基于RFID卡的“虛實交互”技術在中式傳統木構建筑藝術的運用

吳雨潞

摘要： 中國傳統木構建筑藝術是我國古代文化的藝術瑰寶，它經歷了三千多年的歷史洗禮，不僅是我國寶貴的物質文化遺產，更是人類智慧的結晶。然而，進入新時代后，大量的新興技術、新型材料和新的建筑方式的出現使得這種傳統的木構建筑藝術形式面臨淘汰的危機，筆者希望運用基于RFID卡的“虛實交互”技術給傳統的木構建筑藝術帶來新的創新路徑。

關鍵詞：木構建筑；木構藝術；實體控制交互

隨著現代社會經濟的快速發展，木構建筑逐漸被新的建筑形式所取代，并且由于木構建筑所需的原材料取材難，木構建筑藝術的技法難，所以學藝之人越來越少，而且社會缺乏保護木構建筑藝術的觀念，導致這門傳統藝術沒有被很好地傳承下來，但木構藝術作為具有三千多年歷史的歷史文化遺產應該得到社會的重視和保護。本文希望通過基于RFID卡的“虛實交互”技術，研究技術與傳統文化融合的新方式，希望為木構建筑藝術形式找到一種新的表現形式和表達方式將木構建筑藝術更好地傳承發揚下去。

一、中式傳統木構建筑藝術

（一）木構藝術起源

我國木構建筑藝術有三千多年的歷史，古代的建筑物都以木結構為主，木構建筑早已形成高度成熟的建筑體系。但是在中國歷史發展的長河中，我國邁入工業社會后的建筑風格逐漸偏向西方的工業化風格，隨后出現了磚木混合結構、磚石結構的建筑物。與此同時，對森林的濫砍濫伐，樹木資源越來越匱乏，使得木構建筑最重要的原材料獲取困難以至于木構建筑藝術逐漸沒落。

中式傳統的木構建筑藝術不僅造型多變、結構形式豐富，還形成了獨特的藝術風格。它復雜多變的結構凝聚著千百年來中國人的智慧，這當中的奧妙對于學藝者來說并不是一朝一夕就能學成的。木結構建筑是我國幾千年建筑歷史上最重要的一種結構體系，其中主要包括木梁結構、桁架結構、拱木結構、折板木結構、編制木結構等。但由于現代社會缺乏對傳統藝術的傳承精神，并且許多人都不愿意學習這種技藝要求更高的木構建造技術，以至于木構建筑藝術逐漸被人所遺忘。

（二）木構藝術現狀

由大量新興技術的產生以及社會的快速發展帶來的工業化趨勢是不可避免的，木構建筑已經很難在當下的建筑工程中出現，并且這種建筑形式所用的木材料“取材難”“運輸難”再加上木構技藝“學藝難”的特點導致木構藝術逐漸被新的建筑形式取代。另外，當今社會人類對木構藝術認知不全面，大多數人會認為木結構建筑相比工業建筑來說更容易著火、不防潮、不耐久、不牢固。事實上木構建筑已經超越了單純的建筑工藝的領域，古人做了大量的嘗試為我們留下了這么重要的藝術瑰寶，我們更應該轉變思想將如此寶貴的藝術傳承發揚下去。

二、基于RFID系統的交互技術研究

（一）運用“虛實交互”技術來展現傳統木構藝術

隨著當今社會的發展，新興技術的快速迭代，我們應該利用技術方面的優勢來解決傳統木構建筑藝術所面臨的問題。本文研究了通過引入新的RFID“虛擬成像”交互技術，來探索傳統文化與新興的技術載體結合的方式，希望可以發揮技術方面的優勢來發揚傳統文化，達到讓整個社會重新認識木構建筑藝術重要性的目的，共同推動木構建筑藝術在中國的發展。

（二）RFID交互技術概述

本文所運用到的超高頻射頻識別技術（RFID）系統是通過一個RFID接觸開關將每個標有RFID標簽的實體模塊切分成兩部分，即藍牙天線和芯片，然后將磁性連接器與每個模塊部件聯合，如圖1。當藍牙天線和芯片連接時，一個帶有相關ID信息的交互事件就被傳送到顯示屏幕上并且呈現出虛擬的畫面。目前，RFID傳感技術已經廣泛應用于被動標記對象的位置移動檢測，如圖2。通過將微型處理器和傳感器模塊嵌入實體模塊中，并且每個的模塊系統都可以進行動作捕捉，就可以呈現出虛擬的圖形畫面。

（三）技術展望

經過對超高頻射頻識別（RFID）技術的分析，基于RFID卡的“虛實交互”技術已經十分成熟并且相應的技術應用已經大范圍地普及。超高頻射頻識別（RFID）技術的交互式構件系統可以將交互技術與實體模塊結合運用在木構建筑中進行創新設計，設計出一種具備實時虛擬建模功能的預制木構建筑搭建系統。此類方法可以解決目前傳統的木結構搭建的難題，即可以通過虛擬成像來檢測木構建筑在搭建過程中的結構穩定性以及安全性來提高前期的預制成功率。這樣對于學藝者來說可以更加直觀地學習到木構建筑的搭建知識，還可以保護木材資源并且增強可持續發展能力。

三、運用研究

（一）概念設計

經過前期對傳統木構建筑藝術以及相關技術研究，為了解決當前木構建筑藝術所面臨的一些難題，針對這些研究結果，筆者得出的方案研究思路是將現有的超高頻射頻識別（RFID）交互技術與實體模塊相結合運用在傳統的木構建筑中，并且在屏幕上呈現出相對應的虛擬木結構建筑物的畫面，這樣以便觀察木構建筑的結構構造和整體形態。

（二）技術應用

在技術應用章節中，本文引用了比較有代表性的案例來具體闡述該技術的特點和應用過程。

RFID系統不僅可以定位每個實體模塊的位置，也可以追測到相對應的運動軌跡，這種技術適用于大部分物理實時建模及虛擬圖像成形的交互功能。圖3中的案例是被一個被平均分為3×6的網格平面，并且其中不同的實體模塊代表著相對應的虛擬人物或者部分建筑材料結構，使用者堆疊不同的實體模塊的同時屏幕內可以同時構建虛擬畫面場景，實現基本的實時建模功能，如圖3所示。

圖4演示了一個桌面高塔防御游戲，其中投影桌被布置成一個虛擬成像的平面，還包含了若干個由RFID系統構成的實體模塊。實體模塊被固定在桌面上的不同位置，根據實體模塊所投射出的影像，并且幾個模塊和一個按鈕部件被分配給兩個玩家進行游戲，這些部分代表不同進攻武器。在游戲中，玩家會攻擊對面玩家，因此，玩家必須有效部署武器來擊敗對方。玩家通過在目標位置放置一個武器格來攻擊敵人，在另一個格上疊加一個武器格來升級武器，或者在適當的時候按下按鈕來引爆炸彈。

（三）展示效果

該案的設計中設想是結合前文對RFID技術的應用分析，筆者希望將此技術運用在傳統木構建筑中，更好地呈現木構建筑藝術形態。即在若干個實體模塊中置入RFID傳感芯片，并且每個模塊都可以生成相對應的木構建筑結構，然后再進行各種模塊間的堆疊拼湊，便可以在虛擬畫面中呈現出建筑物的整體樣式以及相互之間的結構關系，如圖5—6所示。這種實體模塊與虛擬交互技術結合的方式，不僅可以使得在構造木構建筑物的前期工作中勘測出某些結構的不合理性和安全隱患等問題，還可以讓人直觀地感受到木構建筑地形態和藝術魅力。

本文提出這種基于RFID卡的“虛實交互”技術與木構建筑藝術結合的方法，它的優勢在于利用新興交互技術更能直觀地觀測木構建筑結構構造以及建筑結構所存在的問題從而加以改進，并且在一定程度上減少了原材料的浪費。這是一種新的技術嘗試和藝術形式表達，筆者希望通過現代科技的運用，可以更好地保護和發揚我國寶貴的木構建筑藝術文化，使如此重要的文化瑰寶不會在歷史的長河中被人們遺忘。

四、結語

如今，虛實交互技術與實體模塊結合的應用十分廣泛，比如Mix Reality技術的出現打破了虛擬與現實的固有界限，它不僅是AR與VR結合的新型交互方式，還提供了一種全新的交互體驗。從交互技術的應用創新角度來看，虛擬畫面與現實世界并不是兩個單獨的個體，二者從一定程度上可以進行結合，并且生成一種全新的交互方式。文中所提到的基于RFID卡的交互技術的不斷成熟和創新，所涉及的相關技術應用在中式傳統木構建筑藝術上，筆者認為是一種全新的嘗試。因為我國的木構建筑藝術聚集著祖先的智慧，已經成為我國最重要的物質文化瑰寶，我們不應該遺忘這些藝術文化的存在。所以通過這種全新的技術創新，研究實體控制交互技術與傳統木構建筑的結合，不僅是對實體交互技術的延伸應用，還是木構建筑藝術發展歷程中的創新里程碑。因此筆者希望研究虛擬交互技術與實體模塊結合應用在中式傳統木構建筑中，可以改變當前木構建筑文化的現狀，并且可以將木構建筑文化傳承發揚下去。

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