華為河圖AR在非遺文化傳播交互性設(shè)計研究

摘 "要：利用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)等手段對非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源進(jìn)行數(shù)字化產(chǎn)業(yè)開發(fā)已經(jīng)成為一個新興趨勢。基于華為河圖AR對敦煌莫高窟非物質(zhì)文化遺產(chǎn)產(chǎn)業(yè)開發(fā)的AR敦煌項目九色鹿主題，采用文獻(xiàn)研究、現(xiàn)代邏輯符號學(xué)分析等方法，從“技術(shù)層面、藝術(shù)表現(xiàn)層面、交互層面”三大層面，分析AR敦煌項目“科技＋藝術(shù)”數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的優(yōu)勢。增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)對非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源的數(shù)字產(chǎn)業(yè)開發(fā)，可以彌補傳統(tǒng)手段在保護(hù)和開發(fā)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源方面存在的不足之處，但仍有適用范圍有限、虛實融合邊界感強等問題。通過對華為首款A(yù)R地圖的敦煌項目研究，對AR數(shù)字技術(shù)在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源的保護(hù)與產(chǎn)業(yè)化開發(fā)提供有價值的理論參考。

關(guān)鍵詞：河圖AR；交互性；敦煌九色鹿；非遺

隨著科技的不斷發(fā)展，使用數(shù)字化技術(shù)對非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源進(jìn)行整合，以實現(xiàn)對非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的有效保護(hù)，已經(jīng)成為當(dāng)前科技從業(yè)者和文化專家所面臨的一項重要課題。在文旅領(lǐng)域，AR技術(shù)為游客提供了一種全新的參觀體驗，將虛擬的文化內(nèi)容與實際的景點、文物相結(jié)合，為游客呈現(xiàn)出生動而豐富的文化場景。增強現(xiàn)實技術(shù)（Augmented Reality，AR）是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，VR）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種現(xiàn)代信息技術(shù)，利用AR技術(shù)，可以將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化處理，形成數(shù)字文化內(nèi)容（如數(shù)字動畫、數(shù)字影像、聲音、文本等）實時疊加在現(xiàn)實場景中，與用戶進(jìn)行實時的交互式體驗[1]。

在2020年，華為與敦煌研究院合作推出了名為“敦煌超感知影像”的項目。該項目借助華為河圖技術(shù)，成功實現(xiàn)了對莫高窟的數(shù)字化轉(zhuǎn)化。這一創(chuàng)新為游客提供了三大核心游覽體驗，包括實景導(dǎo)覽講解、洞窟虛擬穿越以及增強現(xiàn)實拍攝等。本文針對華為增強現(xiàn)實敦煌九色鹿主題項目展開研究，分析AR技術(shù)在敦煌文化非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的應(yīng)用原則，探究AR技術(shù)提升游客參觀交互體驗?zāi)Ｊ?，及其AR技術(shù)在未來文旅領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力，刺激文化傳播和旅游業(yè)的發(fā)展。

一、“河圖AR敦煌九色鹿”的核心內(nèi)容及開發(fā)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)文化IP的最大價值在于能夠?qū)⑽幕瘍?nèi)涵有機融入其中，而不僅僅是簡單地借用IP的外殼，因此選用最具有代表性的九色鹿IP。敦煌九色鹿源自敦煌石窟中第257窟的北魏時期的一幅著名壁畫——《鹿王本生圖》，九色鹿的故事表達(dá)無私奉獻(xiàn)的文化精神，九色鹿形象也傳承至今，并衍生出各類藝術(shù)作品。賈煒認(rèn)為，鹿在佛教中象征著教徒，鹿王是佛陀的化身，慈悲觀在中國被演變成佛教徒最主要的道德規(guī)范和行為準(zhǔn)則。而漢文中的鹿，同“祿”同音，被視為祥瑞之獸[2]。華為河圖項目挖掘出IP背后被忽略的故事和主題，將敦煌九色鹿這一文化符號與AR技術(shù)相結(jié)合，以更沉浸式的方式呈現(xiàn)，讓藝術(shù)本身說話，實現(xiàn)“1+1＞2”的效果。通過AR技術(shù)將敦煌石窟的壁畫和文化元素呈現(xiàn)在現(xiàn)實世界中，游客可以在現(xiàn)實環(huán)境中看到九色鹿的虛擬形象，與之互動、觀察細(xì)節(jié)，并了解其背后的歷史和文化內(nèi)涵，使游客能夠以全新的方式欣賞和了解敦煌石窟的藝術(shù)和歷史。

二、“河圖AR敦煌九色鹿”的研究路徑框架

李四達(dá)指出，借鑒現(xiàn)代邏輯符號學(xué)的分析方法首先將數(shù)字媒體分解為“元數(shù)據(jù)”，即這種媒體的最原始的編碼狀態(tài)，然后進(jìn)一步建立“元數(shù)據(jù)—模塊化數(shù)據(jù)—數(shù)字媒體—數(shù)字媒體藝術(shù)—交互藝術(shù)……”這樣一個層層遞進(jìn)的文字語言結(jié)構(gòu)的符號化模式，并根據(jù)曼諾維奇提出的數(shù)字媒體模式尋找與之對應(yīng)的概念由此來深入探討數(shù)字媒體藝術(shù)表現(xiàn)的基本語法和表現(xiàn)形式[3]。將數(shù)字媒體藝術(shù)根據(jù)符號學(xué)的構(gòu)架分為三個層次：技術(shù)層面、藝術(shù)表現(xiàn)層面和交互層面。根據(jù)李四達(dá)提出的符號學(xué)分析方法總結(jié)出的數(shù)字媒體藝術(shù)的表現(xiàn)特征，從技術(shù)層面、藝術(shù)表現(xiàn)層面和交互層面三個層面，對華為河圖AR九色鹿主題中的交互性進(jìn)行分析（見表1）。

三、AR敦煌九色鹿主題交互性研究分析

（一）技術(shù)交互層面

九色鹿主題原出自于第257號洞窟《鹿王本生圖》，華為AR地圖利用高精度壁畫與洞窟三維模型，實現(xiàn)全息洞窟穿越，實現(xiàn)1∶1高清還原。華為推出的Cyberverse河圖項目，通過HMS Core開放核心能力，四個核心技術(shù)能力達(dá)成敦煌超感知影像沉浸，實現(xiàn)厘米級3D地圖1∶1還原。

1.精確的空間計算能力是通過視覺定位技術(shù)將虛擬世界與現(xiàn)實世界相連接的關(guān)鍵。這種空間計算引擎運用特征點辨識，將各場景特征與預(yù)先構(gòu)建的高精度云地圖相匹配。相較于GPS，手機實時定位的提升幅度顯著，超過百倍之多，確保每一位置的精準(zhǔn)對應(yīng)，從而實現(xiàn)了身臨其境的三維沉浸式游覽體驗。借助高精度的空間計算，洞窟交互體驗達(dá)到高清水準(zhǔn)，毫米級別的識別準(zhǔn)確度既保護(hù)了壁畫，同時使游客能近距離欣賞定期開放的洞穴。

2.強化的環(huán)境理解要求機器能夠即時理解上下文環(huán)境，并把人的意圖融入其中?，F(xiàn)行情形則是人類先理解環(huán)境，然后才啟動App。

3.通過底層地圖將虛擬與現(xiàn)實世界聯(lián)系在一起。憑借超逼真的虛實遮擋繪制，文物得以生動呈現(xiàn)。應(yīng)用光線追蹤算法實現(xiàn)虛實遮擋繪制，光線追蹤技術(shù)大幅提升了九色鹿與現(xiàn)實場景的真實感。適當(dāng)?shù)墓庹赵O(shè)定可在虛擬環(huán)境中呈現(xiàn)引人入勝的效果。高級光照模型，如全局光照和實時光線追蹤，模擬了光線的傳播與反射，增強了渲染效果的真實感。

4.強大的底層渲染能力。為確保整個視覺呈現(xiàn)達(dá)到高度逼真，渲染技術(shù)必須達(dá)到最高水平。虛擬融合與渲染涉及多個關(guān)鍵技術(shù)點，如環(huán)境光照估算和渲染內(nèi)容對實際物體的影響。虛擬對象放置和渲染技術(shù)方面，華為河圖AR敦煌九色鹿主題采用了虛擬對象放置技術(shù)，以確定如何將虛擬鹿置于用戶環(huán)境中。

（二）藝術(shù)交互表現(xiàn)層面

數(shù)字媒體藝術(shù)要以突出文化內(nèi)涵屬性為發(fā)展要點，具有文化屬性，河圖AR敦煌借助本土色彩符號系統(tǒng)彰顯AR與敦煌結(jié)合的民族屬性，構(gòu)建具有敦煌藝術(shù)風(fēng)格的地域性特色文化概念在AR中，選取九色鹿作為華為河圖敦煌項目的大主題。

華為技術(shù)公司依據(jù)莫高窟第257窟鹿王本生故事畫中九色鹿形象創(chuàng)建的三維模型。加入本土色彩符號的運用，敦煌藝術(shù)和文化中有一套獨特的傳統(tǒng)色彩體系，包括敦煌壁畫中常見的顏色。敦煌壁畫的色彩風(fēng)格分為早、中、晚期壁畫，早期壁畫帶有濃郁的西域風(fēng)格，顏色種類不多，往往不加調(diào)和，以純顏色示人。中期隋唐時期與中原風(fēng)格有所融合，復(fù)色居多，純色較少。而《鹿王本生圖》則是北魏時期的風(fēng)格，受當(dāng)時的技藝限制，西域產(chǎn)青金石和紅土作為天然顏料。九色鹿IP形象，以赭石、石青、石綠色及白色與黑色為基調(diào)，大體造型基本上是按照壁畫中的原型創(chuàng)作的，在造型上還添加中國傳統(tǒng)蓮花紋樣至胸前。

1.色彩設(shè)計

鹿王形象軀體上用白色和綠色點綴皮毛。通過色彩的選擇和組合來傳達(dá)特定的情感，如歡樂、祥和或莊重，以增強用戶的情感體驗。畫面中九色鹿的形象以白色鋪底，以青綠為點色，白色代表了善行善果與清凈超脫，綠色代表慈悲與靈性，象征著九色鹿是“佛”的化身，用白色、青色、綠色展現(xiàn)對情感和氛圍的表達(dá)。在繪制九色鹿IP時，模擬敦煌壁畫中不同顏料和繪畫技法，通過材質(zhì)和質(zhì)感的表現(xiàn)在AR交互中保持和再現(xiàn)這種色彩特點。

在AR交互中，結(jié)合用戶在使用華為河圖AR敦煌九色鹿主題時所處的情境和環(huán)境，選擇敦煌傳統(tǒng)顏色表現(xiàn)，提供給符合用戶期望和需求的交互體驗。展現(xiàn)敦煌傳統(tǒng)色彩和虛擬九色鹿與敦煌莫高窟空間現(xiàn)實環(huán)境相融合，與真實環(huán)境和物體相互交織，呈現(xiàn)出獨特的視覺效果和體驗。

在色彩的動態(tài)和交互效果上，交互效果還是相對不足，可以通過運用動態(tài)和交互效果，增強敦煌色彩的表現(xiàn)力和藝術(shù)感受來對色彩交互進(jìn)行完善。如：虛擬九色鹿的色彩變化和動態(tài)效果，在交互中展現(xiàn)色彩的漸變、變換和互動效果，以提供與傳統(tǒng)藝術(shù)形式不同的體驗，使九色鹿呈現(xiàn)出更豐富多樣的色彩變化和表現(xiàn)形式，增強視覺沖擊力和藝術(shù)感受，營造更加生動的體驗。在配色方案的選擇上，可以考慮增加用戶參與和個性化體驗：考慮用戶參與的角度，可以提供個性化的色彩選擇和調(diào)整，讓參與者可以根據(jù)自己的喜好和情感，對九色鹿的色彩進(jìn)行自定義或交互式調(diào)整，從而與虛擬九色鹿產(chǎn)生更緊密的聯(lián)系和情感共鳴。

（三）交互體驗層面

1.交互原則

AR應(yīng)用的交互與用戶的自然行為和感知方式相一致。在游客通過景區(qū)小牌坊的入口處，排隊的游客可以走進(jìn)小牌坊，對小牌坊進(jìn)行掃描，牌坊底部就會出現(xiàn)一只虛擬九色鹿。大家熟知的九色鹿就會從小牌坊的臺階上款款走下來，AR能夠感知和理解現(xiàn)實環(huán)境的上下文，并根據(jù)環(huán)境的特征和用戶的位置、姿勢等因素提供相應(yīng)的交互體驗。使用戶輕松地發(fā)現(xiàn)和探索AR應(yīng)用的功能和交互選項。提供明確的視覺引導(dǎo)、標(biāo)識和反饋，以指示可用的操作和功能。在特定位置或?qū)ο蟾浇峁┫嚓P(guān)的虛擬信息或功能。然后，走到游客中間跟游客近距離互動，與觀眾合影。使用手勢、語音等方式與虛擬元素進(jìn)行互動，讓用戶感覺像在與現(xiàn)實物體進(jìn)行交互一樣。同時具備直觀性，使用戶能夠迅速理解和操作。包括用戶界面和交互元素與現(xiàn)實世界和用戶的直覺相符合，避免復(fù)雜的學(xué)習(xí)曲線和困惑。實現(xiàn)自然交互（Natural Interaction）、上下文感知（Context Awareness）、可發(fā)現(xiàn)性（Discoverability）、直觀性（intuitive）四項交互原則。

2.交互方式

在交互設(shè)計中保持易用原則和一致的界面風(fēng)格、交互模式和反饋方式，以減少用戶的認(rèn)知負(fù)荷和學(xué)習(xí)成本。設(shè)計交互過程中明確的目標(biāo)和任務(wù)，使用戶能夠理解并迅速達(dá)到預(yù)期的交互結(jié)果。通過引導(dǎo)用戶的操作和反饋，幫助用戶明確交互的目的和意義。提供實時和明確的反饋，讓用戶知道其操作的結(jié)果和系統(tǒng)的狀態(tài)。設(shè)計合適的過渡動畫、聲音效果和視覺反饋，以增強用戶的參與感和沉浸感。實現(xiàn)多感官體驗原則。

增強現(xiàn)實搭載互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，有效地為旅游者提供豐富、準(zhǔn)確的內(nèi)容。增進(jìn)了旅游者對旅游世界的認(rèn)知深度（他人、客觀、和情景的關(guān)系）遵循了交互信息的空間設(shè)計原則，文本、表格、二維靜態(tài)圖形/圖像、二維動態(tài)視頻動畫、三維靜態(tài)模型/動畫等設(shè)計過程中，遵循了虛實結(jié)合的界限、空間構(gòu)圖關(guān)系的處理、信息的透視規(guī)律與形式的多樣化。利用增強現(xiàn)實交互模式可以擴展并加強互動的范圍與程度，突破空間與時間的界限，提高沉浸感[4]。

四、AR在非遺文化傳播交互層次設(shè)計策略

華為河圖九色鹿項目是華為推出第一個基于河圖的商業(yè)應(yīng)用，存在些許體驗感的不足，在下游應(yīng)用的體驗上，AR敦煌九色鹿項目在事件中出現(xiàn)了技術(shù)與認(rèn)知上的問題，如互動設(shè)計不符合人體行為習(xí)慣、設(shè)計未能考慮到人群差異、技術(shù)植入僵硬、互動體驗少等一系列問題，所以如何合理地進(jìn)行數(shù)字文旅交互設(shè)計成為亟待解決的問題。AR應(yīng)用不局限于文化遺產(chǎn)本體展示，在文化創(chuàng)意產(chǎn)品中也可以疊加增強，這將進(jìn)一步擴大文化遺產(chǎn)旅游中文化和價值傳播的強度和持續(xù)時間[5]。從數(shù)字媒體藝術(shù)角度，從符號學(xué)視域下數(shù)字媒體的技術(shù)層面、數(shù)字媒體的藝術(shù)表現(xiàn)層面和交流交互層面的三大層面進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上提出游客體驗的交互設(shè)計策略。

（一）游戲化體驗

將AR應(yīng)用設(shè)計成游戲化體驗可以增加游客的參與度和互動性。通過設(shè)定目標(biāo)、獎勵系統(tǒng)和挑戰(zhàn)，引導(dǎo)游客在AR環(huán)境中進(jìn)行探索和互動。這可以包括解謎、收集物品、完成任務(wù)等元素，使游客在AR體驗中感到樂趣和成就感。

（二）互動演示和模擬

AR可以模擬真實場景或虛擬對象的互動體驗。例如，在游覽過程中，游客可以使用AR應(yīng)用與虛擬展品互動，觸發(fā)動畫或變化。這種互動演示和模擬可以幫助游客更好地理解展品或主題，并提供沉浸式的學(xué)習(xí)體驗。虛擬九色鹿可以有一個富有故事性的情節(jié)，用戶可以通過交互的方式參與其中。通過觸發(fā)特定的交互操作，推動九色鹿的故事情節(jié)，創(chuàng)造出奇幻和驚喜的體驗。

（三）用戶生成內(nèi)容

鼓勵游客參與創(chuàng)作和分享自己的AR內(nèi)容可以增加互動和參與度。設(shè)計AR應(yīng)用界面和功能，使游客能夠創(chuàng)建和定制自己的AR體驗，例如在景點中拍攝照片或錄制視頻，并添加虛擬元素和效果。游客可以分享他們的創(chuàng)作，與其他游客互動和交流。設(shè)計AR應(yīng)用以促進(jìn)游客之間的社交互動可以增加參與度和共享體驗。通過AR應(yīng)用，游客可以與其他游客進(jìn)行互動，共同探索和發(fā)現(xiàn)AR場景中的元素。這可以通過多人游戲、共享內(nèi)容和合作任務(wù)等方式實現(xiàn)，使游客之間建立聯(lián)系和合作。設(shè)計交互方式和功能，鼓勵用戶之間的社交互動和協(xié)作體驗，提供共享和合作的功能，使用戶能夠共享AR體驗、交流和合作完成任務(wù)。

（四）個性化定制

個性化定制具有可控性與靈活性，提供交互設(shè)置和個性化選項，讓用戶能夠根據(jù)自己的需求和偏好進(jìn)行調(diào)整和定制。用戶可以通過手勢或觸摸屏幕的方式，改變虛擬鹿的形象，例如改變顏色、紋理或添加飾品等。虛擬鹿的聲音和音效，虛擬鹿可以具備聲音和音效，例如鹿叫聲、蹄聲等。用戶可以觸發(fā)虛擬鹿的聲音和音效，增強交互的沉浸感和真實感。設(shè)計合適的引導(dǎo)頁面、提示信息和幫助文檔，讓用戶能夠快速解決問題和獲取所需的信息。展現(xiàn)旅游者信息選擇的自主性，提供明確的指引和幫助，以幫助用戶熟悉和掌握AR應(yīng)用的功能和操作。用戶可以通過交互操作，使虛擬鹿變得更加個性化和獨特。

五、結(jié)語

華為河圖AR敦煌莫高窟的推出，是一次對數(shù)字文旅的一次重要的嘗試，徹底打破了莫高窟的展示邊界，將窟內(nèi)的景觀搬到了窟外，實現(xiàn)了文化保護(hù)與旅游開發(fā)的協(xié)同進(jìn)步。將敦煌與莫高窟帶入到大眾的生活當(dāng)中，給予大眾一個豐富了解傳統(tǒng)文化的機會，降低公眾參與傳統(tǒng)文化活化利用的“內(nèi)容門檻”，在助力敦煌文旅數(shù)字化深入發(fā)展的同時，打破傳統(tǒng)旅游業(yè)對文化資源的分配與競爭模式，為刺激文化資源欠發(fā)達(dá)地區(qū)的旅游發(fā)展提供了新思路。實現(xiàn)以旅促文，為中華傳統(tǒng)文化傳承體系的完善提供了新的形式與思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]日季，唐存琛，胡書山.基于AR技術(shù)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究——以黃鶴樓傳說為例[J].湖北社會科學(xué)，2014（4）：50-54.

[2]賈煒.敦煌壁畫慈悲圖像在動畫電影中的展現(xiàn)——以鹿符號為例[J].南京藝術(shù)學(xué)院學(xué)報（美術(shù)與設(shè)計），2021（3）：211-214+220.

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[5]王圣華，譚劍.AR技術(shù)在文化遺產(chǎn)展示和傳播中的應(yīng)用[J].美術(shù)觀察，2020（4）：75-76.

作者簡介：

黃港鈴，江西師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院設(shè)計學(xué)碩士研究生。研究方向：數(shù)字媒體藝術(shù)。

毛小龍，江西師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院教授、碩士研究生導(dǎo)師。研究方向：數(shù)字媒體藝術(shù)。