虛擬仿真技術在傳統(tǒng)坭興陶燒制過程中應用實踐

周興海

虛擬仿真技術在傳統(tǒng)坭興陶燒制過程中應用實踐

周興海

（北部灣大學，廣西 欽州 535000）

隨著數(shù)字化技術的不斷發(fā)展和完善，虛擬仿真技術已經(jīng)成為坭興陶燒制技藝傳播的重要途徑，但是傳統(tǒng)坭興陶燒制過程可控性較低。因此，探索虛擬仿真技術的應用實踐，使其能夠全面、形象、系統(tǒng)地進行坭興陶燒制技藝的記錄，有效保護和發(fā)揚坭興陶燒制技藝。立足于傳統(tǒng)手工技藝進行有效保存、展示和傳播，深入展現(xiàn)坭興陶燒制效果的文化內(nèi)涵，探索虛擬仿真技術的設計流程和應用路徑，運用三維建模、網(wǎng)絡展示、虛擬互動等數(shù)字技術手段，強化互動感官效果，調(diào)動觀眾參與度和體驗感。虛擬仿真技術為坭興陶燒制創(chuàng)新和發(fā)展提供了新的路徑，除了坭興陶窯變本身的文化價值外，虛擬仿真技術為促進傳統(tǒng)坭興陶燒制技術在數(shù)字化時代的傳承提供了一個新平臺，豐富了活態(tài)傳承的形式和內(nèi)容。

虛擬仿真；坭興陶；燒制過程

廣西坭興陶在中國具有很長的歷史，它的興衰伴隨著廣西民族文化藝術發(fā)展的始終。由于其特有的藝術價值，讓它在中國陶瓷領域占有一席之地[1]。2008年，坭興陶燒制技藝成功入選為國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)項目和國家地理文化標志產(chǎn)品，被稱為“中國四大名陶”之一，獲得這些成就是由一系列主觀和客觀因素所構成。從坭興陶自身因素來分析，它是具有很強實用功能的產(chǎn)品，同時它又由多種藝術因素構成。從客觀上分析，其主要受惠于國家的一系列保護政策和政府的高度重視，受惠于區(qū)域性的名片效應，在本地的產(chǎn)業(yè)鏈市場已經(jīng)成熟。正是由于各種主觀與客觀因素的共同推動，支撐著廣西坭興陶技藝的繁榮昌盛。但是,隨著科學進步和社會文化的發(fā)展，傳統(tǒng)坭興陶燒制技藝單一的記錄方式和言傳身教的教學形式，越來越限制傳統(tǒng)燒制技藝的文化保護和傳承。因此，坭興陶燒制技藝隨著現(xiàn)代化技術的發(fā)展必將形成新的模式和觀念，人們亟須構建一種適應于坭興陶燒制過程的動態(tài)保護和傳承的方法體系。

1 坭興陶燒制技藝的現(xiàn)狀

1.1 坭興陶燒制傳承人整體數(shù)量和素質(zhì)有待提高

由于當?shù)卣姆龀?，坭興陶行業(yè)隊伍迅速壯大，專業(yè)從事坭興陶產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售的商家超過1 000家，僅欽州“千年古陶城”內(nèi)經(jīng)營坭興陶產(chǎn)品的店家就有100余戶。他們都可以獨立地完成泥坯制作、燒制技藝、打磨拋光等一系列制作流程，從業(yè)人數(shù)近萬，其中燒制人員近千人。眾多燒制人員的技藝所獲得的來源不同，燒制的材質(zhì)效果也大相徑庭。例如，傳統(tǒng)師徒言傳身教傳授技藝的職業(yè)技師，高校陶瓷專業(yè)培養(yǎng)的技術人員，還有一些沒有接收過專業(yè)技術培訓僅通過資料自學的人員。目前，由于坭興陶燒制技藝的教授方式不統(tǒng)一，以及從業(yè)者獲得信息的程度不同，不僅造成了坭興陶燒制人員的技藝水平良莠不齊，也造成了職業(yè)隊伍缺乏求真、求善、求美的評價導向。

1.2 坭興陶燒制過程資源浪費嚴重

由于坭興陶的燒制可控性較低，因此每次燒窯出品的殘次品都較多，這大大地浪費了坭興陶資源。坭興陶資源是有限的、不可再生的，無序開發(fā)和浪費必將導致坭興陶資源的枯竭。2016年12月，欽州市人大常委會制定了《欽州市坭興陶土資源保護條例》。但是由于現(xiàn)階段坭興陶土資源還非常豐富，人們對陶土資源的保護意識還不強，相關部門的執(zhí)行與監(jiān)督力度不夠，這都造成了資源的浪費，不利于坭興陶的可持續(xù)發(fā)展。

2 坭興陶燒制技藝虛擬仿真設計的必要性

2.1 虛擬仿真技術為坭興陶燒制傳承和創(chuàng)新提供了全新的發(fā)展方向

坭興陶燒制技藝的創(chuàng)新和變革需要虛擬仿真技術的支撐。虛擬仿真技術不僅豐富了坭興陶燒制過程傳播的途徑，更是以多元的技術手段對坭興陶燒制技藝進行全面升級和重新解構。一方面，虛擬現(xiàn)實技術的仿真功能系統(tǒng)，可以創(chuàng)建出虛擬的三維空間和一個真實的動態(tài)環(huán)境，使用者可以在這樣的虛擬空間和環(huán)境中更好地認識和了解坭興陶燒制過程的技藝，在體驗和接受程度上獲得愉悅感，也打破了一直以來只能從電腦屏幕被動接收信息的無趣狀態(tài)。而這種以全新形式呈現(xiàn)出來的互動學習模式，則讓人們能直接看到物體的移動軌跡和流程信息，不僅為人們深入探究宏觀和微觀燒制過程提供新方法，也在人機之間的溝通方面開啟全新視角的研究方向。另一方面，數(shù)字化的坭興陶燒制過程不僅僅是一種單純的技術操作流程，它更深遠地融入到坭興陶文化的發(fā)掘與傳遞過程中，也是一種對傳統(tǒng)技藝文化資源的評估、緊急保存，及多元化研究的方法，包含了提升文化自豪感和創(chuàng)新力的歷程。在這個科技進步迅速的時代里，要確保并弘揚坭興陶傳統(tǒng)文化，最重要的就是堅守維護我國的文化形式，然后才能夠通過科學技術來有效地挖掘它的經(jīng)濟效益和文化內(nèi)涵[2]。

2.2 利用虛擬仿真技術進行坭興陶燒制過程傳播的優(yōu)勢

在坭興陶燒制過程技藝環(huán)節(jié)中加入虛擬仿真交互技術并不是一項華而不實的空談行為，而是在當前坭興陶傳統(tǒng)技藝文化保護和傳承發(fā)展過程中顯現(xiàn)出來的一項務實性的探索研究。當前，坭興陶傳統(tǒng)制作技藝方面的發(fā)展面臨著人才培訓缺乏系統(tǒng)化、資源浪費嚴重、燒制效果單一、藝術性較差、缺乏市場競爭優(yōu)勢等嚴峻的現(xiàn)實問題[3]。

虛擬仿真技術的應用對傳統(tǒng)的燒制技藝流程進行了一定的改善，提高了燒制的成功率，更好地了解燒制的完整流程，也節(jié)約了勞動力?；谔摂M仿真交互現(xiàn)實技術的坭興陶燒制，可以將現(xiàn)存問題進行逆向設計分析。雖然坭興陶燒制的樣式?jīng)]有固定模式，但是可以通過大量的數(shù)字采集和計算的方式對坭興陶出窯效果各個角度進行圖像分析，進而通過建立科學的數(shù)據(jù)庫，并不斷對其完善和補充，以保證坭興陶視覺效果的充分使用。利用虛擬仿真交互技術結合其他相應學科在坭興陶燒制的虛擬環(huán)境中對坭興陶燒制進行構思、設計、三維模型制作、虛擬空間的演示，這是對坭興陶燒制流程的全新嘗試。將虛擬仿真交互技術應用于傳統(tǒng)燒制加工過程中，除了具有直觀性、可逆性、交互性等特點之外，還可以對燒制過程中出現(xiàn)的不規(guī)范和錯誤問題做出提示、預判和優(yōu)化，提高在實際操作過程中坭興陶燒制的成功率，縮短線下學習的局限性及學習周期，降低燒制過程中的浪費和創(chuàng)作的風險。

2.3 虛擬仿真技術為坭興陶燒制過程開創(chuàng)了全新的視聽解構模式

在制作廣西坭興陶的過程中，無論是創(chuàng)作者的設計理念、圖形的展示，還是制造者技藝的轉(zhuǎn)變和燒制效果的變化，都在為其增添獨一無二的精神內(nèi)核。這種精神往往以陶器的形狀、裝飾、顏色等方式表現(xiàn)出來，并采用靜態(tài)的方式展現(xiàn)在觀眾面前。然而，當虛擬現(xiàn)實技術的運用介入之后，坭興陶燒制過程的精神內(nèi)容可以通過動態(tài)的視覺方式被詮釋。借助這項科技，人們可以對陶瓷燒制流程進行分解和重新組合，使其外在的形狀、色澤、圖案都能獨立地呈現(xiàn)在屏幕上。這不僅能增強視覺效果，還能通過配音等多種手段提升聽覺體驗，最終構建出一種視聽融合、情感共鳴的廣西坭興陶文化氛圍。

總而言之，伴隨著經(jīng)濟發(fā)展與科技創(chuàng)新的影響，人們對傳統(tǒng)技藝文化的紀錄及傳承方法也做出了新的思考[4]。社會的轉(zhuǎn)變、需求的變動、審美的變化，以及文化環(huán)境的演變都要求坭興陶非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展必須適應現(xiàn)代社會的發(fā)展需要。

坭興陶燒制技藝過程難以通過具體的或靜態(tài)的物體形式被保存在實體中，因為其并非固定不動的雕像，而更類似于流淌的水，具有動態(tài)性和短暫性。因此，利用虛擬現(xiàn)實技術去記錄和呈現(xiàn)這種傳統(tǒng)技藝無疑是坭興陶文化保護的必要之舉。借助于數(shù)字化的工具，人們能夠協(xié)助并推動傳統(tǒng)文化的發(fā)展與創(chuàng)新。同時，可以運用這些數(shù)字化遺產(chǎn)資料開展相關產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，從而讓傳統(tǒng)文化煥發(fā)出新的生命力和活力。

數(shù)字化的虛擬互動視覺體驗系統(tǒng)滿足當前時代的需求，坭興陶市場迅速發(fā)展，對原料成本的要求不斷提高，對人才技能培訓短缺的問題愈發(fā)嚴重。計算機科學技術的發(fā)展進步及網(wǎng)絡服務的高效運行環(huán)境都推動著坭興陶燒制技藝的活態(tài)記錄和傳承，它基于虛擬的技術并聚焦到坭興陶燒制技藝流程上，使得設計的元素更深地融入到了實際操作中去，從而促進傳統(tǒng)手工業(yè)中的“無形”部分（即傳統(tǒng)文化）能夠在這個高科技創(chuàng)新的時代得到更好的保護和延續(xù)。這種結合實物模型的設計方式不僅能有效保存歷史資料，還可以為傳統(tǒng)的坭興陶產(chǎn)業(yè)提供更多創(chuàng)新的可能性和發(fā)展機會[5]。通過使用現(xiàn)代計算機技術模擬整個燒制生產(chǎn)環(huán)節(jié)的過程，并在相關信息的展示方面給予支持，有助于設計師們更好地理解他們的作品所產(chǎn)生的最終效果，并對他們的工作流程做出相應的調(diào)整或改進，為坭興陶產(chǎn)品帶來全新的面貌，確保這項傳統(tǒng)的手工制造技藝得以長久流傳下來。

3 坭興陶燒制虛擬仿真數(shù)字化設計的應用形式

3.1 虛擬仿真技術應用于坭興陶燒制過程的設計原理

虛擬現(xiàn)實技術是一門綜合性的學科技術，它涵蓋了一系列領域包括數(shù)碼圖像處理、多元媒介融合、互聯(lián)網(wǎng)應用和人機互動等諸多相關技術的整合運用[6]。虛擬現(xiàn)實技術對人類的學習和生活都產(chǎn)生了巨大的影響，打破了人們學習時間和空間的局限性。通過網(wǎng)絡技術平臺構建虛擬仿真展示場景，利用傳感設備對人的視、聽、觸、味、嗅等進行感知，體驗者可以根據(jù)自己的知識結構和興趣，利用空余時間在虛擬場景中對非遺文化進行了解，從而更好地喚醒人們對坭興陶燒制過程保護和傳承的觀念、認知和創(chuàng)造力（如圖1所示）。

坭興陶燒制技藝近年來也在主動尋求與虛擬仿真數(shù)字平臺的融合，充分利用這一創(chuàng)新技術來實現(xiàn)自身藝術特征的傳承與傳播，讓這項傳統(tǒng)技藝重新出現(xiàn)在人們的視線中，讓更多的陶瓷學習者和愛好者通過全新的“體驗感”來了解坭興陶燒制的非遺文化，體會到身臨其境的直觀感和趣味性[7]。

3.2 基于虛擬仿真交互技術的坭興陶燒制創(chuàng)新設計平臺

通過構建虛擬仿真平臺可以實現(xiàn)坭興陶復雜燒制過程的創(chuàng)新可視互動性操作。當前數(shù)字化虛擬技術主要依靠VRML，這種虛擬現(xiàn)實建模語言生成的場景交互性不流暢、操作復雜、不易于實現(xiàn)。而以Virtlools 軟件為核心的虛擬仿真工具，3ds max數(shù)字建模和材質(zhì)工具與后期網(wǎng)絡平臺搭建工具所開發(fā)的虛擬仿真平臺具有交互性好、視覺感強、操作簡單、容易實現(xiàn)等優(yōu)點。通過構建虛擬仿真交互平臺并運用于坭興陶產(chǎn)品的燒制過程，該平臺的設計和開發(fā)以場景搭建、過程模擬、實時交互、數(shù)據(jù)整合這四個部分來進行分析[8]。

圖1 虛擬仿真技術的設計原理

3.2.1 場景搭建

主要使用3ds max軟件來完成場景中模型的制作和組合，在軟件界面視圖工具中先將單位比例設置為毫米（mm）。再在菜單欄工具中使用“導入”外部制作完成的CAD產(chǎn)品設計圖紙到三維軟件中，并把導入的素材進行成“組”設置，使其成為一個整體，防止后期二維圖形的線條被打散。鼠標右鍵單擊菜單欄中的“移動”圖標將二維圖形的世界坐標參數(shù)歸零，這樣設置可以規(guī)范圖形的坐標，防止生成幾何體后出現(xiàn)破面的情況[9]。選擇物體鼠標右鍵單擊在面板中選擇“擠出”按鈕，將平面的二維圖形擠出為一個三維實體，根據(jù)模型尺寸設置高度在10 cm左右，選擇三維實體模型并右鍵單擊，選擇菜單欄中“可編輯多邊形”，對轉(zhuǎn)化完成的多邊形幾何體進行點、線、面的調(diào)整，將設置好的低模導入專門用于三維雕刻的軟件ZBrush中，以前期的設計理念為依據(jù)，觀察各個面的細節(jié)，使ZBrush軟件中提供的各類畫筆對模型進行精雕細琢，使模型精度大幅提高，面數(shù)能達到數(shù)萬以上，多邊形面所產(chǎn)生的復雜拓補結構和繁瑣的網(wǎng)絡分布問題都由計算機后臺自動處理，這樣可以讓設計師更專注于對產(chǎn)品微小細節(jié)的數(shù)字雕刻，從而將建模對象表面的細節(jié)刻畫得淋漓盡致（如圖2所示）。

最后，打開“材質(zhì)編輯器”選擇一顆材質(zhì)球，點擊“貼圖”按鈕勾選“漫反射顏色”，再點擊“材質(zhì)/貼圖瀏覽器”，點擊位圖并選擇一張準備好的貼圖圖片，對其進行三維模型材質(zhì)貼圖的UVW坐標展開，對展開的平面貼圖通過PhotoShop賦予坭興陶材質(zhì)效果的色彩和質(zhì)感，對應三維模型準確地渲染出高質(zhì)量的材質(zhì)效果。通過對不同溫度環(huán)境下的材料產(chǎn)生多種效果的準確影像進行分析。由于出窯效果的多樣性，所以圖像更新需要到達一定的頻率才能滿足它的要求，從而清楚地展示出坭興陶燒制過程的動態(tài)變化。

1）當收集完成大量燒制效果數(shù)據(jù)后，啟動它們并建立材質(zhì)文件夾，然后從界面上拖動貼圖進來。首先，可以把三個貼圖（即顏色、法線和光滑度）都放入其中，這樣就完成了貼圖的前期工作。接下來需要做的是確定合適的外觀色彩或者紋理，這可以通過在“顏色”或“紋理”選項中運用色板或貼圖的方式實現(xiàn)。

2）通過軟件把節(jié)點連接起來，節(jié)點編輯器是Blender中用于創(chuàng)建和編輯材質(zhì)的強大工具[10]。通過將不同的節(jié)點連接在一起，可以實現(xiàn)各種復雜的材質(zhì)效果，為做好的三維模型附上材質(zhì)，并建立材質(zhì)庫，方便為以后三維模型附上材質(zhì)。

3）為了更好地預覽材質(zhì)效果，可以在渲染視圖中實時觀察[11]。點擊窗口的“渲染”按鈕，選擇“渲染視圖”以查看渲染效果。在渲染視圖中，可以通過移動和旋轉(zhuǎn)模型來查看材質(zhì)在不同角度下的外觀。最終的渲染效果逼真，很好地滿足了使用者的視覺感受（如圖3所示）。

圖2 三維模型建立

圖3 模擬材質(zhì)

3.2.2 模擬坭興陶燒制過程

通過模擬燒制過程，平臺能夠預測和評估產(chǎn)品在燒制過程中的可能變化和結果。這可以幫助設計師和工藝師更好地理解燒制過程，優(yōu)化設計方案，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

首先，在Virtools軟件中通過內(nèi)置模塊創(chuàng)建一個虛擬人物，通過虛擬人物來實現(xiàn)互動的載體。以虛擬人物視覺為依據(jù)創(chuàng)建一臺攝像機作為視覺點，并綁定在人物主體上形成依附關系[12]。完成設置之后就可以通過攝像機視覺的切換，實現(xiàn)虛擬場景中第一視角的設計。在原始環(huán)境中，人物創(chuàng)建之后在虛擬場景中會出現(xiàn)穿墻或者無法站立在地面的情況，可以為人物添加一個內(nèi)置腳本，而腳本中的3個功能模塊可以解決這個問題（如圖4所示）。

其次，實現(xiàn)虛擬人物與場景中各個接觸點間發(fā)生的互動命令。例如，當人物要進入虛擬教室進行實踐操作的時候，需要建立與教室大門接觸點交互鏈接的命令[13]。通過Virtools中“BB Collision Detection”模塊檢測到人物碰撞的發(fā)生，就會激活并執(zhí)行命令“BB Go To Web Page”，以鏈接到坭興陶燒制虛擬教室的網(wǎng)頁場景。完成的實際效果見圖5。通過上述兩種方法，系統(tǒng)便可以實現(xiàn)在不同場景中自由切換的功能。

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，創(chuàng)建人物虛擬立體視覺發(fā)揮了重要的作用[14]。通過鍵盤輸入設備給人物視覺點添加運動效果在Virtools軟件設置中添加“Unlimited Controller BB(Characters/Movement)”“Keyboard Mapper BB(Characters/Keyboard)”功能模塊參數(shù)，以鍵盤為輸入設備進行角色視覺互動的效果，使用鍵盤上的相應方向按鍵如“UP”“DOWN”“LEFT”“RIGHT”四個按鍵分別控制人物視覺的上、下、左、右移動方向，當沒有按鍵控制的時候視覺互動動畫的信息接收就為“Wait”，這時人物的視覺就處于停止狀態(tài)（如圖6所示）。當研究周邊的事物時，因為雙眼位置差異所致，其視像會稍顯異樣[15]。這些由雙眼捕捉到的影像在大腦里整合，構成了人們對事物的總體印象。用戶雙目看到的視覺信息會在兩個獨立的屏幕上呈現(xiàn)出來，而這種虛擬互動技術是泥興陶制作過程中的重要環(huán)節(jié)，它能增強作品的空間感覺和立體效果。

最后，通過虛擬現(xiàn)實傳感器技術，處理完成虛擬場景之后，就需要完成虛擬平臺中坭興陶燒制的具體環(huán)節(jié)，實現(xiàn)其最終的交互功能，以便使用戶可以身臨其境地體驗燒制過程的樂趣和最終燒制完成后的效果魅力。在這個虛擬課堂環(huán)境里，筆者構建了一個讓用戶與窯爐及陶器互動的關鍵部分。這個虛擬窯爐通常處于關閉狀態(tài)，當它旁邊的相應按鈕被點擊（OnClick）后，系統(tǒng)會接收到消息并激活動作來運行VSL模塊[16]。如同操控角色移動一樣，控制窯爐開閉的函數(shù)只需要增加一個判定函數(shù)，根據(jù)按鈕被按下次數(shù)確定窯爐的狀態(tài)：要么啟動，要么關閉。此外，還需添加兩條額外的判斷規(guī)則，用于檢測窯爐是否正在燃燒或已經(jīng)結束運作。一旦首次觸發(fā)此按鈕，窯爐便會按照設定速度放入坭興陶，直至全部裝載完畢。第二次則進入“窯門封閉”模式，準備設定燒制參數(shù)，以此循環(huán)。當鼠標懸浮于按鈕上時，會出現(xiàn)相關的文本提示，見圖7。

圖5 接觸點觸發(fā)效果

圖6 角色視覺移動參數(shù)設置

總之，通過Virtools 軟件來實現(xiàn)虛擬仿真交互平臺的搭建，關鍵在于利用傳感器來實現(xiàn)虛擬交互仿真技術。這樣使用者不僅能直觀地體驗到坭興陶燒制效果的存在，還能親身參與燒制過程中的每一個環(huán)節(jié)，從而全方位地感受坭興陶燒制過程所帶來的獨特吸引力。

3.2.3 坭興陶燒制過程實時交互虛擬

平臺應提供實時交互功能，使用戶能夠直接在虛擬環(huán)境中對坭興陶燒制過程進行操作和調(diào)整。這種交互可以是簡單的鼠標點擊和拖拽，也可以是更復雜的數(shù)據(jù)識別和輸入。

使用虛擬仿真技術可以在計算機構建的虛擬數(shù)字空間中，通過計算機輸入設備完成對虛擬場景參數(shù)的設置，從而達到人們想要的效果，更好地體現(xiàn)出使用者與虛擬非遺環(huán)境之間的互動，起到很好的選材作用。使用Virtools軟件內(nèi)置的交互行為模塊，控制坭興陶三維模型的燒制參數(shù)，Virtools軟件為用戶提供了大量的交互行為模塊，通過利用這些交互行為模塊，可以實現(xiàn)對坭興陶燒制過程的全面化控制，實現(xiàn)數(shù)字輸入交互動畫的功能主要通過Virtools中Text Display、Send Message、Wait Message、Hide等BB互動模塊參數(shù)來完成（如圖8所示），如溫度高低變化、燒制過程的可視化、燒制材料的投放，以及坭興陶窯變顏色等參數(shù)，同時對該模型進行相對復雜的操作，為進一步觀看坭興陶燒制過程做好準備。

以交互式的虛擬燒制過程為平臺來設計具體參數(shù)，達到“安全保護、廣泛傳播、體驗教育、全面展示”的預期效果。以此，希望能夠?qū)枧d陶燒制過程的活態(tài)記錄和傳播形式進行新的探索和補充，并且可以總結出數(shù)字化虛擬仿真交互技術在燒制過程中參數(shù)運用的一般規(guī)律，從而為其它的不同出窯效果提供參考。

3.2.4 坭興陶燒制虛擬數(shù)據(jù)分析與反饋

平臺應收集并分析在設計和燒制過程中的數(shù)據(jù)，提供反饋和建議，幫助用戶優(yōu)化設計方案和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

以Virtools中的SteamVR分析用戶在交互過程中對坭興陶燒制過程的追蹤反饋到Vive識別系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通過Vive跟蹤數(shù)據(jù)功能的USB端口就能將燒制過程中的設置數(shù)據(jù)傳遞給電腦。因此虛擬仿真的在Virtools平臺中接收數(shù)據(jù)的設置環(huán)節(jié)的設計就比較關鍵。由于Virtools的初始狀態(tài)不能通過內(nèi)在模塊窗口直接讀取數(shù)據(jù)信息，因此需要利用C語言對軟件串口SerialPort類進行連接來實現(xiàn)和HTC Vive的數(shù)據(jù)交流。但是Virtools軟件自身沒法觸發(fā)SerialPort.Date-Recevied模塊，這可能會導致部分數(shù)據(jù)的丟失情況?？梢酝ㄟ^設置FixedUpdate模塊命令來解決丟失的問題，F(xiàn)ixedUpdate模塊功能可以設置雙線程，其中一個線程負責接收反饋數(shù)據(jù)，另一個線程處理燒制過程中的數(shù)據(jù)分析。同時為了降低虛擬仿真平臺運行錯誤的發(fā)生，避免串口在關閉和讀取燒制過程數(shù)據(jù)的時候提示System.IO.IOException的報錯，需要在Virtools軟件中使用Close的命令關閉串口數(shù)據(jù)的接收（如圖9所示）。坭興陶燒制技藝虛擬仿真實驗系統(tǒng)不僅能夠單機穩(wěn)定運行，還可被置于基于Internet的開放操作管理平臺上，為不同地區(qū)、不同專業(yè)的人群所共享使用。且因為項目建于B/S架構，可提供授權的網(wǎng)絡環(huán)境開展實驗。系統(tǒng)有完善的加密機制，具有較好的安全功能，可以進行日志管理、數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)監(jiān)控，保障網(wǎng)絡及信息安全保護等操作。

這種虛擬仿真燒制過程數(shù)據(jù)的采錄改變了傳統(tǒng)的單一式傳授方法。以參與者為中心，使其可以根據(jù)自己的時間和自身能力，在虛擬仿真平臺自由地獲得開放的學習資源，通過后臺數(shù)據(jù)與專家和非遺傳承人建立聯(lián)系，進一步獲得深入指導。通過提供各種虛擬仿真實驗鼓勵參與者主動學習，專家與參與者融合成一體，同在一個平臺分析和反饋數(shù)據(jù)，通過共同完成實驗項目而使參與者獲取知識和技能。

4 結語

通過論證和梳理坭興陶燒制過程的虛擬仿真記錄，總結出虛擬仿真實現(xiàn)燒制過程的優(yōu)勢和技術路線。通過詳細的虛擬仿真技術路線制作研究完成，證明了虛擬仿真技術在坭興陶燒制過程中的可行性和必要性，并對其操作過程進行了分析研究，最終得到的研究結論如下。

1）虛擬仿真交互平臺為坭興陶的燒制過程提供了可視化的操作，完成燒制場景的真實還原、窯爐內(nèi)部燒制過程的完整記錄、反饋數(shù)據(jù)的詳細分析等一整套流程，從而加快了坭興陶非遺傳承人才的培養(yǎng)、提高了學習和實際操作的效率和周期、實現(xiàn)了過程和結果的可逆性修改。通過數(shù)字化的結果來指導實際燒制過程的操作，降低燒制過程中原材料的消耗，其體現(xiàn)的優(yōu)勢將為傳統(tǒng)技藝過程的記錄和傳播提供新的途徑。

2）虛擬仿真交互技術實現(xiàn)了對傳統(tǒng)坭興陶手工藝技術的活態(tài)記錄，使傳統(tǒng)燒制技藝過程數(shù)據(jù)可以永久性保存。虛擬仿真交互技術的使用可以讓使用者隨時提取有效的影像數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)庫，以及模擬燒制空間的結構資源。對瀕危傳統(tǒng)手工藝的記錄和傳承采取實時的、科學的、精準的保存，是對坭興陶燒制過程數(shù)字化保護的創(chuàng)新模式。

3）將數(shù)字化三維模型技術與虛擬交互技術應用于坭興陶燒制技藝的流程，最終通過互聯(lián)網(wǎng)技術在網(wǎng)絡平臺上實現(xiàn)虛擬操作。不同于傳統(tǒng)的坭興陶燒制傳播方式，虛擬仿真以其所特有的方式將整個燒制過程虛擬化、影像化、互動化，從而更好地服務用戶的培訓、創(chuàng)新、傳播等工作。

4）坭興陶燒制虛擬可視化平臺是一個人機交互系統(tǒng)的杰作，其成功地將藝術性和科技性融為一體。它使傳統(tǒng)的燒制流程與虛擬燒制較好地進行了融合，通過數(shù)字化的技術和虛擬交互的手段、工具和載體構建出虛擬交互坭興陶燒制的詳細流程，使用者可以根據(jù)自身能力沉浸式體驗燒制的各個環(huán)節(jié)，打破了傳統(tǒng)燒制過程抽象性描述的問題，實現(xiàn)了數(shù)字化創(chuàng)新記錄和傳播的新途徑。

總體來說，虛擬仿真交互技術對傳統(tǒng)視覺傳達起到了顛覆性的作用，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的平面和靜態(tài)的視覺形式，利用更直接的三維環(huán)境和模型，以及更多的互動式虛擬科技成功地吸引了公眾的視線并改善了體驗，使得更多人開始注意并贊賞坭興陶制作非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的獨特之處。通過可視性和互動式的窯爐操作分析，實現(xiàn)了數(shù)字化紀錄與傳遞的融合功能，改寫了傳統(tǒng)坭興陶工藝的單向傳承模式，讓整個坭興陶燒造技術的記載和推廣變得更有效率。

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Application and Practice of Virtual Simulation Technology in the Traditional Firing Process of Nixing Pottery

ZHOU Xinghai

(Beibu Gulf University, Guangxi Qinzhou 535000, China)

With the continuous development and improvement of digital technology, virtual simulation technology has become an important way to spread the firing techniques of Nixing pottery. However, the controllability of the traditional firing process of Nixing pottery is difficult. Therefore, the work aims to explore the application practice of virtual simulation technology and enable it to comprehensively, vividly, and systematically record the production of Nixing pottery firing techniques, so as to effectively protect and promote the Nixing pottery firing techniques. Based on traditional handicrafts, the cultural connotations of the firing effect of Nixing pottery were effectively preserved, displayed and spread, the design process and application path of virtual simulation technology were explored and the digital technologies such as 3D modeling, network display, and virtual interaction were used to enhance the interactive effect and mobilize the audience participation and experience. Virtual simulation technology provides a new innovative path for the innovation and development of Nixing pottery firing. In addition to the cultural value of Nixing pottery kiln transformation, virtual simulation technology provides a new platform to promote the inheritance of traditional Nixing pottery firing techniques in the digital era, enriching the form and content of live transmission.

virtual simulation; Nixing pottery; firing process

TB472

A

1001-3563(2024)02-0472-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.02.052

2023-08-23

廣西哲學科學規(guī)劃課題項目（20FMZ051）