基于AR技術的廣西壯族銅鼓非物質文化遺產數字化保護途徑研究

張婷 陳光喜 黃帆

摘要：本文從非物質文化遺產的數字化保護途徑的研究出發，主要研究了基于增強現實的廣西少數民族非物質文化遺產的展示、交互、傳播方法，AR增強現實技術融合了計算機圖形圖像、多媒體、數字動畫、網絡通信和云存儲服務系統等現代科技手段，將真實的場景和虛擬的物體實時進行疊加，是將廣西少數民族非物質文化遺產傳承與發展的創新解決方案。

關鍵詞：增強現實 非物質文化遺產 數字化保護 交互設計 品牌塑造

一、目前廣西非物質文化遺產數字化保護現狀

非物質文化遺產（intangible cultural heritage，簡稱ICH），中華人民共和國國務院目前共批準了四批國家級非物質文化遺產名錄，其中，廣西壯族自治區在2006年、2008年、2011年、2014年分別獲批14項、7項、9項和12項，2014年7月16日第四批國家級非物質文化遺產名錄中獲批12項。

在廣西ICH的數字化保護方面，從目前的展品形態來看，大多數還是以數字化的文本、圖片、視頻等形態來呈現。在內容方面，有的讓人感覺只是一個形式，內容較空洞，缺乏網站或應用的維護，信息也未能及時更新。有的網站或應用雖然加大內容和信息量，但對受眾來說，仍然缺乏展示的情境性、交互的趣味性以及對民族特色文化傳播的廣泛性。

二、非物質文化遺產的數字化保護方式

筆者經過閱讀相關文獻，概括出非物質文化遺產的數字化保護方式分為：

（一）數據采集保存類

使用數字攝影方式，將非遺景觀、古代書籍、手工藝品、書法繪畫作品、節日場景等以圖像方式保存；通過攝像方式，將非遺舞蹈、戲劇、音樂、節日儀式活動等以影像方式留存；使用數字錄音方式，將非遺傳承人和當地人的口述內容記錄下來；三維建模的技術是通過三維激光掃描儀，對玉器、瓷器等歷史文物，在三維空間上進行掃描之后形成了歷史文物的三維立體點云圖，將點云數據進行建模處理，建立高清晰的數字化古文物立體模型。

（二）動作捕捉技術類

近年來動作捕捉技術發展迅速，通過Kinect等動作捕捉系統捕捉非遺舞蹈動作信息，并把動作信息錄入數據庫，將非遺舞蹈動作長久保留，還可設計三維角色，利用舞蹈動作數據進行創造三維動畫，能增加在人機交互體驗中的趣味性，使非遺舞蹈得以更廣泛的傳承和傳播。

（三）資料整理修復類

對于殘缺的歷史文物碎片，使用三維還原技術將其復原重構，使非遺文物以數字化形式得以完整留存。對于民間習俗，民間故事、傳承人的口述等內容，為了更形象直觀的保留，可以制作成數字動畫或數字影片，既方便傳播，又能以數字格式永久保存。

（四）信息展示傳播類

信息展示傳播類中包括建立數據庫、非遺網站、數字化虛擬博物館、數字化虛擬景觀和移動新媒體終端（APP），使盡可能多的人通過觀看并交互而了解非物質文化遺產。目前，越來越多非遺保護組織開始關注虛擬現實在數字化保護方面的應用，如：“清明上河圖”、“京運大運河”、“楚文化編鐘樂舞數字化技術研究”、“虛擬五禽戲交互系統”、“虛擬巴東”等項目的研究工作，這些案例為通過信息技術對瀕危文化遺產的保護、傳承與再創造提供了有益的方法與經驗。

三、AR技術在廣西少數民族非物質文化遺產數字化保護中的應用研究

增強現實技術（AR，augmented reality）是一種新技術，把虛擬和真實的世界和疊加在一起，與虛擬現實技術（VR，Virtual Reality）的不同之處是，虛擬現實技術是完全“沉浸式”的，需佩戴頭戴式顯示器來投入其中；而增強現實是將虛擬世界和數字化信息實時現實在一起。使用移動設備，可以實現智能參與解決方案并動態實現文化遺產的展示。將手持設備和嵌入式智能設備充當取景器，在取景器中添加虛擬景物，以達到增強現實的目的。這種數字形態的虛擬數字內容信息能與現實世界中相應的實體物質媒介載體相互疊加與融合，通過交互式的人機界面，能給予參與者一種新型的感知體驗模式，從而能有效展示、交互、傳播，永葆廣西少數民族文化的生命活力。2015年桂林電子科技大學使用Unity3D及高通AR平臺制作了基于Android移動平臺的金秀瑤族虛擬現實讀物，以金秀瑤族傳統生活用品的圖解介紹作為設計應用對象。

（一）在遺產地中的應用

在遺產地中進行虛實結合的體驗，如：AR景觀和AR展館，游客通過智能手機或媒體平板中的攝像頭識別文化創意產品（如繡球，壯錦等）、博物館各類展品或景觀的現實環境中的文化標簽（如銅鼓圖案，剪紙圖案或二維碼），相應的數字形態的文化內容（數字三維模型、數字動畫、數字影視、圖片、文本、聲音等）實時地疊加在現實環境的物質媒介載體之中，如將智能終端的攝像頭對準壯族銅鼓工藝品，與銅鼓相關的制作工藝、圖案內涵、設計特色、工藝品背后的傳說等文化信息均可以疊加在真實場景中，游客可以不需要導游，也能自行游覽并及時了解相關文化信息。這種虛實融合的視覺呈現實時地被推送到智能終端中呈現給用戶，而且游客還能與這種虛實融合的文化內容信息進行實時的互動操作體驗，以獲取更多的與現實環境相關的文化內容信息，實現民族特色文化的互動體驗。

在遺產地中，通過大尺寸屏幕顯示設備來實現的虛實融合的感官體驗效果，如對具有較大影響的民俗活動“壯族三月三”，具有代表性的民族舞蹈“瑤族金鑼舞”等，用戶可以通過攝像頭跟屏幕中的各類虛擬形象互動，進行可視化、情境化的演繹、展示與交互等。

（二）在遺產地之外的應用

游客離開遺產地之后，仍然可以利用AR技術進行交互，并將遺產地特色文化廣泛傳播。如通過智能終端攝像頭掃描宣傳冊和紀念品上的二維碼或文化標簽圖案，即可實時獲取相對應的數字三維模型、數字動畫、數字影視、圖片、文本、聲音等信息，以便回憶文化信息并與他人齊分享，突破了時間空間的限制，進而推動廣西少數民族非遺文化的傳播。

在文化互動式體驗的設計上，讓更多未能親自到遺產地游覽的用戶，通過一些互動游戲，積極參與文化傳統的體驗，如，韓國研究者將增強現實技術應用于圣德大王神鐘，圣德大王神鐘被譽為韓國國寶，體驗者使用虛擬的圓柱形木棒，從不同的方位敲擊虛擬的大鐘三維模型，即可感知虛擬的鐘聲。我們也可以設計一款游戲，收集廣西壯族銅鼓紋樣，存儲至數據庫中，讓體驗者自行挑選花紋進行裝飾，將裝飾完成的銅鼓模型拍攝成為圖片，分享至社交網絡，從而進一步擴大廣西少數民族文化的傳播。

四、面向廣西壯族銅鼓文化的AR移動互動媒體的用戶交互體驗的設計原則

用戶交互體驗是一種用戶使用產品過程中建立起來的主觀感受，設計過程注重以用戶為中心。美國認知心理學家唐納德·A·諾曼提出產品設計必須要考慮3個不同層次的認知和情感處理過程：本能層（visceral）、行為層（behavior）、反思層（reflective）。本能層，給人帶來感官刺激，讓人從畫面上感覺產品的精彩。而行為層，是指用戶必須學習掌握技能，并使用技能去解決問題，并從這個動態過程中獲得成就感和爽快感。最高的層次，就是反思層，基于前兩個的層的應用，使得用戶在內心產生更深度的情感，將意識、理解、個人經歷、文化背景等交織在一起所造成的影響。

在面向廣西壯族銅鼓“非遺”傳承創新的AR移動互動媒體設計當中，應充分兼顧三個層次，即：界面視覺效果、產品功能、用戶情感體驗的結合，為非遺文化帶來市場化路徑，并通過有趣的用戶交互傳達民族文化的內涵。應遵循以下原則：

（一）簡易性；界面的簡潔是要讓用戶便于使用、便于了解、并能減少用戶發生錯誤選擇的可能性。

（二）用戶語言；界面中要使用能反映用戶本身的語言，而不是用戶界面設計者的語言，即“用戶至上”原則。

（三）記憶負擔最小化；人腦不是電腦，在設計界面時必須要考慮人類大腦處理信息的限度。人類的短期記憶極不穩定、有限，24小時內存在25%的遺忘率。所以對用戶來說，瀏覽信息要比已憶更容易。

（四）一致性；是每一個優秀界面都具備的特點。界面的結構必須清晰且一致，風格必須要與內容相一致。

（五）清楚；在視覺效果上便于理解和使用。

（六）用戶的熟悉程度；用戶可通過已掌握的知識來使用界面，但不應超出一般常識。

（七）從用戶的觀點考慮；想用戶所想，做用戶所做。用戶總是按照他們自己的方法理解和使用。

（八）排列；一個有序的界面能讓用戶輕松使用。

（九）安全性；用戶能自由的作出選擇，且所有選擇都是可逆的。在用戶作出危險的選擇時有信息介入系統的提示。

（十）靈活性；簡單來說就是要讓用戶方便的使用，即互動多重性，不局限于單一的工具（包括鼠標、鍵盤或手柄）。

（十一）人性化；高效率和用戶滿意度是人性化的體現。應具備專家級和初級玩家系統，即用戶可依據自己的習慣定制界面，并能保存設置。

五、技術路線

AR系統分為應用層、中間層、平臺層，其中平臺層以軟硬件支持為基礎，是系統的底層；應用層是人機交互界面及增強現實應用軟件的使用，是用戶所看到并能交互的界面；中間層包括應用程序編程接口，虛實結合的交互過程及云存儲服務和寬帶網絡技術，AR系統層次結構。

基于終端的AR技術工作流程，以智能手機終端為例，使用手機攝像頭采集到真實場景，打開某款增強現實手機APP，通過掃描二維碼或文化標簽的功能，識別并提出渲染虛擬對象，渲染引擎像交互層請求調出虛擬對象，虛擬對象存儲在云存儲服務器中，通過在虛擬對象數據庫進行查詢，得到虛擬對象，并返回至渲染工具，渲染工具將虛擬對象渲染完成，這樣，虛擬對象就可以實時與真實場景融合，形成虛實結合的場景。

高速寬帶網絡技術、云存儲服務技術為虛擬數字內容數據的存儲提供了海量空間的支撐，

能大大降低移動智能終端的運行負載，從而使用戶能夠更加輕松、靈活、快捷進行文化數字化體驗，強化文化感知與體驗的愉悅感。

六、面向廣西壯族銅鼓文化的AR移動互動媒體的設計

面向廣西壯族銅鼓文化傳播的AR增強現實移動互動媒體，基于AR增強現實技術制作，并結合Htm1 5制作互動游戲，互動媒體包括：AR銅鼓視頻，AR銅鼓圖片輪播，AR銅鼓3D展示，壯族象形文字手機主題下載，壯族銅鼓文化傳播APP應用，擊鼓祈福游戲，銅鼓填色游戲，豐富的互動媒體，讓游客在離開博物館后，仍能重溫壯族銅鼓文化，并與好友分享，實現少數民族文化的活動傳播。

作品通過AR技術，掃描手機掃描二維碼、圖片、明信片或銅鼓項鏈等參與各種生動的銅鼓互動。作品中還附有一款銅鼓風手機主題，一款銅鼓壯鄉情APP，兩款互動小游戲，通過掃描二維碼可參與。增強現實技術（AR，augmented reality）是一種新技術，把虛擬和真實的世界和疊加在一起，與虛擬現實技術（VR，Virtual Reality）的不同之處是，虛擬現實技術是完全“沉浸式”的，需佩戴頭戴式顯示器來投入其中；而增強現實是將虛擬世界和數字化信息實時現實在一起。使用移動設備，可以實現智能參與解決方案并動態實現文化遺產的展示。將手持設備和嵌入式智能設備充當取景器，在取景器中添加虛擬景物，以達到增強現實的目的。這種數字形態的虛擬數字內容信息能與現實世界中相應的的實體物質媒介載體相互疊加與融合，通過交互式的人機界面，能給予參與者一種新型的感知體驗模式，從而能有效展示、交互、傳播，永葆廣西少數民族文化的生命活力。

結語

美國學者曾從根據人們的心理認知過程，提出了從感官、情感、思維、行動和關聯五個層面的體驗模型，基于增強現實AR的文化展示平臺也應該遵循這五個層面進行設計，文化遺產數字化平臺應與數字博物館、數字圖書館進行融合，數字化展示、交互與傳播的公共服務平臺應該整合為一個大型系統。通過AR技術對非物質文化遺產進行數字化保護與傳播，將其推向市場，使之形成文化品牌形成產業化，成為一種新興文化產業，這種保護途徑將最具文化延續性和創造力。