虛擬現實在新農村建設中的創新思考

夏平均

（哈爾濱工業大學（深圳）人文學院創新設計中心，廣東 深圳 518055）

一、引言

虛擬現實技術，又稱靈境技術，簡稱VR（Virtual Reality），是由美國人拉尼爾在20世紀80年代提出的，綜合利用計算機圖形系統和各種控制接口設備，在計算機生成的可交互三維虛擬環境中提供沉浸感受的技術。虛擬現實技術自從提出之后，經過幾十年的發展，在人機交互設備和軟件算法等方面都取得了很大的發展，并開始在教育、醫療、游戲娛樂、工業仿真、軍事模擬等方面獲得初步應用。尤其近兩年來，虛擬現實成為科技行業的新熱點。

社會主義新農村建設是我國正在實施的一項戰略工程。正如國家主席習近平所強調的那樣，鄉土文化是中華民族文明史的主體，更是中國傳統文明的發源地，實現城鄉一體化的戰略重點是建設“美麗鄉村”，要“看得見山，望得見水，留得住鄉愁”。本文將虛擬現實技術和新農村建設相結合，提出了虛擬現實城鄉智慧綜合體的概念，開辟了虛擬現實技術在新農村建設中的一種創新應用模式。

二、基本概念

虛擬現實城鄉智慧綜合體是通過虛擬現實和數字化等技術手段，將鄉村現有的生態文化資源（自然風光、民宿民居、休閑娛樂、特色旅游、特色建筑、農產品種植、果蔬采摘、非物質文化遺產、親子教育等），創造性地設計成一種基于網絡的虛擬感知交互空間。該虛擬空間在保持物理世界的鄉村本質特征的基礎上，還可支持用戶的創新創意設計活動。

虛擬現實城鄉智慧綜合體作為聯系城市與鄉村的橋梁和紐帶，借助于虛擬現實技術、互聯網技術、傳感器網絡技術、大數據與云計算技術、用戶感知與測評技術以及移動平臺應用開發技術等手段，構建一個基于網絡的城鄉智慧交感空間。城市用戶可以在該虛擬網絡空間中體驗休閑度假與養生（自然風光、特色旅游、文化遺產、智慧民居等）、家庭社會實踐教育（綠色農產品種植、果蔬采摘、動物喂養等）、家庭投資與消費（通過眾籌模式購買自己喜歡的民居、投資理財等）、娛樂社交（多人游戲、自行車競技、社交等）等，鄉村用戶通過該平臺，可以發布并提供對應的民宿養生與醫療服務、綠色農產品服務、文化工藝產品服務、休閑旅游服務以及電子商務的往來。虛擬現實城鄉智慧綜合體由村民代表和政府聯合成立的鄉鎮管理公司負責運營、維護和管理，包括網絡的維護管理、電子商務的管理、鄉村產業的管理、物流管理以及商業營銷和傳播。

虛擬現實城鄉智慧綜合體具有三個方面的重要特征：（1）共享性。虛擬現實城鄉智慧綜合體將城市用戶和鄉村用戶集中到同一個網絡虛擬空間中，雙方不再局限于傳統電子商務網站的文字信息方面的交流，而是可以象真實世界中一樣面對面地交談和溝通。借助于網絡虛擬現實技術，雙方實現了語言的共享、動作的共享、表情的共享。（2）多模式。傳統的電子商務網站只能提供二維文字和圖片方面的信息，而城鄉智慧交感空間則能提供視覺、聽覺、觸覺等多模式的感知信息。借助于虛擬現實三維模型和全景視頻，人們坐在家里可以欣賞到逼真的鄉村自然風光和湖光山色。借助于力觸覺交互技術和9DVR技術，人們可以體驗豐富多彩的鄉村特色旅游（虛擬漂流、水上單車、虛擬騎行等）。借助于計算機圖形學和立體音效技術，人們可以欣賞原汁原味的鄉村文化演出和非物質文化遺產。借助于傳感器數據采集和物聯網技術，城市的人們可以體驗真實的農產品種植和動物喂養。總而言之，城鄉智慧交感空間是一種“看得見摸得著”的虛擬網絡空間。（3）智能性。城鄉智慧交感空間基于大數據、云計算和人工智能技術來構建，用戶在共享的虛擬網絡空間中進行的所有電子商務活動和交易往來，包括綠色農產品的采購、旅游文化服務、民宿民居投資等都通過大數據中心進行統一的存儲、分析和處理，并針對不同的用戶需求，系統能自動輸出農產品種植報告、旅游客流預測報告、鄉村創業報告和城市投資報告等。

三、技術路線

（一）虛擬現實城鄉智慧綜合體的構建

虛擬現實城鄉智慧綜合體的構建主要采用數字化、計算機化等技術手段，并結合設計人員的創新創意設計思維，將農村的生態環境、自然風光、文化旅游等生態文化資源映射到虛擬網絡空間中，并在所構造的虛擬空間中支持用戶的展示交流、體驗互動。虛擬現實城鄉智慧綜合體的構建分為多層次模型：數據獲取層、展示交流層、體驗互動層、網絡大數據集成層，四層之間是逐層遞進的關系。

數據獲取層的構建。對鄉村生態文化資源進行數字化創意設計所涉及到的數據種類繁多、類型復雜。總體來講，我們可以將其劃分為六大類：建筑類數據（民宿民居、特色建筑等）、農產品類數據（綠色農產品、果蔬、動物等）、文化工藝品類數據（戲劇表演等非物質文化遺產、手工藝品等）、休閑旅游類數據（田園風光、山水風情、水上漂流、杜鵑花海等）、養生醫療類數據（智慧家居、人體生物健康數據等）以及電子商務交易產生的數據（數量、金額等）。獲取這些數據的途徑也多種多樣，包括虛擬現實視頻拍攝（戲劇表演等）、三維激光掃描（特色建筑、工藝品等）、計算機建模（民宿民居設計、鄉村規劃）、攝像圖實時監控（農產品種植、智慧家居）、傳感器數據采集（農產品種植、智慧家居、醫療養生）、二維圖片拍攝（田園風光、山水風情）等。這些數據獲取之后，經過分析和處理，分別按照一定的格式保存到后臺大數據中。數據獲取層是虛擬現實城鄉智慧綜合體的基礎和核心，它為后續的所有在該空間進行的活動，包括虛擬展示、人機交互、體驗互動、電子商務等提供信息來源和底層支持。

展示交流層的構建。虛擬現實城鄉智慧綜合體是一個虛擬的網絡空間，它提供多種展示方式方便城市用戶和農村用戶之間的交流和溝通。可以通過大屏幕立體投影系統將鄉村的整體面貌、自然風光、生態資源等同時呈現給多個用戶，方便多個用戶之間的共享、交流和賞析；可以通過拍攝全景視頻或全景照片的形式，將鄉村的文化演出、非物質文化遺產、綠色農產品、特色旅游等通過互聯網發布，支持用戶的手機、個人電腦等的隨時隨地查閱和瀏覽；可以通過移動App進行消息的推送和發布，采取UGC（用戶生成內容）和LBS（基于位置的服務）的方式，鼓勵用戶自行生成和發布與所處位置相關聯的資訊，從而為廣大分散的農村用戶提供具有高度自主性的鄉村文化產品推廣渠道，并與所處的地理位置密切關聯，便于城市消費者及時獲取有關信息，由此可以為廣大鄉村地區開辟便捷的對外信息溝通渠道；也可支持增強現實（Augmented Reality，AR）的虛實融合，當城市用戶到鄉村度假旅游時，通過增強現實眼鏡或手機App將當地的特色建筑、歷史沿革、人物風情等呈現在用戶眼前，并與用戶周圍的真實場景實現融合；虛擬現實城鄉智慧綜合體還支持社交直播，借助于虛擬現實技術和人機交互技術，城市用戶和鄉村用戶可以在同一個共享空間里進行面對面的交談和溝通，就像真實世界中真人面對面的交流一樣。

體驗互動層的構建。虛擬現實城鄉智慧綜合體不僅可以將鄉村的生態文化資源直觀地呈現給用戶，而且還支持用戶與它們之間的體驗和互動。體驗互動層的構建主要依賴于虛擬現實技術、人機交互技術、物聯網技術和傳感器感知技術，尤其是虛擬現實技術和動態仿真技術相結合的9DVR技術，目前在市場上得到了廣泛的推廣和應用。虛擬現實城鄉智慧綜合體可以支持農產品種植體驗、動物喂養體驗、特色旅游體驗、休閑娛樂體驗、智能家居及養生體驗，以及非物質文化遺產體驗等。

網絡大數據集成層的構建。虛擬現實城鄉智慧綜合體基于大數據和云計算技術來構建。云計算平臺是整個系統的集成平臺。云計算平臺分為5個層次，網絡層兼容用于數據通信的各類網絡協議，IaaS（Infrastructure as a Service）層提供用于支持云計算服務的硬件資源（含CPU、RAM、HDD、GPU等硬件的服務器），PaaS（Platform as a Service）層提供虛擬現實城鄉智慧綜合體數字化創意設計平臺（主要是大數據中心），SaaS（Software as a Service）層則為用戶提供三種運行模式的軟件系統（線上體驗系統、移動平臺體驗系統和線下體驗系統），用戶層的對象主要針對農村用戶和城市用戶。

（二）虛擬現實城鄉智慧綜合體的運行

在統一的后臺大數據中心的支撐下，用戶可以以三種不同的身份登陸系統（城市用戶角色、鄉村用戶角色、管理者角色），分別體驗三種不同的運行模式（線下體驗模式、移動平臺模式、電腦平臺模式）。下面以劇本的形式分不同的場景來描述系統的運行模式。

小城、小村和小管本是三個完全不認識的陌生人，分別身在三個不同的城市和鄉村中生活。然而他們通過不同的途徑（線上和線下）登錄使用虛擬現實城鄉智慧綜合體系統，在虛擬的網絡世界中產生了奇妙的交集，并成為相互聯系、相互服務的“熟人”。由此，他們所代表的城市和鄉村生活，也通過虛擬現實城鄉智慧綜合體這個奇妙的媒介，緊密地聯系在一起。

2020年的某一天，身在大城市的小城正在尋找國慶節黃金周全家人外出度假休閑的目的地。在多方嘗試下，他分別通過網站、移動端App和線下虛擬現實體驗店登錄到虛擬現實城鄉智慧綜合體系統。他通過設定特定的選擇條件，尋找到自己感興趣的鄉村，不僅看到鄉村現在的整體面貌、自然風光和生態資源，還可以欣賞它的民俗文化、歷史古跡，并體驗它的特色旅游項目（包括虛擬漂流、虛擬騎行、虛擬滑雪等）。小城在逼真的虛擬場景中身臨其境地漫游或者參與游戲。在游戲互動過程中，小城獲得了不同村莊提供的各種類型的優惠券（例如綠色蔬菜、農產品、水果、走地雞等），并在游戲結束后憑此優惠券到對應的虛擬鄉村集市中兌現購買。同時小城看到了鄉村中正在進行眾籌的民宿民居改造項目，通過人機交互等技術手段，他看到了不同民居的內外部現狀和規劃的未來景觀，參與了民宿改造風格的用戶在線測試，并從中挑選到自已心儀的地點和風格的田園別墅，作為自己未來10年的休閑養生之地，同時也作為家庭理想的投資理財產品。最后，小城還感覺意猶未盡，順便在線發布了自己家下個月的鄉村健康食品訂購需求，想找到合適的鄉村供應者長期供應自己家偏好的綠色健康食品。通過虛擬現實城鄉智慧綜合體提供的虛擬社交功能，小城同時和多個鄉村用戶進行面對面的交流和洽談，終于找到了自己喜歡的鄉村用戶提供的綠色農產品，雙方不僅成為好朋友，還成為生意上的投資理財伙伴。同時通過度身定制的假日服務功能，為自己和家人定制了節假日到鄉村休閑旅游的行程，還預約到已經成為好朋友的鄉村用戶充當在地小導游服務。

同一天，身在偏遠小鄉村的小村正在響應“大眾創業”的國家號召在家里自主創業。他一大早就登錄虛擬現實城鄉智慧綜合體平臺系統，在后臺發放了本月的優惠券，通過服務平臺中的游戲功能提供給小城這樣的消費者去競奪。接下來小村看到小城在虛擬騎行的游戲中搶到了自己家的優惠券，于是在接到小城下單兌現優惠券的時候，小村通過物流系統很快發出了小城需要的貨物。此時，小村注意到小城還發布了訂購健康食品的帖子，迅速響應參與競標，并進入虛擬社交系統和小城面對面的交流和洽談，并把實時拍攝的當日新鮮農產品呈現給小城，最終以實惠的價格奪得了小城的訂單。除了這些，小村考慮到自己具有熟悉本地情況的優勢，還希望能提供更多具有相對優勢的服務。為此他特意在線上傳了自己的個人資料，應聘在地小導游服務，為小城這樣的客人提供當地接送、導游等全程一對一的貼心服務。

與此同時，小管作為虛擬現實城鄉智慧綜合體的后臺管理者，承擔著聯接城鄉供需雙方以及管理系統日常運營的職責。他登錄基于大數據的管理后臺，瀏覽了當日的整體交易情況和平臺運行狀況，查看了一下上個月的歷史交易統計數據，由此生成了當月的農產品銷售情況統計、旅游客流情況統計、民宿民居眾籌情況統計等。據此小管完成了下個月的指導性意見，通過后臺發放給各個村落的運營負責人，包括下個月的農產品種植情況預測、旅游客流情況預測、民宿民居眾籌情況預測等。

度過了一個愉快的黃金周之后，小城和小村分別體驗了虛擬現實城鄉智慧綜合體平臺提供的優質服務，都感覺還想繼續獲取一些深度的指導信息。小城作為城市居民，有意開拓自己資產的理財和投資渠道，因此非常想了解鄉村產業的發展狀況，以及土地投資情況。小村作為鄉村居民，有意為自己在家門口的創業提供更具有前瞻性的指引，因此非常想了解鄉村市場的供需趨勢和價位走向。為此，他們不約而同地選擇再次登錄虛擬現實城鄉智慧綜合體系統，分別瀏覽了在線課堂，從世界各國的鄉村開發案例中得到了很多有益的啟示。另外，他們還在線訂閱了大數據統計文件，并提供了自己所關心的關鍵詞信息。很快，小城和小村就收到了小管在后臺利用大數據和人工智能技術所推送的有關報告文件，欣喜地閱讀了起來。虛擬現實城鄉智慧綜合體除了提供小城和小村所需信息服務之外，還可為小城和小村們提供遠程實時查看、管理和遙控的全新體驗。

虛擬現實城鄉智慧綜合體的線下體驗模式主要包括在健身房、高鐵站、飛機場、購物中心、社區活動中心等多種場所開設虛擬現實體驗店，通過虛擬自行車騎行、虛擬漂流、虛擬滑雪等虛擬現實游戲項目來運行該系統。虛擬現實城鄉智慧綜合體的電腦平臺運行模式主要是開發基于虛擬現實的三維網站，通過登錄瀏覽該網站來運行該系統。虛擬現實城鄉智慧綜合體的移動平臺運行模式主要是開發對應手機端的網站和App，讓用戶通過智能手機隨時隨地都可以運行該系統。

（三）虛擬現實城鄉智慧綜合體的維護

虛擬現實城鄉智慧綜合體由專門成立的鄉鎮管理公司來負責維護。鄉鎮管理公司由若干村民代表和政府代表組成管委會，負責整個平臺的運營、監督和決策。鄉鎮管理公司設有網絡維護管理部門、電子商務管理部門、物流運輸管理部門、鄉村產業管理部門以及營銷與傳播部門，分別負責不同的業務。網絡維護管理部門負責所有的網絡連接，各種體驗設備及其傳感器等的安裝和維護。電子商務管理部門負責整個網上交易過程的真實性和買賣雙方的誠信，監督網絡違法行為和欺騙消費者的行為。物流運輸管理部門負責消費者訂購產品的及時發貨和配送。鄉村產業管理部門負責整個鄉村的投資決策和發展戰略。營銷與傳播部門負責整個平臺的推廣與宣傳。

四、結論

本文將虛擬現實和新農村建設相結合，開辟了虛擬現實技術在新農村建設中的一種創新應用模式。本文首先提出了虛擬現實城鄉智慧綜合體的基本概念，然后探討了實現的技術路線，包括虛擬現實城鄉智慧綜合體的創建、運行和維護管理。研究表明，虛擬現實技術在社會主義新農村建設中具有廣闊的應用前景。■