基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”交互融合設(shè)計

吳萌瓊?邱水財

摘 要：在“互聯(lián)網(wǎng)+5G”時代，千兆光纖網(wǎng)絡(luò)將覆蓋數(shù)億戶家庭，實現(xiàn)對智慧家庭、8K、VR、AR等超高清視頻的網(wǎng)絡(luò)支撐，使基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”，可以近距離接觸英石盆景匠師，促使匠師與消費者之間形成良好互動，能夠讓游客進(jìn)行身臨其境的沉浸式交互體驗，從而推動“非遺+旅游”的發(fā)展模式，促進(jìn)清遠(yuǎn)與粵港澳大灣區(qū)的文化交流。筆者以英石假山盆景技藝為例，主要通過對英德地區(qū)的實地調(diào)研，探討如何從市場和文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，開發(fā)基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的具體設(shè)計思路、制作方法，探討如何在保護(hù)與傳承英石假山盆景技藝的同時，將結(jié)合新的創(chuàng)新方法，利用數(shù)字科技賦能優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與傳播。

關(guān)鍵詞： 英石假山 文化館? VR展館 交互融合設(shè)計

1 引言

虛擬現(xiàn)實 （Virtual Reality，以下簡稱 VR）的概念由 Jaron Lanier 在1987 年首次明確提出，它能利用計算機(jī)技術(shù)通過圖像、聲音等其他知覺為用戶營造身臨其境的感受并提供了非比尋常的交互體驗[1]從VR看房的720°實景，到“虛擬旅游”、“虛擬直播”、受到市場的青睞。但通過大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)市面上推出的 “虛擬旅游”的 APP、小程序亦或是其他在線旅游平臺（OTA）[2]大多通過單一的手機(jī)設(shè)備對，圖片、視頻識別，交互模式相對單一、沉浸性體驗不深，因此，引入 3D圖形顯示與體感（Kinect）技術(shù)系統(tǒng)、VR頭盔協(xié)同、局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)等設(shè)備進(jìn)行交互設(shè)計及應(yīng)用，可以很好的提升用戶的沉浸性體驗效果，也可以通過前期3dsmax建模制作英石盆景的虛擬場景，利用建E全景→全景發(fā)布→全景圖合成技術(shù)，得到基于在線VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”，游客通過自帶的安卓或蘋果手機(jī)，就可以在千里之外，適時觀看體驗在線展館，對“3D模型+3D空間”進(jìn)行交互設(shè)計及應(yīng)用，從而在結(jié)合綜合開發(fā)成本，兼顧線上展館方案的同時，對 AR 增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在交互性及高度沉浸性等方面進(jìn)行探索。

2? VR虛擬現(xiàn)實的類型劃分

2.1通過3D全景相機(jī)對真實環(huán)境拍攝，對真實環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理的一種新興技術(shù)。在VR看房中，通過3D全景相機(jī)拍攝，123看房AI版APP，一鍵上傳，自動生成，主要是對現(xiàn)實環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，通過虛擬現(xiàn)實設(shè)備再次將數(shù)據(jù)特征點和數(shù)據(jù)集還原的一種新興技術(shù)[3]。利用 VR 全景圖像技術(shù)，游客可以在親臨景點之前自由選擇景點，合理規(guī)劃好旅游路線[4]。

2.2 通過從現(xiàn)實生活中的場景采集數(shù)據(jù)，根據(jù)專業(yè)3D掃描儀，通過工程師對著物體進(jìn)行掃描，直接生成1：1三維模型，導(dǎo)出相應(yīng)的格式，上傳自主研發(fā)的3D數(shù)字化平臺，結(jié)合VR/AR小程序、就可以生成相應(yīng)的手機(jī)端或PC端互動體驗展示作品。

2.3 通過從現(xiàn)實中的英石盆景采集數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場拍照或視頻內(nèi)容，利用三維軟件3dsmax、maya三維軟件進(jìn)行重新建模，然后導(dǎo)入unity3D軟件中制作虛擬現(xiàn)實場景的材質(zhì)、形狀、紋理和運動等，最后生成相應(yīng)的手機(jī)端或PC端格式，進(jìn)行觀看[5]。

2.4 根據(jù)搜集的相關(guān)的英石盆景資料，運用CAD軟件繪制清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館平面布置方案，然后導(dǎo)入3dsmax中，進(jìn)行三維建模，在模型建立完成之后，導(dǎo)入unity3D中進(jìn)行物理建模，物理建模包括構(gòu)建模型的材質(zhì)、形狀、紋理和運動等[3]。做好交互之后、需要通過用于移動設(shè)備的增強(qiáng)現(xiàn)實軟件開發(fā)工（SDK）Vuforia，創(chuàng)建增強(qiáng)現(xiàn)實應(yīng)用程序。

2.5 按照以往的經(jīng)驗，一般大面積觀影區(qū)，主要采用的是，沉浸洞穴式虛擬現(xiàn)實（Cave）技術(shù)系統(tǒng)，包括立體顯示、虛擬現(xiàn)實外圍網(wǎng)絡(luò)（VRPN： Virtual-Reality Peripheral Network）標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)實現(xiàn)，游戲娛樂區(qū)，主要采用 HTC Vive（由HTC 與 Valve 聯(lián)合開發(fā)的一款虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器）的虛擬現(xiàn)實頭盔技術(shù)[2]，而普通的觀看作品交互，主要采用增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)。

3 基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的具體方案

根據(jù)“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”相關(guān)部門的規(guī)化、資金投入、制訂相應(yīng)的平面布局圖，通過不同規(guī)模的資金，可以設(shè)計成不同規(guī)模的文化館，根據(jù)市場調(diào)研和英石盆景產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，本方案采用一般性資金投入的方案，即“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”由由五大主題交互區(qū)域構(gòu)成，同時，每個規(guī)化區(qū)，采用不同的技術(shù)融合，分為英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)、英石盆景游戲娛樂區(qū)、英石文創(chuàng)互動區(qū)、英石盆景作品互動區(qū)、英石盆景文創(chuàng)展示區(qū)。

4 基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的設(shè)計過程

基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的設(shè)計步驟繁多、需要考慮的因素很多，從市場和經(jīng)濟(jì)的角度來看，本文從非遺項目的實際出發(fā)，利用相對低成本打造較好的，VR技術(shù)的高度沉浸性、立體交互性，讓體驗者猶如身臨各種場景中[5]?！扒暹h(yuǎn)英石假山盆景文化館”主要分為五大主題區(qū)域，每個區(qū)域采用不同的技術(shù)融合，按照不同的主題進(jìn)行設(shè)計：

英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)，向游客直觀展現(xiàn)文化館的整體布局，根據(jù)游客自身的興趣，選出最佳游覽路線。主要采用大屏觸摸一體機(jī)、3D 體感（Kinect）技術(shù)系統(tǒng)融合，構(gòu)建體感虛擬現(xiàn)實的非遺文化典型應(yīng)用;

英石盆景游戲娛樂區(qū)，提取英石盆景情境，設(shè)計密室逃脫互動游戲，主要采用 HTC Vive（頭戴式顯示器）的虛擬現(xiàn)實頭盔技術(shù)、局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，并預(yù)留千兆光纖網(wǎng)絡(luò)接口，可以提供在線多人同時進(jìn)行高度沉浸式互動體驗，構(gòu)建聯(lián)網(wǎng)協(xié)同的頭戴式虛擬現(xiàn)實典型應(yīng)用;

英石文創(chuàng)互動區(qū)，主要采用增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)，利用游客自帶的安卓或蘋果手機(jī)，掃一掃三維文創(chuàng)模型為內(nèi)容的 AR 交互卡片，向游客展示英石文創(chuàng)作品，擺放在客廳及臥室的細(xì)節(jié)，并按照文創(chuàng)模型設(shè)計搭配個性化擺放情境。

英石盆景作品互動區(qū)，也是采用增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)，利用游客自帶的安卓或蘋果手機(jī)，分別設(shè)計圖片識別或視頻識別內(nèi)容，了解英石盆景匠師創(chuàng)作的過程，并有*.Fbx的三維英石盆景互動，能夠近距離體驗英石盆景作品設(shè)計理念、創(chuàng)作過程。

英石盆景文創(chuàng)展示區(qū)，引入3D打印技術(shù)，開設(shè)3D 打印研學(xué)課程，打造英石盆景的產(chǎn)學(xué)研基地、并將學(xué)生體驗設(shè)計的成品用3D打印機(jī)直接現(xiàn)場打印出來，能夠讓學(xué)生親身體驗，并參與制作英石盆景的文創(chuàng)作品，打造集游戲+知識+娛樂+研學(xué)為一體的學(xué)習(xí)場所，更好的傳播優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

4 .1 虛擬現(xiàn)實體感技術(shù)在英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)的應(yīng)用

英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)，主要由虛擬光學(xué)姿態(tài)傳感系統(tǒng)、結(jié)合頭控、眼控、手控傳感交互等技術(shù)，宣傳英石盆景的歷史、匠師傳承人等非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，通過英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)的觸摸互動大屏，可以向游客直觀展現(xiàn)清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館的整體布局，根據(jù)游客自身的興趣，選出最佳游覽路線。

4 .2 虛擬現(xiàn)實頭盔技術(shù)在英石盆景游戲娛樂區(qū)的應(yīng)用

設(shè)計密室逃脫互動游戲，以VR頭盔協(xié)同英石盆景情境，利用局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，通過英石盆景游戲區(qū)的虛擬現(xiàn)實頭盔娛樂系統(tǒng)，可以在線多人同時進(jìn)行高度沉浸式互動體驗，如“匠師傳說，英石盆景設(shè)計、英石文創(chuàng)穿戴”聯(lián)機(jī)游戲，讓游客在娛樂中感受英石盆景、英石文創(chuàng)魅力，增強(qiáng)文化自信。

4.3 增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在英石文創(chuàng)互動區(qū)的應(yīng)用

英石文創(chuàng)互動區(qū)集合增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)、三維模型動態(tài)處理等技術(shù)，把匠師設(shè)計好的文創(chuàng)作品，如小英石制作的煙灰缸、英石壁掛式鐘表等作品，利用游客自帶的安卓或蘋果手機(jī)通過掃碼的方式，會出現(xiàn)以三維文創(chuàng)模型為內(nèi)容的 AR 交互卡片，向游客展示擺放在客廳及臥室的細(xì)節(jié)，以及根據(jù)文創(chuàng)模型設(shè)計搭配個性化情境。

4.4增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)在英石盆景作品互動區(qū)的應(yīng)用

英石盆景作品互動區(qū)，游客利用自帶的手機(jī)，掃二維碼下載APP，就可以體驗增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)帶來的互動、如圖片識別技術(shù)，把英石盆景匠師作品的制作過程可以圖文并茂進(jìn)行展示。視頻識別技術(shù)可以把英石盆景匠師創(chuàng)作的過程，設(shè)計成視頻觀看，更神奇的識別是利用3dsmax導(dǎo)出的*.Fbx的三維英石盆景模型 、在unity3D中做好交互、通過用于移動設(shè)備的增強(qiáng)現(xiàn)實軟件開發(fā)工（SDK）Vuforia，創(chuàng)建增強(qiáng)現(xiàn)實應(yīng)用程序，對“3D模型+3D空間”進(jìn)行交互設(shè)計及應(yīng)用，游客利用自帶的安卓或蘋果手機(jī)，掃一掃就會跳出相應(yīng)的*.Fbx的三維英石盆景，非常逼真，給人一種身臨其境的感覺，能夠近距離體驗英石盆景作品設(shè)計理念、創(chuàng)作過程。

4.5 3D打印技術(shù)在英石假山盆景文創(chuàng)展示區(qū)的應(yīng)用

在“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的布局中，設(shè)立英石盆景文創(chuàng)展示區(qū)，引進(jìn)3D打印工程師、3D打印機(jī)、3D打印材料，開設(shè)3D 打印研學(xué)課程，打造英石盆景的產(chǎn)學(xué)研基地、吸引各級學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行3D打印知識的學(xué)習(xí)和接受非遺文化的熏陶，集合增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)、全息投影等技術(shù)，可以了解英石盆景的創(chuàng)作過程，并將學(xué)生體驗設(shè)計的成品用3D打印機(jī)直接現(xiàn)場打印出來，滿足學(xué)生好奇心的同時，能親身體驗與參與制作英石盆景的文創(chuàng)作品，并按學(xué)生的需求，可以是3D打印魚缸觀賞石景、3D打印英石壁掛式盆景，或是其它私人定制的3D打印作品，集游戲+知識+娛樂+研學(xué)為一體。通過文旅產(chǎn)品承載文化技藝，使旅游者能通過非物質(zhì)文化旅游，感受到其文化底蘊[4]。

結(jié)束語

基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”，分為了五大主題區(qū)域，每個區(qū)域采用不同的技術(shù)融合，按照不同的主題進(jìn)行設(shè)計，集游戲+知識+娛樂+研學(xué)為一體的綜合性非遺主題文化館，將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)結(jié)合，通過自身造血，實現(xiàn)盈利，將盈利的資金用于引入光學(xué)姿態(tài)傳感系統(tǒng)、光學(xué)傳感定位、增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)及3D打印技術(shù)等多種設(shè)備和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，并進(jìn)行有機(jī)融合與應(yīng)用[5]，當(dāng)然，引入多種技術(shù)及設(shè)備，需要政府相關(guān)部門、對英石盆景產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑、發(fā)展方式、支撐措施進(jìn)行總體規(guī)劃，并提供相關(guān)政策及資金支持，對于開拓清遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展“非遺+旅游”的發(fā)展模式，具有重要的意義。

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2021年度清遠(yuǎn)市哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃項目：“互聯(lián)網(wǎng)+5G”背景下非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的創(chuàng)新方法——以清遠(yuǎn)英石假山盆景技藝為例（ZZH21）

作者簡介：吳萌瓊（1982.9-），女，漢，碩士，廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院講師，研究方向：傳統(tǒng)文化，信息化教學(xué)