基于UE4虛擬現實技術的白鹿洞書院文化現代傳承實踐研究

摘要：白鹿洞書院作為我國四大書院之首，是江西書院文化的載體與見證。白鹿洞書院以數字化保存和傳播的方式實現其書院文化的現代傳承，符合時代發展要求，是有力建設推動贛文化傳承的重要體現。現介紹了虛擬現實技術的基本特征，闡述了基于UE4虛擬現實技術的白鹿洞書院虛擬開發過程，并對白鹿洞書院虛擬環境進行了測評，提升用戶體驗，實現書院文化的現代傳承。

關鍵詞：UE4虛擬現實技術;白鹿洞書院文化;現代傳承

0 引言

筆者曾在《基于現代傳承視角下白鹿洞書院文化的保護利用研究》一文中，對白鹿洞書院的發展現狀進行了剖析，進而發現白鹿洞書院存在文化資源開發不夠充分、傳播方式滯后、與當代教育脫節等問題，并探索出了現代傳承的根本內涵和場所精神在于“自主的文化研究”和“自由的文化交流”，在理論層面上提出了以VR虛擬現實技術促進白鹿洞書院發展的觀點。在此基礎上，本文將從實踐層面詳細闡述如何利用UE4虛擬現實技術突顯白鹿洞書院文化的核心內涵和場所精神，更新白鹿洞書院文化傳播模式、創新傳播媒介、優化傳播體驗，使之更好地與現代教育相融合。

1 虛擬現實技術的基本特征

虛擬現實（Virtual Reality）技術是指以計算機技術為核心，生成感官層面上逼真的虛擬環境，用戶通過輸入和輸出設備與虛擬世界中的物體進行交互，進而產生親臨真實環境的感受和體驗。虛擬環境可以是對真實世界的模擬，也可以是完全虛構的場景，均是通過計算機軟件制作出來的三維模型。

1.1? ? 沉浸感

沉浸感是虛擬現實技術最核心、最重要的特征，人類通過感官的反饋認識真實世界，對理想的虛擬世界也是如此。虛擬現實技術沉浸感的程度，就是用戶通過硬件設備和自身感官系統與虛擬環境中物體交互而產生真實感的體驗度。

1.2? ? 交互性

交互，即交流互動，是主體與主體之間進行“對話”所產生的行為結果。現在多指互聯網行業中用戶與平臺或用戶之間，在交流互動的對話過程中導致需求、創意與新思維的產生。

虛擬現實技術的交互性是指用戶通過特定的設備與虛擬環境進行交流互動，并且通過人類的感知系統對用戶進行反饋。現在常用的設備主要有VR眼鏡、數據手套等智能穿戴設備。

1.3? ? 想象力

虛擬現實技術中的想象力與其他想象力有所區別，設計者對虛擬環境進行構思時，往往是給用戶提供一種在現實生活中難以實現的另類體驗方式。用戶可以通過虛擬現實技術對現實生活中受限制的部分進行認知，從而豐富自身的知識結構，虛擬現實技術中的想象力是給用戶提供一次對真實世界認知的體驗機會。

1.4? ? 傳播性

虛擬現實技術的傳播性之所以強于其他傳播媒介，在于其種類較多，方式新穎，用戶體驗感強。虛擬現實技術的基本分類包括：移動端虛擬現實系統、桌面式虛擬現實系統、沉浸式虛擬現實系統、增強式虛擬現實系統及分布式虛擬現實系統，以上各類虛擬現實系統均具備較強的計算機和互聯網特性，較于傳統傳播媒介來說，具備更快的傳播速度、更廣的傳播范圍和更好的傳播體驗。

2 基于UE4虛擬現實技術的白鹿洞書院虛擬開發

江西古代書院對我國古代教育和書院文化的發展及體系的完善發揮了積極作用。書院文化是贛文化的主要代表之一，不斷加強對書院文化的保護、研究、利用工作，是促進江西文化大發展、大繁榮的題中應有之義。利用三維建模技術，對白鹿洞書院進行虛擬環境重現，可以沖破現實空間的限制，建立非現實性的新平臺、新空間，引領受眾進入一個可重構的數字化認知區域。

2.1? ? UE4虛擬現實技術

UE（Unreal Engine）是目前世界最知名、授權最廣的虛幻引擎，自1998年正式誕生至今，虛幻引擎已經成為整體運用程度最高、次世代畫面標準最高的一款游戲引擎。Unreal Engine 4是美國Epic游戲公司研發的一款3A級次世代游戲引擎，其渲染效果強大，采用PBR物理材質系統，其實時渲染效果可以達到類似vray靜幀的效果，成為開發者最喜愛的虛幻引擎之一。

2.2? ? 白鹿洞書院的3D建模

虛擬環境的建立是VR技術的核心內容，通過建模模塊搭建現實場景，如利用建模技術實現白鹿洞書院的數字化重構的主要途徑是獲取一個縱向的延續性的實際環境的三維數據，并根據需要建立相應的虛擬環境模型。

選用3D MAX軟件對白鹿洞書院進行虛擬化建模，其既可以制作三維模型和動畫，又可設置燈光、貼材質、渣染等。此外，該軟件對計算機的硬件配置要求不高，便于安裝使用。在書院虛擬模型的構建中，重點研究建模技術和貼圖技術的實現。白鹿洞書院虛擬模型如圖1所示。

2.3? ? 白鹿洞書院3D模型的UV材質貼圖

根據白鹿洞書院模型的材質需求，選擇合適的相關紋理貼圖，賦予場景中的屋頂、墻壁、地面、牌匾等模型上。在設置三維模型的材質和貼圖過程中，需要選用png或jpg格式的圖片用于制作軟件中，png格式的圖片可以保留圖片的透明通道，使模型展示的效果更加真實。材質貼圖規范如表1所示。白鹿洞書院材質圖庫如圖2所示。

2.4? ? 設置物理碰撞

物理碰撞的設置，是為了避免違反現實生活規律，避免用戶在進行虛擬現實體驗時，發生“穿透墻體”“穿透物體”等現象。同時，為了增強用戶真實的體驗感，研究團隊在物體上增加了碰撞體。白鹿洞書院物理碰撞設置區如圖3所示。

3 產品評測

產品評測涉及兩個階段，分別是內部測試和外部測試。內部測試主要由項目組成員針對產品的研發、安裝及BUG等方面進行排查，保證用戶的基本體驗。外部測試是基于已有的VR設備（VR教室），預計針對50名大學生分別進行2次用戶數據抽樣調研，包括調查問卷、用戶個人感受采訪等方式，通過因子分析對研究結果進行評價，評價結果以圖片形式展現，如圖4所示。

從暈眩感測評的反饋數據來看，感覺暈眩的用戶只占用戶群體的4%，說明產品的舒適程度已經達到虛擬現實產品的預期目標。另外，從體驗完產品對白鹿洞書院興趣度測評結果來看，首次體驗產品后表示對白鹿洞書院感興趣的用戶只有8人，經過第二次體驗后，大部分用戶對白鹿洞書院產生濃厚興趣，并且表示愿意前往白鹿洞書院體會真正的書院文化。經過2次體驗測評，用戶的建議和期望主要有：增加人物角色和交互以及更多的游戲體驗;分辨率更高、更清晰;能夠用虛擬現實環游世界。

4 結語

本文通過制作白鹿洞書院的虛擬化場景模型，利用UE4虛擬現實技術，實現了白鹿洞書院文化的現代傳承。提高用戶體驗，確定白鹿洞書院文化傳承中具有代表性的重要場景、交互內容、切換路線等，是UE4虛擬現實制作過程中最重要的內容。建模過程中，設計人員要考慮實際應用對各場景的需求，以確定是利用全景三維數據按實景建立模擬場景，還是根據場景腳本需求人工虛構場景;利用全景視頻處理軟件進行后期剪輯處理，得到其全景視頻或全景圖。同時，VR場景交互動畫及界面輸出動畫的PNG序列制作，也要根據應用場景腳本需求進行相應設計。最后，由編程人員根據設計腳本，實現UE4虛擬現實技術內容及其交互邏輯的輸出，并測試各場景內容及其交互的完善程度。

綜上所述，UE4虛擬現實技術是白鹿洞書院文化現代傳承行之有效的傳播手段，重構、傳承和深化了白鹿洞書院的文化內涵和精神魅力。虛擬現實技術作為當下仿真技術的一個重要方向，在白鹿洞書院文化的傳承中，通過搭建虛擬環境，結合控制模塊和傳感模塊實現用戶與虛擬環境的交互功能，有效促進了白鹿洞書院文化的現代傳承。

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收稿日期：2020-07-23

作者簡介：熊野川（1991—），男，江西南昌人，碩士研究生，助教，研究方向：藝術設計。