基于虛擬現實（VR）技術的云南少數民族建筑數字化保護研究

鄒治豪 張筱蓉

傳統的建筑數字化保護手段局限性較多，無法體現建筑應有的體量感、空間感，與觀眾缺乏基本地互動。而近幾年逐漸成熟的虛擬現實（VR）技術則恰好解決了這些問題。在少數民族建筑數字化保護領域使用最新的虛擬現實（VR）技術具有體驗更逼真，沉浸感更好，發展潛力更大等優勢。也有缺乏標準規范、制作難度高等技術問題。從長遠考慮，虛擬現實技術是少數民族建筑數字化的必然趨勢。

一、前言

云南是少數民族傳統建筑最為集中的地區之一。少數民族的傳統建筑歷史文化悠久，是一筆寶貴的文化遺產，非常具有研究價值和研究意義。目前，隨著旅游業地飛速發展和城市化的進程，城市的開發規劃與這些傳統建筑產生了一定的矛盾與沖突，不少有研究、保存價值的建筑得不到妥善的保護，出于長遠地考慮，對于這些寶貴的文化遺產最好地保存與保護手段就是基于虛擬現實（VR）技術的數字化保護，因為數字化保護受環境影響較小，在一定條件下甚至可以做到永久保存。目前國內外的建筑數字化保護手段中的所謂虛擬現實技術大多都是采用照片、影片、3dmax模型、效果圖等相對傳統的技術手段。采用這些數字手段雖然能較好的反映傳統建筑的環境、整體結構、材質等細節，但無法真實還原傳統建筑應有的體量感、空間感等對于一個建筑而言最直觀的感受，也缺乏相應的互動效果。從體驗者的角度來看，這種程度的虛擬現實效果與照片的差異不大，充其量只能算是“加強版”的幻燈片，其真實性可謂是差強人意。而近幾年熱門的沉浸式虛擬現實（VR）技術才是較為成熟可以完美解決傳統數字化手段諸多缺點的新技術。通過該技術可以完美地再現少數民族傳統建筑的一切效果與細節，無論是建筑應有的體量感還是空間尺度，甚至是建筑氣勢等一些相對“主觀”的感受都可以完美再現，體驗者宛如真實的處在這些建筑環境之中。少數民族傳統建筑經過虛擬現實（VR）技術保存后，其逼真程度和細節效果都是遠超傳統的數字化保護手段。

二、虛擬現實（VR）化數字保護的優勢

相對于傳統的數字化保護手段，虛擬現實（VR）技術的優勢不言而喻，總體看來有以下四點優勢最明顯：

（一）虛擬現實（VR）技術的體驗更逼真，傳播更有效率

一般來說，人類接收信息的手段也有維度之分。比如說現實生活中最常見的文字就屬于一種維度較低的信息傳播手段，文字需要閱讀者經過一定思考才能較深入地理解信息的意義，其傳播效率從某種意義上來說是比較低下的，要提高文字的傳播效率則需要更高的敘述水平、閱讀水平與閱讀時間。相對而言，音頻與視頻的傳播效率又高于文字，因為觀眾處于被動接受的狀態，音頻與視頻在相同時間內傳播的信息更加豐富，傳播的速度又較快。但是音頻與視頻雖然傳播的速度較快，但是信息傳播的深度有限，除非觀眾處于精神高度集中的狀態，否則很有可能是“走馬觀花”，難以對傳遞的信息進行深程度地思考，對傳播的內容很快就遺忘了。

而沉浸式虛擬現實（VR）技術則恰好綜合各種傳播手段的優點。首先虛擬現實（VR）技術的體驗非常逼真，如果是制作準確、精良的作品，那么觀眾的體驗是無限接近真實的，這在直觀與逼真程度上就已經超過了圖片和視頻的極限，觀眾接收信息的速度也會非常快。在傳播深度上，虛擬現實（VR）技術也有能媲美文字的能力，因為虛擬現實（VR）技術是多種傳播方式的綜合體，以建筑的VR表現為例，觀眾不只是簡單的體驗建筑的空間視覺效果，還有相對應的音頻解說與環境音效，在必要的地方還有文字的解說，最重要的是這些內容都是可以互動的，比如說觀眾可以打開每一扇門，進入每一個房間，甚至是拿一個物品，然后仔細觀察物品上的細節，改變這些物品的擺放位置等，在這些互動的過程中都有相應的音頻解說與文字解說，且這些互動與解說都是可以反復進行的。逼真的互動式體驗還可以加深觀眾對于體驗內容的理解程度，拓寬觀眾的認知范圍，因為沉浸式的互動效果具有構想性（imagination）。這些都是傳統數字化保護手段中圖片與視頻根本無法達到的效果。正因為這種逼真，可以互動、有構想性的特性，所以非常適合用來對少數民族建筑進行數字化保護，因為少數民族建筑里包含的內容、細節非常豐富，每一根柱子，每一個結構，每一個陳設品都有對應的歷史與文化，傳統只用文字配合圖片與視頻的表現手段，在傳播信息的效率與深度上有諸多缺陷，在任何方面都不如虛擬現實（VR）技術的效果。

（二）虛擬現實（VR）技術有利于宣傳少數民族建筑文化

對少數民族建筑進行數字化保護一方面是為了保存這些寶貴的歷史文化遺產，而另一方面數字化保護對于宣傳少數民族建筑文化也非常重要。目前，我國青少年對國內優秀的的少數民族建筑文化的興趣普遍不高，缺乏基本的了解，更談不上欣賞這些少數民族藝術的瑰寶。其原因是多方面的，傳統的數字化保護手段資料不夠詳細，內容不夠豐富，說教意味濃厚，也是造成目前這種現狀的原因之一。而虛擬現實（VR）技術的互動性可以呈現出更多精彩的內容，甚至可以嘗試與游戲、電影電視等娛樂手段結合起來。高科技、新奇的體驗更容易吸引青少年，從而起到更好的宣傳效果。

（三）虛擬現實（VR）技術應用廣泛，具有很好的發展前景2016年已經被業內稱之為“虛擬現實技術”元年，同年國務院印發了《“十三五”國家信息化規劃》和《“十三五”國家科技創新規劃》，其中就強調了虛擬現實技術的布局，并做出了明確的規劃。從2016到2017短短一年的時間里，各種理論，硬件，解決方案層出不窮。虛擬現實（VR）技術在醫療、教育、娛樂、銷售、通訊、設計等多各領域迅速鋪開，可以預見的是，虛擬現實（VR）技術未來一定會像現在的智能手機一樣徹底改變人類的生活方式。用虛擬現實（VR）技術對少數民族建筑進行數字化保護，一方面是適應了時代的發展，另一方面也為少數民族建筑未來的發展提供了更多的可能性。

三、可預見的一些難點

（一）目前虛擬現實（VR）技術的技術標準與規范不夠統一

雖然現在虛擬現實（VR）技術的發展非常快，但是整體行業仍處于發展初期階段，還沒有全球統一的權威技術標準與行業規范。因此，現在花費大量精力制作出的成果，很有可能以后會面臨標準不統一，格式不規范的后果，甚至會出現完全不能使用，只能重新制作的嚴重后果。當然，從現狀來看，在該領域較為領先的幾家企業、研究機構已經逐步就技術標準與規范達成統一。如國際上在2016年就已經有多家企業達成了一個初步共識，即實現VR技術的三大關鍵指標：屏幕低于20ms毫秒延時，75Hz以上屏幕刷新率，1K陀螺儀刷新率。在國內，今年的4月份，由中國電子技術標準化研究院與北京理工大學牽頭，小米科技公司，北京暴風魔鏡公司等11家企業參與，經過調研與驗證，共同制定了《 虛擬現實頭戴式顯示設備通用規范聯盟標準 》。相信在不久的未來，全球性的VR行業標準很快就會確定。這也從側面說明了在實施少數民族建筑虛擬現實化的過程中要時刻注意相關技術標準的發展情況，及時采用最新、最權威的技術標準與規范。

（二）虛擬現實（VR）技術要求更高的制作水平與質量

正如前文所述，要實現逼真的虛擬現實效果，場景的各種細節要求都非常的高，工作量也會比傳統的數字化保護手段要多。那么從事該項工作的團隊就應該是一個擁有多種專業技能人才的綜合團隊，必須要有懂得計算機編程、建筑結構、3D建模、后期制作、音頻處理等多各專業領域的人才。簡而言之，就是對參與制作的人員要求更高了。

四、結語

云南地區的少數民族傳統建筑非常具有研究價值與經濟效益，從長遠角度來看，最好的保護辦法的就是數字化保護。而數字化保護手段中，目前看來基于虛擬現實（VR）技術是最理想，也是最具有可持續性的。同時，將虛擬現實（VR）技術運用到建筑數字化保護中所形成的成果，可以應到到多個相關領域，不單適用于少數民族建筑，還可以推廣到其他地區少數民族的建筑與藝術品、古跡的數字化保護中去。相信經過短時間的發展，虛擬現實（VR）技術會更加完善，未來將成為數字化保護領域的首選方案。

（作者單位：楚雄師范學院美術與藝術設計學院）