基于虛擬現實技術的中山非物質文化遺產保護的研究

伍丹 顧漢杰

摘要：非物質文化遺產不僅是人類認識自身傳統的基礎，同時也是開創未來的重要前提。但在全球化趨勢加強和城市化進程加快的過程中，非物質文化遺產受到越來越大的沖擊。本文在分析當前中山非物質文化遺產保護現狀的基礎上，提出將虛擬現實技術應用于中山非物質文化遺產的保護和傳承，并站在虛擬現實技術保護的設計視角，設計了中山東鳳五人飛艇賽的游戲案例。

關鍵詞：虛擬現實技術；非物質文化遺產；中山；保護技術

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2019）01-0086-03

廣東省中山市是國家歷史文化名城，這里蘊藏著豐富的非物質文化遺產。當前，中山保護非物質文化遺產主要有以下幾種方式：一是保護現有的非遺傳承人和積極培養下一代傳承人；二是對非遺利用圖片、文字、錄音、錄像等傳統媒體方式進行記錄和保存；三是通過旅游與開發的方式，讓游客實地體驗；四是通過學校和群團組織的方式進行非遺的傳承。雖然這些方法對非遺的繼承和發展起到了一定作用，但仍有不足。因此，如何進一步借助技術優勢，在教學中將非遺文化傳播給學生，讓他們真正接受、喜歡非遺文化并傳承非遺文化，一直是筆者在思考的問題。

虛擬現實技術及其應用于非物質文化遺產保護的重要意義

虛擬現實技術（Virtual Reality，簡稱VR）是一種利用計算機生成逼真的視覺、聽覺、觸覺等感覺的虛擬環境，是以交互性、沉浸性、構想性和多感性為基本特征的沉浸式體驗技術。虛擬現實技術不僅能夠讓體驗者通過虛擬現實系統感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性，而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制，讓體驗者體驗到在真實世界中無法親身經歷的感受。因此，相對于傳統的一維文字記錄和二維影視資料記錄來說，利用虛擬現實技術對中山非遺進行記錄、歸檔和傳播，可真實再現、數字化管理、有效傳播和共享中山非物質文化遺產，而且利用新技術向學生宣傳非遺文化，更易于讓他們接受和喜歡，并真正將非遺傳遞下去。

1.避免中山非遺文化流失或異變

虛擬現實技術應用在非遺保護中，可避免出現斷層、塌方式的中斷，更可因應在非遺文化推廣過程中出現的失真或者異變。

2.注入時尚元素，永葆中山非遺青春

借助虛擬現實技術可開發非遺游戲，使非遺一改陳舊之面貌，代之以開放、活力之新顏。另外，虛擬游戲可以更好地滿足學生需求，提升參與動機，可以大大激發學生的學習興趣，通過交互，使得學生對過去的歷史文化有更深刻的理解。

基于虛擬現實技術的中山非物質文化遺產保護的設計視角

虛擬現實技術應用于非遺研究的最初動機是利用虛擬現實技術促進非遺的保護、歷史研究、復制、再現和展示。然而，虛擬非遺研究的方向已經發生了轉變，即從僅僅為了展示而創建三維的遺產對象模型，轉向創建一個能夠促進非遺學習的虛擬環境，讓學生感受和理解另一種文化。

1.設計以非正式學習為導向的中山虛擬非物質文化遺產

當前，許多虛擬非遺項目采取的方法在本質上更傾向于教學，虛擬環境的設計就像設計課件或教學計劃，而“學習部分”的評估就像有人在考試——通過記憶回憶。記憶回憶的例子是使用多項選擇題來評估學生通過訪問虛擬環境對文化的理解，或者是拼圖游戲，學生需要重新排列拼圖直到它形成正確的圖像。而非遺學習的目標應以非正式學習為導向，強調歷史文化意識。

2.創設沉浸式的中山虛擬非物質文化遺產環境

在虛擬環境中進行非遺的學習，僅僅準確、真實地再現非遺是不夠的，應著手開發一個能夠促進學生進行中山非遺文化學習的沉浸式虛擬環境，設計時應考慮以下三個方面：一是創設的虛擬環境看起來更真實；二是促使學生運用視覺、觸覺、聽覺等多感官互動；三是創設引人入勝的活動。這樣不僅可以讓學生接觸到過去，而且還可以讓其享受在有限的時間內進行自主學習。另外，虛擬游戲以一種更積極、更吸引人的方式支持學習，從教學的角度來看，它們提供了高級的交互，如定制學習路徑的可能性，以及跟蹤學生行為的成功或失敗，并且更適應于滿足特定用戶的學習需求。因此，根據中山非遺的類別，可設計開發虛擬游戲豐富非遺環境的塑造。

虛擬現實技術的具體應用

1.虛擬現實技術在中山東鳳五人飛艇保護中的設計思路

筆者以《東鳳五人飛艇》為例，設計了一個基于虛擬現實技術的五人飛艇賽的游戲，希望能讓學生在游戲中了解中山的非遺文化。東鳳五人飛艇誕生于清代，是中山市東鳳鎮當地百姓承習龍舟傳統文化，并根據自己所掌握的勞動和生活技能而沿革的一項以慶祝秋收為主題的傳統體育活動，賽程長達數十公里，比賽時間在三四個小時左右。東鳳五人飛艇賽由起龍、放龍、比賽、奪標、領獎、吃龍舟飯、收龍等多個環節組成。每次比賽都有數十只艇參加。

（1）設計賽艇游戲案例腳本

為飛艇賽設計游戲腳本，包含下列步驟：①確定游戲的背景設定，使游戲世界觀符合當下社會現實；②設計游戲劇情，創設出參賽選手劃艇的形象情境，增強學生代入感；③設計游戲任務，將起龍、放龍、劃艇比賽、奪標、領獎、吃龍舟飯、收龍等知識內容分解到各個任務中，并與劇情主線走向融合；④設計游戲關卡，將五名選手各自劃艇技能的虛擬現實操作與游戲難度系數進行關聯，利用互動設計理念優化關卡的人性化操作，以做到對大部分新手的友好適應。在節奏控制方面，可搜索游戲的線索，以便進入下一個關卡，在這個關卡中，線索可嵌入到虛擬環境中，甚至外部資源，如書籍或互聯網處獲取。

（2）設計基于Unity3D的三維場景重建方案

開發平臺主要采用虛擬現實引擎Unity實現，技術上采用當今流行的三維虛擬現實場景建模方案。具體研發步驟為：研究基于3dsMax和Unity3D的三維場景重建方法，對游戲的劃艇虛擬環境進行構建和渲染；研究基于樹狀結構的層次建模方法，對游戲的任務三維場景進行快速的構建和渲染。

（3）設計賽艇游戲展示方案

為賽艇游戲設計展示方案：應用無人機拍攝、照片三維重建、角色動作捕捉、引擎場景渲染與交互設計等技術，快速生成東鳳五人飛艇賽的情境，實現其虛擬再現、知識可視化及互動操作，通過網站或手機端讓學生參與到五人飛艇賽中來，進行人機交互，通過虛擬現實技術體驗龍舟競技的快感，給學生帶來全新的體驗。

2.虛擬現實技術在中山東鳳五人飛艇保護中的開發應用

（1）原始素材的收集和數字化處理

筆者和學生一起，通過實地走訪中山市東鳳鎮永益村、傳習所東鳳鎮永一小學和中山市非遺展示館，向傳承人和當地人了解東鳳五人飛艇賽的龍舟傳統文化，觀看飛艇相關藏品，了解基本劃船技能以及在劃船過程中胳膊如何擺臂等。采用數字攝影的方式獲取飛艇、飛艇賽場景和服裝搭配，對起龍、放龍、比賽過程、劃艇技能、收龍、賽程口號等利用數字攝影、三維動態捕捉進行數字化采集、存儲。后期通過Photoshop進行圖形的后期處理、編輯和優化，再借助三維建模技術、三維動畫技術對收集到的原始素材進行分類整理，將其分為視頻資源庫、音頻資源庫、文本資源庫、三維模型資源庫和動作資源庫。

（2）三維場景建模

三維場景建模主要分為人物建模與場景建模。人物建模采用3dsMax進行，首先繪制一個角色三視圖，將三視圖導入到3dsMax以作為設計參考，接著使用Polygon進行多邊形建模構建角色頭部、身體等部件，對于角色的貼圖采用UVW展開修改編輯，貼圖素材本身采用Photoshop基于貼圖網格結合畫筆、圖章工具繪制制作。材質球渲染使用標準漫反射設置，并采用Mental Ray進行渲染。至于角色的動作實現，則應用前期捕捉到的動作骨骼序列，綁定到角色模型，通過創建Biped骨骼、蒙皮方法進行實現。場景建模在本應用中主要為室外場景，對于復雜度較高的場景，如河道與樹木、石塊等，使用無人機或云臺進行全角度拍攝取材，采用Agisoft PhotoScan進行拼接渲染，導出為FBX文件到Unity引擎。對于幾何形態棱角較為分明的物體，如劃槳等物體，則使用3dsMax基本繪圖工具進行繪制。貼圖渲染基本上都采用標準的渲染方式，天空盒采用六面體標準素材設計。

（3）游戲仿真應用開發

游戲程序的仿真應用開發，主要基于Unity引擎實現。引擎環境配置主要基于5.6.x以上版本進行，使用Android 6.0 SDK適配移動版本輸出。仿真應用的界面采用了5.x以后版本自帶的UI組件進行繪制，相較于舊版本的GUI繪制方法它更適合設計者，更便捷。交互功能采用了C#進行編寫，在VisualStudio IDE中進行調試。其中，人物動作的開發主要使用了Unity引擎自帶的Animator控制器，對骨骼動作進行編排與調用，使其合理地分布在各個時間點上。對于操控道具的實現，主要基于剛體的BoxCollider方法實現碰撞監測，調用對應的交互函數予以實現。對于VR視角的實現，則是基于Google Cardboard SDK，其實現方法主要是使用Cardboard的VRCamera替換掉自帶的mainCamera，將單視角修改為立體雙視角。對于位置的模擬，主要基于硬件設備的陀螺儀配合VR SDK實現。

總結

虛擬現實技術應用于中山非物質文化遺產的保護，可以將遺產保護從靜態展示中移出，以三維實景、虛擬現實形式捕捉，并使無形的方面恢復活力，這是記錄和傳播非物質文化遺產的一種新的途徑；同時，在非遺保護方面不再僅僅關注非物質文化遺產的文獻記載，而更關注教育、培訓和學習的互動，關注非遺在青年一代中的傳承。這是科技發展的必然，也符合人們的社會需求。

參考文獻：

中山市非物質文化遺產保護中心網[EB/OL]. http：//www.zssfeiyi.com/xmzyk/xmctty/dfwrft/index.html.

基金項目：本文為中山市社會科學規劃立項課題“基于虛擬現實技術的中山非物質文化遺產保護的研究”（編號：青201814）的階段性成果；浙江樹人大學2018年度校立優秀應用型課程“數字媒體設計案例”部分研究成果。