虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在徽文化保護(hù)和傳承中的應(yīng)用

馮裕良，焦夢(mèng)杰，池芳龍

（黃山學(xué)院 藝術(shù)學(xué)院，安徽 黃山 245041）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在徽文化保護(hù)和傳承中的應(yīng)用

馮裕良，焦夢(mèng)杰，池芳龍

（黃山學(xué)院 藝術(shù)學(xué)院，安徽 黃山 245041）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在徽文化保護(hù)和傳承方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它能夠真實(shí)再現(xiàn)和保存徽文化中的物質(zhì)和非物質(zhì)遺產(chǎn).本文闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的記錄保護(hù)方式及計(jì)算機(jī)虛擬再現(xiàn)的制作案例，供相關(guān)同行業(yè)人士參考.

虛擬現(xiàn)實(shí)；制作

徽文化以徽州經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)、技術(shù)等為研究對(duì)象，是徽州獨(dú)特文化的綜合，被譽(yù)為中國(guó)傳統(tǒng)三大顯學(xué)之一.徽州三雕則是徽州優(yōu)秀文化的典型代表.通過對(duì)損壞的三雕進(jìn)行復(fù)原是對(duì)徽文化的一種保護(hù)措施，同時(shí)也是對(duì)徽州三雕數(shù)字化保存的一個(gè)重要手段的探索.徽州三雕歷史悠久，技藝精湛，世代相傳，其精湛的雕刻技藝和不朽的藝術(shù)價(jià)值，充分體現(xiàn)了古代漢族勞動(dòng)人民的卓越才能和和藝術(shù)創(chuàng)造力.

近年來，由于社會(huì)的變革、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的加速、當(dāng)?shù)亟ㄖ^念的改變以及其他一些復(fù)雜原因，徽州“三雕”藝術(shù)正在逐步遠(yuǎn)離自己原有的應(yīng)用空間，保護(hù)狀況更是堪憂.另外，隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快和當(dāng)?shù)芈糜挝幕a(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，包括“三雕”在內(nèi)的文物保護(hù)工作再一次面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn).很多明清古民居建筑因年久失修和舊房屋的拆遷改造，人為的損壞（急功近利的、盲目的開發(fā)或拆遷）嚴(yán)重，因此很多珍貴的徽州三雕作品亟待修復(fù).2011年11月安徽大學(xué)藝術(shù)學(xué)院程波濤撰寫的《徽州“三雕”藝術(shù)保護(hù)與傳承摭論》主要將徽州三雕的保護(hù)傳承作為研究對(duì)象.2012年4月重慶大學(xué)的蘇磊撰寫的《徽州龍川胡氏宗祠木雕的數(shù)字化保護(hù)與傳承》碩士論文，主要針對(duì)木雕的數(shù)字化保護(hù)與傳承進(jìn)行了相關(guān)研究.在眾多的研究成果中，采用三維虛擬技術(shù)對(duì)徽州三雕的修復(fù)實(shí)踐研究仍然比較缺少.本研究將在以往研究的基礎(chǔ)上，試圖利用虛擬現(xiàn)實(shí)的角度進(jìn)行研究，以期從最大意義上傳承徽州三雕和保護(hù)徽文化.

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前已經(jīng)較為成熟，2015年下半年全球虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及設(shè)備程爆炸式發(fā)展.其中以HTC、微軟為首的國(guó)際大公司的VR設(shè)備的商業(yè)化為龍頭，虛擬現(xiàn)實(shí)以大眾化、實(shí)用性迅速風(fēng)靡全球.沉浸式VR是最有代表性，它主要利用頭盔顯示器把用戶的視覺、聽覺封閉起來，產(chǎn)生虛擬視覺.同時(shí)，它利用數(shù)據(jù)手套把用戶的手感通道封閉起來，產(chǎn)生虛擬觸動(dòng)感.系統(tǒng)采用語(yǔ)音識(shí)別器讓參與者對(duì)系統(tǒng)主機(jī)下達(dá)操作命令，與此同時(shí)，頭、手、眼均有相應(yīng)的頭部跟蹤器、手部跟蹤器、眼睛視向跟蹤器的追蹤，使系統(tǒng)達(dá)到盡可能的實(shí)時(shí)性.

1 數(shù)字化真實(shí)記錄傳承和計(jì)算機(jī)模擬虛擬現(xiàn)實(shí)再現(xiàn)

1.1 全景相機(jī)能夠通過360度的拍攝，保存一張全景圖片，利用相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件制作成基于安卓或PC端的文件.能夠通過電腦、手機(jī)進(jìn)行觀看當(dāng)時(shí)拍攝的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容，屬于靜止畫面內(nèi)容.

VR攝像機(jī)的問世使得虛擬技術(shù)又有了一個(gè)突破性的進(jìn)步，通過VR攝像機(jī)記錄全景動(dòng)態(tài)視頻.觀眾通過VR眼鏡設(shè)備沉浸入視頻內(nèi)部，360度動(dòng)態(tài)化觀看錄制內(nèi)容.

1.2 計(jì)算機(jī)模擬虛擬現(xiàn)實(shí)的制作是一個(gè)較為復(fù)雜的工作流程，它較數(shù)字拍攝記錄有更為廣闊的應(yīng)用空間.數(shù)字拍攝記錄的前提要求是現(xiàn)實(shí)空間要真是存在，有相應(yīng)的拍攝對(duì)象.計(jì)算機(jī)模擬則不需要真實(shí)存在的，通過前期的細(xì)致策劃設(shè)計(jì)，對(duì)模擬的事跡或場(chǎng)景進(jìn)行前期設(shè)定便可以呈現(xiàn)在觀眾眼前的VR作品為計(jì)算機(jī)模擬虛擬現(xiàn)實(shí).

2 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)：通過MAYA軟件制作徽州馬頭墻闡述虛擬現(xiàn)實(shí)制作

首先通過實(shí)地考察、網(wǎng)絡(luò)收集、參考文獻(xiàn)了解掌握馬頭墻的實(shí)際制作原理，然后初步設(shè)計(jì)馬頭墻的設(shè)計(jì)初稿.

馬頭墻俗稱封火墻，主要是用來起防火作用的山墻.一般馬頭墻分為兩疊式、三疊式、四疊式、五疊式，其中三疊式、四疊式、最為常見，五疊式一般用于大戶人家叫做“五岳朝天”.

馬頭墻隨屋面的高度一層一層疊加，以斜坡長(zhǎng)度定為若干檔，墻頂挑三線排檐磚，用小青瓦覆蓋在每只垛頭頂端安裝金花板.上面安裝各種馬頭，樣式各部相同，有鵲尾式、印斗式、坐吻式等多種形式.

（1）素材收集齊全后，利用三維軟件MAYA進(jìn)行模型制作.

首先把素材導(dǎo)入MAYA軟件，由于選擇的圖片為正面，所以進(jìn)入正面Front界面，View——Image plane——Impport Image——導(dǎo)入資料圖片（馬頭墻）.

3-1 導(dǎo)入素材

3-2 馬頭墻構(gòu)造及擠壓圖

然后進(jìn)入透視圖進(jìn)行模型制作，先分析模型的答題結(jié)構(gòu)，總結(jié)分析模型當(dāng)中的同類型模型，分組優(yōu)化制作構(gòu)成.基座、搭瓦（小青瓦）為條狀瓦、馬頭為鵲尾，側(cè)瓦印有雕花.如圖3-2.創(chuàng)建馬頭墻山墻，進(jìn)入POLYGON模式，創(chuàng)建多邊形Create——polygon primitives——plane進(jìn)入屬性 width:24, height:12,depth:8,subdivisions width:6,subdivisions height:3, subdivisions depth:1.如圖3-2.

利用變形擠出工具編輯器editmesh，extrude命令擠出一下模型如下3-2圖.

制作馬頭墻頂端的垛頭，通過edit mesh，extrude命令擠出一下模型如下3-3圖.

3-3 擠壓圖

3-4 加拱形

進(jìn)入工具編輯器edit mesh，split polygon工具在模型中間加2條線并，進(jìn)入點(diǎn)模式將中間頂端2點(diǎn)提高.擠壓頂端面，形成矩形并形成拱形面.如圖：3-4.

拱形制作完成后，拱形邊緣過于硬，不能夠圓滑的過度.通過軟邊工具進(jìn)行軟化，工具編輯器edit mesh，bevel屬性具體數(shù)值如下：3-5軟化邊緣.

3-5 軟化邊緣

3-6 瓦復(fù)制

創(chuàng)建平板長(zhǎng)方形，做成小青瓦的形狀，上下各四塊形成半圓相扣狀.選擇上面四塊瓦進(jìn)行復(fù)制，edit——duplicate special具體數(shù)值如圖3-6.把所有瓦選擇后.進(jìn)行打組（ctrl+G），然后進(jìn)入Modify——center pivot(中心回歸物體中心坐標(biāo)).edit——duplicate special，把 rotate Z軸更改為-180，確定復(fù)制.如圖3-7.

3-7 瓦片復(fù)制

3-8 鵲尾

馬頭的垛角部分通過擠壓拉拽旋轉(zhuǎn)等方式做成雀尾狀，同時(shí)選擇整體組進(jìn)行鏡像復(fù)制.如圖3-8.通過整體復(fù)制，最馬頭墻的其余部分進(jìn)行制作，最終得出最后全部模型效果.如圖3-9.

3-9 整體效果

3 總結(jié)

通過以上案例制作的徽州獨(dú)特的馬頭墻的制作過程，闡述了計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)的制作模式及它能夠在文化傳承和保護(hù)中起到相當(dāng)大的作用.本文因篇幅原因未對(duì)模型進(jìn)行UV拆分合材質(zhì)制作，以上制作流程僅供同行參考.

〔1〕馮裕良,有亞琴,馮裕林.基于MAYA技術(shù)對(duì)角色骨骼綁定的探究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016（05）:152-154.

〔2〕馮裕良.高精度模型法線貼圖的制作流程[J].大舞臺(tái),2012（03）:141-142.

〔3〕馮裕良.數(shù)字模擬高精度質(zhì)量建模制作流程探析[J].黃山學(xué)院學(xué)報(bào),2011(06):132-134.

TP391.9；G125

A

1673-260X（2017）01-0017-02

2016-10-22

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目：基于HTCvive設(shè)備的沉浸式VR展示制作研究（201610375031）階段性成果；安徽省高校人文社科研究重點(diǎn)項(xiàng)目：VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在徽州雕塑數(shù)字化修復(fù)及展示中的應(yīng)用研究——以徽州石雕為例，階段性成果；安徽省高校人文社科研究一般項(xiàng)目：新媒體環(huán)境下徽州漆藝傳承性研究，階段性成果；安徽省高校人文社科研究一般項(xiàng)目：基于徽州竹文化下的現(xiàn)代竹木家具設(shè)計(jì)研究，階段性成果；安徽高校人文社科研究重大項(xiàng)目《基于設(shè)計(jì)美學(xué)的徽派建筑傳承與創(chuàng)新研究》（SK2015ZD23）項(xiàng)目階段性成果；安徽省高等教育振興計(jì)劃重大教研項(xiàng)目《基于徽文化的應(yīng)用型設(shè)計(jì)學(xué)專業(yè)教學(xué)改革研究》（2014zdjy121）項(xiàng)目階段性成果