基于數字終端的文化遺址虛擬化展示與保護方法設計探究

楊涵茜

摘 要：我國是一個文明古國，文化遺址是我國文化遺產中重要的組成部分，它是研究古代歷史、藝術和科學技術發展的極其珍貴的實物資料。但是隨著時間的流逝，一些年代久遠的歷史文化遺產正在經受著不同程度的損害，這讓古遺址文化的傳承與發揚遭遇了空前的挑戰與危機，而隨著計算機技術的發展和網絡技術的成熟，虛擬現實技術作為數字化手段的一種方法，對我國的古遺址數字保護有著極其重大的意義，本文提出以安陽羑里城數字化虛擬保護設計為例，對遺址文化的數字化虛擬保護設計進行研究，借助該典型案例開展對文化遺址數字化虛擬保護設計的研究，為在新的經濟與科技背景下保護遺址文化探索更的可能性。

關鍵詞：文化遺址；虛擬現實；羑里城；三維；文化保護

1 虛擬現實技術與文化遺址的保護

文化遺址是一個國家文化遺產中珍貴的組成部分，是國家和民族的珍貴財富，如敦煌莫高窟、洛陽龍紋石窟、安陽殷墟等。這些文化遺址作為不同時期文化信息的載體，為我國古代歷史文化的研究以及藝術和科學新技術的發展提供了極其重要的實物資料。隨著城市現代化、鄉鎮城市化建設進程的加快，現存文化遺址的保護與開發工作正在面臨著諸多問題，由于風雨侵蝕等自然因素以及旅游開發等人為因素的影響，我國現存的文化遺址在不同程度上正在遭遇著破壞或腐蝕；另一方面，文化遺址如何能在更大更廣的范圍內向世界展示其蘊含的獨特歷史文化、藝術價值和科學參考價值，使其得以保護和展示、傳承和發揚，并保證文化旅游價值，是文化遺產保護領域需要探索和解決的重要難題。

隨著社會經濟的發展和科技的進步與網絡和計算機的普及，數字技術時代已經到來，虛擬現實技術迅速得以應用。虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，使用戶沉浸到該環境中。利用三維技術和虛擬展示等可以對文化遺址的原始風貌進行虛擬復原和模擬，探索更生動的信息表達方式；將文化遺址進行高精度的數字化保存，獲取珍貴的基礎數據，有助于文化遺址的修繕和復原工作；利用互聯網的游客可以不受時間、地域、空間的限制，隨心所欲地對虛擬展館進行自由游覽與交互，避免和減少游客對文化遺址實物的直接觸摸引起的文物損壞等現象的發生；通過打造一個為游客提供在線漫游、參觀、教育、娛樂等多功能體驗的平臺，不僅能夠較好的解決古遺址保護的條件和場地的制約，也更有效的拓展了遺址的保護、展示與研究的新領域。所以利用虛擬現實進行遺址文化的保護和傳播是歷史發展的必然，也是時代發展的要求。

2 文化遺址虛擬化保護研究現狀

一些經濟較為發達的國家較早地開展了對遺址文化的保護工作，虛擬現實技術作為數字化手段的一種，將文化遺址的復原、展示和保護工作推進到了一個全新的階段。歐美一些國家利用網絡對已經保存的文化遺產進行傳播和展示，如美國的虛擬龐貝城等；新加坡Visual Factory公司與新加坡國家遺產文物局合作，為亞洲文明博物館、新加坡國家博物館、新加坡美術館等6家文博機構創建了整套的3D虛擬在線展廳，世界各地的用戶可以通過這一平臺參觀新加坡的知名博物館。

與歐美等發達國家相比，我國對文化遺址的虛擬保護建設還處于初級階段，大多數停留在文化遺址宣傳的網站階段，表現形式多為圖片、文字內容、FLASH動畫和遺址的展訊動向等二維網頁形式，受眾被動接受信息缺乏沉浸感和趣味性。其次，虛擬展示系統不夠完善，很大程度上它只是作為文化遺址的一個信息發布平臺，沒有將文化遺址在互聯網上的功能進行挖掘和延伸。隨著計算機技術的發展和網絡技術的成熟，國家加大了對遺址文化的保護與文化軟實力的投入以及政策上的扶持力度。20世紀90年代后期，故宮博物院、首都博物館等率先將部分內容進行數字化制作并上傳至互聯網，開辟了國內網絡虛擬博物館的先河。2013年我國第一個360°全景虛擬博物館開放的中華藝術宮藝術數字博物館開放，為珍貴藏品的數字檔案管理和網絡應用奠定了良好的基礎。故宮博物院與IBM合作開發的紫禁城虛擬世界“超越時空的紫禁城”是我國第一個通過互聯網展示文化古遺址的3D虛擬世界，網民們通過網絡可瀏覽三維的故宮建筑、古文物以及古代人物，通過對頁面的點擊交互可查閱遺址詳情等。

目前文化遺址虛擬化實現方法類型主要分為如360°全景或者720°全景的基于照片的虛擬現實技術實現方法和基于三維造型的虛擬現實技術的實現方法，而我國利用三維現實場景對文化遺址進行展示的系統較少，但是360°全景甚至720°全景漫游是無法達到基于三維造型的虛擬現實系統所營造的“沉浸感”的。

3 羑里城數字化保護的背景與意義

羑里城遺址，位于河南省安陽市湯陰縣城。作為第四批全國重點文物保護單位，它是新石器時代、商、周遺址，是世界遺存最早的國家監獄，是周易文化發祥地。它以博大精深的文化內涵而名揚海內外，是展示中國文化精神的一扇窗。

“八卦”是中國傳統文化的重要部分，而位于羑里城遺址的八卦陣便成了凸顯八卦知識、傳播天人合一思想的良好平臺。羑里城遺址與中國古代文化傳統緊密相連，是中國文化傳統發生的地方，是鏈接炎黃子孫的一個至關重要的節點。

雖然羑里城景區內的實體設施基本具備，但是缺少對遺址的數字化虛擬化保護和管理。目前，羑里城的宣傳網站是依附于河南省湯陰縣旅游局官網，并且是羑里城唯一一個在線景區360。全景漫游系統，是作為羑里城景區網頁頁面中的一個功能模塊存在的。該漫游系統入口的擺放位置不是很醒目，界面風格較為單調缺少民族元素，可瀏覽的信息內容有限，交互方式單一，沉浸感較差。如果想要打破這種簡單的瀏覽方式，使游客更加沉浸式地參與虛擬互動和交互，這就需要利用虛擬現實技術、多媒體技術等打造一個多維度的羑里城遺址虛擬現實交互體驗平臺，增強頁面信息的感染力和表現力，將遺址文化得以數字化保護的同時，潛移默化地激發游客對遺址文化的認同感。

4 羑里城數字化虛擬保護與設計理念

4.1 遺址古物的再現和文化的復原

通過計算機技術、多媒體技術、虛擬現實技術以及網絡等先進的智能技術，將羑里城遺址建筑及文物展品等通過三維創作的數字化形式進行展示、宣傳、研究與教育，搭建出一個完整的羑里城虛擬遺址三維互動平臺。打破文物在保存環境與技術上的局限，以及遺址在時間和空間的局限，通過多媒體技術和多數據通道方式開發多種展示和知識傳播途徑，加強遺址文化的展示和教育功能的深度與廣度。

4.2 遺址歷史文化的保護與宣傳

通過數字三維虛擬現實技術，將羑里城遺址的場地、建筑及展品等進行三維創作的復制，建立出一個完整的虛擬現實展示交互系統，游客可以對將羑里城遺址的方位格局以及建筑的內部和外部的結構進行自由行走和三維漫游任意瀏覽，如果遇到感興趣的文物展品，通過鼠標的點擊觸發查看該物品的三維展示詳情；通過查詢和定位的功能，使游客迅速查詢遺址信息，了解當前所處位置，以及隨意切換位置，“穿越”各個景點；同時，通過設立一些如“遺址概況”“精品文物”“文獻資料”“八卦課堂”等專題和模塊，體現了歷史與文明的關系，使得游客在瀏覽過程中了解遺址文化的背景及內容，從而獲得新的知識，遺址的歷史文化通過游客的參觀瀏覽與互動潛移默化的方式中影響著游客，并得到了更深層次的文化認可；“在線商鋪”可以將線上與線下的資源進行整合，使得遺址文化得到全方位多層次的宣傳與保護。

4.3 基于遺址文化的界面視覺設計

羑里城數字化虛擬漫游系統作為一個信息傳遞、資源展示、文化宣傳的大平臺，遺址地域文化通過虛擬交互與該平臺進行結合，可以使羑里城遺址的周易文化和特色得以傳播與推廣，提高周易文化的知名度和影響力。首先，界面設計要符合人機交互的人性化設計，主頁面與子頁面間要實現良好的層級關系和閱讀欣賞順序，并且超級鏈接可以快速地使游客進入三維漫游系統進行瀏覽以及快速的顯示游客所點擊對象的媒體信息；各界面要使游客快速有效地接受遺址文化信息內容，避免花哨和雜亂，通過較為合適的視覺表達形式來滿足游客的瀏覽需要，使游客對界面進行有效的閱讀和瀏覽；在界面視覺設計中，注重遺址文化特色和代表性，例如通過加入具有周易文化特征的創新設計元素，挖掘周易八卦圖在設計中應用的諸多可能性，在視覺上探索周易文化與界面設計的契合點；利用信息關聯和音視頻功能等多媒體技術的應用，可以增強該平臺的表現力和娛樂性，在界面中通過設置音量、開關等按鈕，方便游客對音視頻的控制；由于羑里城擁有著三千年的悠久歷史，在界面的色彩定位上可選擇較為深沉穩重的顏色從而使界面具有文化的厚重感和歷史的神秘感。

5 結語

三維虛擬現實技術結合計算機技術、多媒體技術與網絡技術等，將文化遺址進行虛擬復原，為游客打造一個線上瀏覽與體驗的文化遺址三維互動平臺，使文化遺址在數字空間得以再生和延續，彌補文化遺址受到空間與自然環境限制的不足。要注重遺址文化的特色和代表性，挖掘遺址特色民俗、文化的視覺符號，用合理有效的表達方式可以將遺址的文化信息更好更效率地使受眾接收，為文化遺址的保護與對外交流提供了一種全新手段。

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