(dòng)贛文化傳承的重要體現(xiàn)?，F(xiàn)介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征，闡述了基于UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的白鹿洞書(shū)院虛擬開(kāi)發(fā)過(guò)程，并對(duì)白鹿洞書(shū)院虛擬環(huán)境進(jìn)行了測(cè)評(píng)，提升用戶(hù)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)書(shū)院文化的現(xiàn)代傳承。

關(guān)鍵詞：UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);白鹿洞書(shū)院文化;現(xiàn)代傳承

0 引言

筆者曾在《基于現(xiàn)代傳承視角下白鹿洞書(shū)院文化的保護(hù)利用研究》一文中，對(duì)白鹿洞書(shū)院的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了剖析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)白鹿洞書(shū)院存在文化資源開(kāi)發(fā)不夠充分、傳播方式滯后、與當(dāng)代教育脫節(jié)等問(wèn)題，并探索出了現(xiàn)代傳承的根本內(nèi)涵和場(chǎng)所精神在于“自主的文化研究”和“自由的文化交流”，在理論層面上提出了以VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)白鹿洞書(shū)院發(fā)展的觀點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，本文將從實(shí)踐層面詳細(xì)闡述如何利用UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)突顯白鹿洞書(shū)院文化的核心內(nèi)涵和場(chǎng)所精神，更新白鹿洞書(shū)院文化傳播模式、創(chuàng)新傳播媒介、優(yōu)化傳播體驗(yàn)，使之更好地與現(xiàn)代教育相融合。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，生成感官層面上逼真的虛擬環(huán)境，用戶(hù)通過(guò)輸入和輸出設(shè)備與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互，進(jìn)而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。虛擬環(huán)境可以是對(duì)真實(shí)世界的模擬，也可以是完全虛構(gòu)的場(chǎng)景，均是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件制作出來(lái)的三維模型。

1.1? ? 沉浸感

沉浸感是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最核心、最重要的特征，人類(lèi)通過(guò)感官的反饋認(rèn)識(shí)真實(shí)世界，對(duì)理想的虛擬世界也是如此。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沉浸感的程度，就是用戶(hù)通過(guò)硬件設(shè)備和自身感官系統(tǒng)與虛擬環(huán)境中物體交互而產(chǎn)生真實(shí)感的體驗(yàn)度。

1.2? ? 交互性

交互，即交流互動(dòng)，是主體與主體之間進(jìn)行“對(duì)話(huà)”所產(chǎn)生的行為結(jié)果。現(xiàn)在多指互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中用戶(hù)與平臺(tái)或用戶(hù)之間，在交流互動(dòng)的對(duì)話(huà)過(guò)程中導(dǎo)致需求、創(chuàng)意與新思維的產(chǎn)生。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性是指用戶(hù)通過(guò)特定的設(shè)備與虛擬環(huán)境進(jìn)行交流互動(dòng)，并且通過(guò)人類(lèi)的感知系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行反饋。現(xiàn)在常用的設(shè)備主要有VR眼鏡、數(shù)據(jù)手套等智能穿戴設(shè)備。

1.3? ? 想象力

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的想象力與其他想象力有所區(qū)別，設(shè)計(jì)者對(duì)虛擬環(huán)境進(jìn)行構(gòu)思時(shí)，往往是給用戶(hù)提供一種在現(xiàn)實(shí)生活中難以實(shí)現(xiàn)的另類(lèi)體驗(yàn)方式。用戶(hù)可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中受限制的部分進(jìn)行認(rèn)知，從而豐富自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的想象力是給用戶(hù)提供一次對(duì)真實(shí)世界認(rèn)知的體驗(yàn)機(jī)會(huì)。

1.4? ? 傳播性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的傳播性之所以強(qiáng)于其他傳播媒介，在于其種類(lèi)較多，方式新穎，用戶(hù)體驗(yàn)感強(qiáng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本分類(lèi)包括：移動(dòng)端虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)及分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，以上各類(lèi)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)均具備較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)特性，較于傳統(tǒng)傳播媒介來(lái)說(shuō)，具備更快的傳播速度、更廣的傳播范圍和更好的傳播體驗(yàn)。

2 基于UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的白鹿洞書(shū)院虛擬開(kāi)發(fā)

江西古代書(shū)院對(duì)我國(guó)古代教育和書(shū)院文化的發(fā)展及體系的完善發(fā)揮了積極作用。書(shū)院文化是贛文化的主要代表之一，不斷加強(qiáng)對(duì)書(shū)院文化的保護(hù)、研究、利用工作，是促進(jìn)江西文化大發(fā)展、大繁榮的題中應(yīng)有之義。利用三維建模技術(shù)，對(duì)白鹿洞書(shū)院進(jìn)行虛擬環(huán)境重現(xiàn)，可以沖破現(xiàn)實(shí)空間的限制，建立非現(xiàn)實(shí)性的新平臺(tái)、新空間，引領(lǐng)受眾進(jìn)入一個(gè)可重構(gòu)的數(shù)字化認(rèn)知區(qū)域。

2.1? ? UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

UE（Unreal Engine）是目前世界最知名、授權(quán)最廣的虛幻引擎，自1998年正式誕生至今，虛幻引擎已經(jīng)成為整體運(yùn)用程度最高、次世代畫(huà)面標(biāo)準(zhǔn)最高的一款游戲引擎。Unreal Engine 4是美國(guó)Epic游戲公司研發(fā)的一款3A級(jí)次世代游戲引擎，其渲染效果強(qiáng)大，采用PBR物理材質(zhì)系統(tǒng)，其實(shí)時(shí)渲染效果可以達(dá)到類(lèi)似vray靜幀的效果，成為開(kāi)發(fā)者最喜愛(ài)的虛幻引擎之一。

2.2? ? 白鹿洞書(shū)院的3D建模

虛擬環(huán)境的建立是VR技術(shù)的核心內(nèi)容，通過(guò)建模模塊搭建現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，如利用建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)白鹿洞書(shū)院的數(shù)字化重構(gòu)的主要途徑是獲取一個(gè)縱向的延續(xù)性的實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。

選用3D MAX軟件對(duì)白鹿洞書(shū)院進(jìn)行虛擬化建模，其既可以制作三維模型和動(dòng)畫(huà)，又可設(shè)置燈光、貼材質(zhì)、渣染等。此外，該軟件對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件配置要求不高，便于安裝使用。在書(shū)院虛擬模型的構(gòu)建中，重點(diǎn)研究建模技術(shù)和貼圖技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。白鹿洞書(shū)院虛擬模型如圖1所示。

2.3? ? 白鹿洞書(shū)院3D模型的UV材質(zhì)貼圖

根據(jù)白鹿洞書(shū)院模型的材質(zhì)需求，選擇合適的相關(guān)紋理貼圖，賦予場(chǎng)景中的屋頂、墻壁、地面、牌匾等模型上。在設(shè)置三維模型的材質(zhì)和貼圖過(guò)程中，需要選用png或jpg格式的圖片用于制作軟件中，png格式的圖片可以保留圖片的透明通道，使模型展示的效果更加真實(shí)。材質(zhì)貼圖規(guī)范如表1所示。白鹿洞書(shū)院材質(zhì)圖庫(kù)如圖2所示。

2.4? ? 設(shè)置物理碰撞

物理碰撞的設(shè)置，是為了避免違反現(xiàn)實(shí)生活規(guī)律，避免用戶(hù)在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)時(shí)，發(fā)生“穿透墻體”“穿透物體”等現(xiàn)象。同時(shí)，為了增強(qiáng)用戶(hù)真實(shí)的體驗(yàn)感，研究團(tuán)隊(duì)在物體上增加了碰撞體。白鹿洞書(shū)院物理碰撞設(shè)置區(qū)如圖3所示。

3 產(chǎn)品評(píng)測(cè)

產(chǎn)品評(píng)測(cè)涉及兩個(gè)階段，分別是內(nèi)部測(cè)試和外部測(cè)試。內(nèi)部測(cè)試主要由項(xiàng)目組成員針對(duì)產(chǎn)品的研發(fā)、安裝及BUG等方面進(jìn)行排查，保證用戶(hù)的基本體驗(yàn)。外部測(cè)試是基于已有的VR設(shè)備（VR教室），預(yù)計(jì)針對(duì)50名大學(xué)生分別進(jìn)行2次用戶(hù)數(shù)據(jù)抽樣調(diào)研，包括調(diào)查問(wèn)卷、用戶(hù)個(gè)人感受采訪(fǎng)等方式，通過(guò)因子分析對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果以圖片形式展現(xiàn)，如圖4所示。

從暈眩感測(cè)評(píng)的反饋數(shù)據(jù)來(lái)看，感覺(jué)暈眩的用戶(hù)只占用戶(hù)群體的4%，說(shuō)明產(chǎn)品的舒適程度已經(jīng)達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的預(yù)期目標(biāo)。另外，從體驗(yàn)完產(chǎn)品對(duì)白鹿洞書(shū)院興趣度測(cè)評(píng)結(jié)果來(lái)看，首次體驗(yàn)產(chǎn)品后表示對(duì)白鹿洞書(shū)院感興趣的用戶(hù)只有8人，經(jīng)過(guò)第二次體驗(yàn)后，大部分用戶(hù)對(duì)白鹿洞書(shū)院產(chǎn)生濃厚興趣，并且表示愿意前往白鹿洞書(shū)院體會(huì)真正的書(shū)院文化。經(jīng)過(guò)2次體驗(yàn)測(cè)評(píng)，用戶(hù)的建議和期望主要有：增加人物角色和交互以及更多的游戲體驗(yàn);分辨率更高、更清晰;能夠用虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)游世界。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)制作白鹿洞書(shū)院的虛擬化場(chǎng)景模型，利用UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了白鹿洞書(shū)院文化的現(xiàn)代傳承。提高用戶(hù)體驗(yàn)，確定白鹿洞書(shū)院文化傳承中具有代表性的重要場(chǎng)景、交互內(nèi)容、切換路線(xiàn)等，是UE4虛擬現(xiàn)實(shí)制作過(guò)程中最重要的內(nèi)容。建模過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要考慮實(shí)際應(yīng)用對(duì)各場(chǎng)景的需求，以確定是利用全景三維數(shù)據(jù)按實(shí)景建立模擬場(chǎng)景，還是根據(jù)場(chǎng)景腳本需求人工虛構(gòu)場(chǎng)景;利用全景視頻處理軟件進(jìn)行后期剪輯處理，得到其全景視頻或全景圖。同時(shí)，VR場(chǎng)景交互動(dòng)畫(huà)及界面輸出動(dòng)畫(huà)的PNG序列制作，也要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景腳本需求進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)。最后，由編程人員根據(jù)設(shè)計(jì)腳本，實(shí)現(xiàn)UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)容及其交互邏輯的輸出，并測(cè)試各場(chǎng)景內(nèi)容及其交互的完善程度。

綜上所述，UE4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是白鹿洞書(shū)院文化現(xiàn)代傳承行之有效的傳播手段，重構(gòu)、傳承和深化了白鹿洞書(shū)院的文化內(nèi)涵和精神魅力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為當(dāng)下仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，在白鹿洞書(shū)院文化的傳承中，通過(guò)搭建虛擬環(huán)境，結(jié)合控制模塊和傳感模塊實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與虛擬環(huán)境的交互功能，有效促進(jìn)了白鹿洞書(shū)院文化的現(xiàn)代傳承。

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收稿日期：2020-07-23

作者簡(jiǎn)介：熊野川（1991—），男，江西南昌人，碩士研究生，助教，研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)。