基于VR技術(shù)的“西路軍虛擬博物館”的交互融合設計＊

田建榮，王斌儒

（甘肅有色冶金職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 金昌 737100）

紅色文化是中華民族的優(yōu)良傳統(tǒng)和寶貴的精神財富，是中華人民共和國的根基和底色，更是社會主義發(fā)展的立國之本。紅色博物館中陳列各類有關(guān)紅色文化的文物和圖件，對人們愛國主義教育的作用極為重要，是傳承民族精神、提高社會成員綜合素質(zhì)、發(fā)揚革命光榮傳統(tǒng)的重要場所[1]。

西路軍在甘肅的戰(zhàn)斗時間最久，革命活動最豐富；西路軍從虎豹口渡河離開大部隊開始，在河西走廊上留下了無法磨滅的印記。這些歷史遺跡、遺物是西路軍精神在新時代得以彰顯的事實依據(jù)，西路軍在甘肅的遺址和紀念館主要集中在武威、金昌、張掖等地，是弘揚西路軍精神的主陣地。

因此，打造VR+紅色文化交互平臺，探索VR技術(shù)和紅色文化相融合的應用和方法，可以為西路軍紅色精神的傳播提供一定的思路，讓體驗者通過沉浸性、交互性的形式更加深入地體驗革命的不易，將以更豐富的方式加強民眾的愛國主義教育[2]。

1 “西路軍虛擬博物館”的相關(guān)技術(shù)

我國“十四五”規(guī)劃中提出，重點發(fā)展新一代信息技術(shù)，其自身特點決定了該技術(shù)在歷史資料數(shù)字化方面具有十分顯著的優(yōu)勢。虛擬現(xiàn)實技已被世界公認為21世紀重要的視覺技術(shù)之一，它通過相關(guān)軟件生成三維的虛擬境界，借助VR眼睛、耳機、手柄等提供一個視聽觸一體且交互性極強的體驗[3]。

虛擬現(xiàn)實重要的一個特點是在一個特定的范圍內(nèi)，通過計算機相關(guān)技術(shù)創(chuàng)建一個虛擬的世界，將西路軍虛擬博物館的全貌以真實立體的方式展示出來，進而營造視聽觸均能獲得較好的體驗效果。VR使用者需要借助數(shù)字設備，進入3D沉浸式交互空間，在空間內(nèi)部，通過相關(guān)的交互技術(shù)，便如同置身真實世界進行各類活動，沒有時間和節(jié)奏的限制。鑒于此，借助VR技術(shù)和三維空間建模技術(shù)，可以對創(chuàng)作對象進行三維數(shù)字化，使得歷史中已經(jīng)逝去的場景再次得到一定的還原，從而讓使用者通過VR設備，足不出戶，隨時隨地，擺脫各類干擾因素，身臨其境地去全方位體驗歷史場景中的真實感，極大地增強使用者對歷史的理解和體驗。同時，在VR場景中添加交互功能，可以極大地提高體驗者在使用過程中的參與感和趣味性。故而，VR技術(shù)在博物館的使用過程中具有一定的優(yōu)越性[4]。

2 交互融合的類型和影響因素

博物館是藝術(shù)和思想的集合地，也是培育和弘揚民族精神的陣地。本次“西路軍虛擬博物館”的交互融合，既是科學技術(shù)的一次具體應用，也要在實際設計過程中集審美、人文于其中，既要讓使用者享受歷史的真實感，也要在交互中體驗西路軍的偉大和悲壯，讓紅色基因深入體驗者心中。

2.1 交互融合的類型

人的體驗主要集中在眼、耳、鼻、舌、身這些感覺系統(tǒng)[4-6]，以此來判斷獲得聲音、顏色、氣味、形狀等感覺，交互融合設計的目的也是為了滿足以上感官的需求，進而綜合其各類因素對其進行刺激，獲得情感上的共鳴?；诖?，本研究的交互融合類型主要分為感官和行為兩種類型。

（1）感官交互。感官主要包含視聽觸嗅，如同物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器一般，是人對外界世界的重要信息獲取的途徑，“西路軍虛擬博物館”的交互融合中，主要通過三維影像和視聽音樂等數(shù)字化方式提供給使用者。

視覺方面，首先是色彩的選擇，西路軍虛擬博物館是中國紅色文化的重要場館之一，其交互融合的設計過程中，需要營造濃厚的革命精神氛圍，故底色應該以莊重的中國紅為主，賦予其豐富的符號意義和歷史文化內(nèi)涵，讓體驗者產(chǎn)生強烈的視覺刺激，進而精神上升華。其次是圖形上不能以單調(diào)的線段為主，需要注重空間的布局方式和結(jié)構(gòu)劃分。

聽覺方面也是交互的重要因素，“西路軍虛擬博物館”的音樂設計，既要展示西路軍在戰(zhàn)爭中浴血奮戰(zhàn)的真實與殘酷，也要在關(guān)鍵時間點上，通過不同的背景音樂，凸顯其悲壯和英勇。視聽方面的設計，可以進一步烘托環(huán)境和氛圍，提升交互空間的吸引力和感染力。使用者在背景音樂和槍林彈雨等聲音的刺激下，加固對西路軍革命精神的認識和體悟，升華愛國主義情懷。

（2）行為交互。行為交互是通過VR手柄和體驗者身體相互進行互動的結(jié)果。通過行為交互設計，可以保證博物館體驗過程中的真實性和趣味性，讓體驗者在視覺和聽覺方面獲取信息的同時，全身心投入到交互融合之中，讓體驗者與模型形象進行交流、互動，感覺自身完全沉浸在場景之中，感同身受。

2.2 交互融合的影響因素

基于VR的“西路軍虛擬博物館”的交互融合，通過科學技術(shù)，在新時代為大眾繼承革命傳統(tǒng)，弘揚紅色文化提供一種全新的方式和新載體，可以引發(fā)體驗者對紅色文化心理和情感上的深度共鳴，交互體驗是博物館數(shù)字化展示設計的必然趨勢。具體為：

（1）紅色文化是中國共產(chǎn)黨為了中華民族的偉大復興而不怕犧牲、英勇奮斗的精神文化，是一個國家、一個民族新時代不可或缺的靈魂和底色，是中國革命的高度概括。在新時代，物質(zhì)已經(jīng)得到了極大的滿足，如何促進精神富裕、夯實精神基礎就顯得尤為重要。借助新一代信息技術(shù)，利用多種傳媒手段，積極宣傳紅色文化，是推動紅色文化活起來、傳開來的重要方式。

（2）傳播媒介發(fā)生了重要的變化。如今新媒體的出現(xiàn)，文化的宣傳不再局限于普通的報紙雜志，也不再局限于微博朋友圈，更多的方式將快速地融入海量信息傳播的路徑中來，如VR、元宇宙等技術(shù)。VR技術(shù)由于其真實的沉浸式、強大的互動性，在新媒體的陣營中具有舉足輕重的地位，是紅色文化深度和廣度傳播的重要途徑，在今后將發(fā)揮重要的作用。

3 “西路軍虛擬博物館”的交互融合設計及應用

VR技術(shù)的使用，可以讓使用者更加深入地沉浸在場景之中，而且虛擬現(xiàn)實的三維交互性可以讓使用者感同身受。本研究以“西路軍轉(zhuǎn)戰(zhàn)河西走廊的VR故事地圖”項目為基礎，通過愛奇藝眼鏡等VR設備為終端，通過技術(shù)融合，達到在室內(nèi)即可讓參觀者瀏覽西路軍歷史的效果。

西路軍VR體驗館的設計分為三部分，通過不同技術(shù)的融合，宣揚其偉大精神，具體如下：

西路軍VR體驗館引導區(qū)，該區(qū)域主要采用的是巨型LED屏幕+三維GIS技術(shù)融合，構(gòu)建引導式的虛擬現(xiàn)實感官，讓參觀者在宏觀上對西路軍的歷史形成縱向的意識；VR紅色旅游沉浸區(qū)，主要采用愛奇藝iQUT奇遇二代VR一體機的虛擬現(xiàn)實頭盔技術(shù)、5G或Wi-Fi局域網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)建了在情感上共鳴的虛擬現(xiàn)實中觀覽；5D場景觀覽區(qū)域，采用VR 頭盔技術(shù)和其他聽覺、觸覺、嗅覺等方式構(gòu)建。這幾個區(qū)域相互協(xié)調(diào)，通過不同的技術(shù)、設備和內(nèi)容達到沉浸體驗和深層感悟的效果[7-8]。

3.1 西路軍VR體驗館引導區(qū)

西路軍VR體驗館引導區(qū)由交互設計三維渲染技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（傳感器技術(shù)）和局域網(wǎng)技術(shù)構(gòu)成[9]，在顯示的過程中采用了GIS技術(shù)來制作三維地圖，可以對參觀者進行直觀的展示（見圖1）。西路軍在河西走廊上戰(zhàn)斗時間最久，取得了重大戰(zhàn)略意義，地圖的縱向展示，可以為參觀者提供整體觀感，同時，引導區(qū)還展示虛擬西路軍展館的整體布局，可以讓參觀者形成自己的參觀路線。

圖1 巨型LED屏幕+三維GIS技術(shù)

3.2 VR紅色旅游沉浸區(qū)的交互設計與應用

VR紅色旅游沉浸區(qū)，主要采用愛奇藝iQUT奇遇二代VR一體機的虛擬現(xiàn)實頭盔技術(shù)、5G或Wi-Fi等局域網(wǎng)技術(shù)進行構(gòu)建。

為了更好地讓觀眾了解西路軍的歷史，研發(fā)團隊會在VR虛擬場景中開發(fā)一個解說助手，通過該助手，可以提供西路軍軍事事件的相關(guān)情況、追蹤事件的發(fā)生路線以及展示時間序列，VR 講解使參觀更自由放松，提高滿意度。同時在場景中緊密地聯(lián)系無線手柄，方便參觀者進行選擇，形成較好的交互瀏覽。VR紅色旅游沉浸區(qū)紅色內(nèi)容實現(xiàn)同頻管理，一體化機身可收納放置6臺VR一體機終端位，能夠解決多人同時參與紅色知識學習需求。

西路軍虛擬博物館沉浸區(qū)為了更好地講好故事，通過3Dmax等三維建模軟件和三維攝影測量技術(shù)相結(jié)合，以西路軍在河西走廊的各歷史紀念館為原型,設計創(chuàng)建了多個三維虛擬現(xiàn)實漫游場景，構(gòu)建了逼真的三維虛擬博物館環(huán)境，參觀者可以在虛擬現(xiàn)實中進行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、漫游、查詢等操作（見圖2）。

圖2 VR眼鏡沉浸式體驗

同時，西路軍VR沉浸區(qū)設計了很多艱苦感人的場景小游戲，比如西路軍翻過冰天雪地的艱難場景，參觀者會看到一個冰天雪地的場景，場景中眾多軍人需要翻過一座山，而翻山需要你用手柄來操作；比如風吹日曬過草地中有位軍人摔倒了，你需要用手柄把他扶起來，他會對你表示感謝并向你敬禮，而你需要回他一個敬禮動作；甚至是紅軍休息過程中烤魚、烤火的場景，而你需要用手柄加把火。這些互動的設計大大增加了趣味性，立體逼真的場景仿佛置身其中，不僅能讓黨員接受黨性教育的洗禮，就連青少年也能投入其中，重溫這些紅色記憶，深刻感受其艱辛。

3.3 5D場景觀覽區(qū)域的交互設計與應用

5D場景觀覽區(qū)域主要是指通過聲、光、影、水、霧、煙、互動（視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺）構(gòu)建真實場景，加以VR場景構(gòu)建，動感座椅等技術(shù)，讓參觀者有了更加直觀的感覺。

該區(qū)域主要是觀看西路軍的各類紀錄片，配合5D場景，讓參觀者突破了傳統(tǒng)體驗式紅色教育的時空限制，讓歷史事件和書本中的圖畫與文字“活起來”，360度全方位立體再現(xiàn)西路軍的生活戰(zhàn)斗環(huán)境。通過該區(qū)域，不僅從各種感官上了解西路軍的艱難歲月，更增強黨史學習教育效果，不僅可以讓參觀者增強責任使命，也能更好地為社會貢獻自己的一份力。

4 結(jié)論

（1）根據(jù)前期對河西走廊西路軍紀念館的參觀學習，通過西路軍的歷史遺跡、遺物的了解，愈加感到西路軍精神的偉大，也深刻覺得，弘揚西路軍精神的方式傳統(tǒng)上以文字史料和歷史圖片為主，不夠直觀且不易傳播，使得其社會宣傳及普及程度遠遠不夠。本研究以甘肅河西走廊為研究區(qū)，將西路軍遺址和紀念館按時空關(guān)系呈現(xiàn)在VR三維地圖上，形象展示西路軍在河西浴血奮戰(zhàn)的歷史故事。綜合利用地理信息技術(shù)（GIS技術(shù)），虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR技術(shù)），以及多媒體資料呈現(xiàn)地圖故事，提升其時空表現(xiàn)力與社會宣傳度；特別地對于那些湮沒不存的遺址，利用VR技術(shù)，重現(xiàn)其歷史場景及其歷史故事。

（2）本文根據(jù)西路軍博物館的特點，對“西路軍虛擬博物館”VR交互融合的類型和影響因素進行了分析，確定了視覺因素中主基調(diào)和主色彩，設計了聽覺場景中不同音樂的選擇要求，同時對交互融合的影響因素也進行了分析，確定VR技術(shù)和紅色文化的融合是可行的，借助新技術(shù)，利用多種傳媒手段，積極宣傳紅色文化，是推動紅色文化活起來、傳開來的重要方式，傳播意義重大。

（3）本文結(jié)合VR技術(shù)，通過愛奇藝眼鏡等VR設備為終端，結(jié)合技術(shù)融合，設計了“西路軍虛擬博物館”，達到在室內(nèi)即可以地圖的方式對主題進行表達和渲染，讓參觀者瀏覽西路軍的歷史。該設計對后期“西路軍虛擬博物館”的建設具有一定的指導作用。