基于文化體驗式的VR技術(shù)景點漫游再現(xiàn)與展示

許梅 裴必明

摘?要：虛擬建筑是指不客觀存在的，完全虛構(gòu)的，虛擬現(xiàn)實技術(shù)中通過技術(shù)手段再現(xiàn)還原歷史建筑文化。虛擬仿真在娛樂和教育領(lǐng)域的發(fā)展是有目共睹的。其劇透林場參與感和交互能力均可以表現(xiàn)或者解答在一些復(fù)雜原理上。

關(guān)鍵詞：文化體驗;數(shù)字技術(shù);漫游

利用合肥三國歷史古文化的資源優(yōu)勢，深入挖掘合肥三國歷史文化中可實現(xiàn)的文化體驗場景，并通過進(jìn)行虛擬技術(shù)的手段還原再現(xiàn)一些場景。使大眾可以不用遠(yuǎn)距離就可以游玩到各種歷史場館。同時結(jié)合合肥地域文化特色，探索創(chuàng)新，更加全面、生動地展示文物建筑，使文物建筑擺脫地域限制，實現(xiàn)資源共享。

一、國內(nèi)虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

目前，建筑和建筑遺產(chǎn)保護(hù)研究領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中國仍處于初級階段，與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，但現(xiàn)在它已經(jīng)引起了有關(guān)部門和學(xué)術(shù)界的關(guān)注，和一些關(guān)鍵大學(xué)投資在中國工作在這一領(lǐng)域的研究。在故宮的數(shù)字化建筑系統(tǒng)中就運用了這技術(shù)。這種復(fù)原及再現(xiàn)的技術(shù)不僅可以起到保護(hù)傳統(tǒng)建筑的作用，而且可以讓觀眾通過互聯(lián)網(wǎng)享受到每一個建筑構(gòu)件、珍貴文物和裝飾處理。上海交通大學(xué)的楊向濤使用了GlS技術(shù)和近景攝影測量。

例如上海市歷史建筑數(shù)字化保護(hù)和歷史建筑信息化管理進(jìn)行了研究。由國家重點實驗室開發(fā)的一套關(guān)于世事漫游系統(tǒng)的建筑漫游系統(tǒng)的浙江大學(xué)實現(xiàn)了虛擬多方面多角度的瀏覽視野，在整個視野范圍中，這套系統(tǒng)完美的達(dá)到一個高水準(zhǔn)全方位的虛擬交互。在以三國文化為主題的現(xiàn)代展覽設(shè)計中，場地重建和場景修復(fù)占據(jù)了展覽設(shè)計的主要地位。場地重建和場景恢復(fù)是主題展示設(shè)計的好方法，虛擬交互中沉浸感的體驗是為了更好的讓觀眾進(jìn)行虛擬體驗的魅力，可是，由于場館和工具的局限性，在展出的范圍是有一定的限度的，在傳統(tǒng)意義上的展示觀眾的參與感會受到年齡文化層面的限度，在理解和體驗上有所偏差。所以在以往的傳統(tǒng)表現(xiàn)基礎(chǔ)上，可以通過疊加虛擬交互演示讓觀眾全方位多角度的去體驗場館歷史文化。不僅僅可以更加快捷的傳播歷史宣揚歷史，還可以有效地促進(jìn)一定的經(jīng)濟(jì)文化交流。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在地區(qū)文化保護(hù)中的應(yīng)用體現(xiàn)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以實現(xiàn)對人文和自然地理遺產(chǎn)的探索和漫游。虛擬遺產(chǎn)的概念在人類歷史和自然地理的研究、保護(hù)和呈現(xiàn)中起著非常重要的作用，并得到了國際上的廣泛認(rèn)可。通過虛擬現(xiàn)實對歷史建筑的還原和再創(chuàng)造，我們不僅可以保持原有建筑的風(fēng)格，還可以向公眾宣傳歷史和文化。為歷史建筑的修復(fù)提供一條發(fā)展之路。突破時空限制，充分發(fā)揮建筑遺產(chǎn)價值，有效整合和共享建筑遺產(chǎn)及其相關(guān)歷史資源。

虛擬的歷史場館通過建筑模型的建模渲染以及后期交互引擎的互動展示，把歷史中的特色建筑完整的還原出來。同時還可以將三國歷史人物的典故進(jìn)行虛擬化展示。這里不僅通過技術(shù)手段還原歷史的風(fēng)貌，同時還可以還原歷史人物。各種民間的傳說通過虛擬化的建模360度的展示出來，還可以通過視頻講解以及歷史還原典故場景進(jìn)行展出。這里的虛擬場景是通過計算機(jī)模擬還原手段渲染一個完整的場景。這個還原可以很大程度上滿足大眾的視聽感受。在三國歷史文化展示中還有個內(nèi)容是只利用實物進(jìn)行歷史還原。一來是維護(hù)復(fù)原歷史古建筑，比如合肥歷史文化中的張遼大戰(zhàn)逍遙津這些著名歷史，還有復(fù)原的逍遙閣等場景。雖然現(xiàn)在遺址公園進(jìn)行了一定的模擬還原，但還是有很大一部分群眾并不知道這些著名場景的典故以及背后所體現(xiàn)的文化底蘊。再比如無錫三國城等，雖然都有一定的還原，但其目的僅僅是娛樂休閑。而虛擬交互展示不僅可以復(fù)原再現(xiàn)歷史文化場館，還可以通過交流互動的方式進(jìn)行文化的宣傳。雖然這項技術(shù)并非能夠完美的讓歷史重建，但是可以通過一定的互動讓觀眾直接進(jìn)行參與，真正了解歷史的背后，以及故事的內(nèi)涵。通過視聽的全方位體驗可以讓觀眾結(jié)合實物和虛擬互動有意識地把歷史融入記憶。真正做到沉浸式互動體驗。

三、三國歷史虛擬建筑交互系統(tǒng)研究

三國遺址公園三維虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)項目。本文研究了虛擬交互平臺技術(shù)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，實現(xiàn)了遺址公園與周邊環(huán)境的互動游覽，并對已建成和未建成的建筑及景觀進(jìn)行了模擬。雖然虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的發(fā)展還存在一些制約因素，然而，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的發(fā)展意義重大，具有廣闊的應(yīng)用前景。從“經(jīng)驗”的概念開始，分析了文化體驗的內(nèi)涵。從建筑的歷史和文化意義，論述了文化體驗古老的虛擬系統(tǒng)的重要性，并將體驗劃分為三個級別的大腦反應(yīng)，也就是說，分析古代的文化體驗虛擬系統(tǒng)級別的本能，行為和反射，交互設(shè)計的目標(biāo)?；诮换ピO(shè)計對古建筑虛擬系統(tǒng)的影響，論證了交互設(shè)計在古建筑虛擬系統(tǒng)中的重要性。

古建筑虛擬系統(tǒng)文化體驗的主要交互設(shè)計元素，并根據(jù)古建筑虛擬系統(tǒng)的交互設(shè)計原則，提出各設(shè)計元素的設(shè)計方法。

虛擬現(xiàn)實的概念模型：三維虛擬交互系統(tǒng)是一個計算機(jī)生成的虛擬環(huán)境，它給人各種感官刺激。這是一個先進(jìn)的人機(jī)交互系統(tǒng)。根據(jù)定義，虛擬現(xiàn)實由兩部分組成：一部分是創(chuàng)造出一個模擬環(huán)境，另一部分是環(huán)境設(shè)計中的角色。虛擬現(xiàn)實的核心是強調(diào)兩者之間的相互作用，也就是說，它反映了人們在虛擬世界（環(huán)境）中的體驗。技術(shù)的實現(xiàn)可以分為四個步驟：第一步是幾何建模，主要是建立三維場景的幾何模型;第二步是圖像建模，主要處理幾何建模的結(jié)果，如材質(zhì)、光照和顏色;第三步是進(jìn)行添加事件的行為，其目的是獲取對象的方法（動態(tài)、手動）。第四部可以虛擬場景實施渲染，在場館中進(jìn)行HMD平臺交互，比如可以射箭點火等操作.具體制作如圖所示：

虛擬技術(shù)不僅可以構(gòu)建一個完整的三維真實感建筑環(huán)境，還可以將其掛在互聯(lián)網(wǎng)上供遠(yuǎn)程用戶下載或直接參考。借助虛擬互動系統(tǒng)，合肥的對外宣傳不再局限于文字、圖片等傳統(tǒng)的宣傳手段，而是能更直觀地向用戶展示古建筑的情況。更全面、生動、逼真地展示文化遺產(chǎn)建筑，使文化遺產(chǎn)建筑不受地域限制，實現(xiàn)資源共享。

四、三國歷史文化展館展示及體驗

虛擬攝像機(jī)的出現(xiàn)使虛擬技術(shù)取得了突破進(jìn)度，觀眾可以利用虛擬數(shù)字?jǐn)z像頭進(jìn)行全景視頻展示，觀眾在觀看過程中可以通過視頻及音頻沉浸在互動的體驗中，這種體驗的方式不僅僅是在視頻中可以全方位無死角的動態(tài)化展示，而且可以通過電腦計算出比之更為豐富的畫面空間，數(shù)字化拍攝中手段以及虛擬模擬表現(xiàn)同時加上一定的觸覺等真實空間感知。觀眾在觀看過程中會完全忘記真實空間的存在，這種虛擬化手段結(jié)合頭盔或者其他的技術(shù)手段呈現(xiàn)出比計算機(jī)模擬更為真實的數(shù)字化模型。三國歷史文化及場館可以由觀眾親自體驗，仿佛置身于歷史長河中。以往都是經(jīng)過場景建模進(jìn)行技術(shù)表現(xiàn)，但是這種結(jié)合數(shù)字體驗可以讓觀眾不僅看到甚至可以參與歷史故事與之互動。

感官體驗它是由觀眾身臨其境感受出來的，其可以通過人的身體器官親身體驗并與之互動進(jìn)而可以引導(dǎo)觀眾的視覺聽覺及觸覺，刺激觀眾的意識使之產(chǎn)生一定的情感上的反饋或者身體上的心靈上的認(rèn)識。進(jìn)而獲得更為深刻的感知。這種虛擬交互與以往的真實世界完全不同。通過不同方位的體驗最終實現(xiàn)情感的認(rèn)知。在關(guān)于合肥三國文化主題體驗感知下的利用數(shù)字技術(shù)主要基于虛擬現(xiàn)實角度的展示。這種以體驗為主的歷史文化展示。三國歷史文化主題展館通過虛擬數(shù)字化技術(shù)使觀眾猶如穿梭在歷史的片段中，全方位的感官體驗讓人們在三國建筑中體驗出一種與視頻或者聲音全然不同的感受。三國歷史建筑中的虛擬現(xiàn)實展示，創(chuàng)新與穿越的原創(chuàng)視頻內(nèi)容，空間跳躍的視頻片段，從天而降的視頻片段。耳朵產(chǎn)生的風(fēng)游客們戴著頭盔，隨著音樂的變化，他們隨著隆隆的鼓聲從云層中跳下來，燃燒的懸崖戰(zhàn)場展現(xiàn)在他們面前。當(dāng)攝像機(jī)放大時，鮮艷的火焰和落水的聲音會讓人尖叫。在交互式座椅的手柄上，有一些按鈕可以激活箭頭，與頭戴式顯示器上的陀螺儀連接，以校準(zhǔn)目標(biāo)。

通過觀眾的身臨其境的體驗會加深對此歷史文化的印象。通過現(xiàn)代科技手段將三國歷史文化的特色和及其淵源都得到了充分的展示。通過這樣豐富的視聽體驗不僅僅表達(dá)了一種觀眾的體驗感受，還能夠表達(dá)歷史進(jìn)程中合肥地區(qū)的三國文化典故等歷史淵源，使得觀眾的情感與我國優(yōu)秀的傳統(tǒng)歷史文化相結(jié)合，引發(fā)大眾對于歷史的興趣和情感共鳴，促進(jìn)地區(qū)文化的宣傳。

五、結(jié)語

在體驗語境中進(jìn)行合肥三國文化主題展示，有利于體驗的深化。體驗感受的層面不僅僅是在三維空間，更多的是一種多維的全方位的體驗。多維空間展示的是在視聽結(jié)合基礎(chǔ)之上的更多地表現(xiàn)出在情感上和感知器官的聯(lián)系。通過一次身臨其境的感受和體驗之后，觀眾可以在這樣的體驗場館中產(chǎn)生一定的情感的體驗，加深觀眾的認(rèn)知。同時這樣的景點漫游系統(tǒng)也豐富了合肥地區(qū)文化的宣揚。三國歷史中的各種優(yōu)秀的文化典故可以與現(xiàn)代化的數(shù)字化手段相融合，相互促進(jìn)相互襯托?？茖W(xué)和技術(shù)手段都在不斷地更新進(jìn)步。優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化也可以隨之進(jìn)行不同手段的表達(dá)。這是一種全新的技術(shù)和方法的融合革新。虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實都是在不斷地加強擴(kuò)充其能夠表達(dá)的體驗。這種體驗為我國的三國歷史帶來了全新的展示手段。合肥地區(qū)三國文化的發(fā)展一直處于比較緩慢的階段，從另外一個方面可以表現(xiàn)其更大的發(fā)展?jié)摿?。充分利用?shù)字化技術(shù)手段，打造出地區(qū)文化品牌。

參考文獻(xiàn)：

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課題名稱：2018年國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目《基于文化體驗式的VR技術(shù)景點漫游再現(xiàn)與展示——以合肥三國遺址公園為例》（項目編號：201812216013）

作者簡介：許梅（1990—），女，漢族，安徽合肥人，碩士，講師，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù);裴必明（1995—），男，漢族，數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)學(xué)生，研究方向：數(shù)字媒體技術(shù)。