基于Unity3D服裝虛擬博物館的研究與實踐

摘要：基于unity3D引擎和MicrosftVisualStudio開發工具進行交互式設計，搭建B/S架構從而創建具有生態性、互動性和娛樂性的傳統服飾虛擬博物館。運用360度全景、三維互動等多種手法，運行3D掃描等技術對文物進行重建模擬，完整呈現不同時期的服飾特色。

關鍵詞：Unity3D 服裝虛擬博物館

1.建設背景

以國家《教育信息化“十三五”規劃》中提出的要應用虛擬仿真等高新技術為指導思想，校企合作共同開發了服裝虛擬博物館，結合VR（虛擬現實）、多媒體、人機交互、數據庫和網絡通訊等技術，通過虛擬仿真技術還原真實的歷史服飾文化素材，按照地域、朝代等細分建設多個特色服裝虛擬博物館，根據史料記載，完整呈現歷史背景和服飾特色。將按照朝代細分建設多個特色服裝虛擬博物館，根據史料記載，完整呈現歷史背景和服飾特色。歷史虛擬博物館作為教學的輔助工具，不僅為教師教學提供豐富的課程資源，還可以進行拓展探究等學習活動，同時沉浸式體驗，提升學生學習興趣。

2.主要技術

以教育生態理論為指導，堅持以人為本的理念，通過CLO3D和Ayana分別對服飾的結構和面料材質進行解析，從而實現在數字環境中對古代服飾的復原;利用Autodesk3DStudio Ma搭建符合時期的3D博物館場景和復原物品;基于unity3D引擎和MicrosftVisualStudio開發工具進行交互式設計，通過Web3D技術，搭建B/S架構從而創建具有生態性、互動性和娛樂性的傳統服飾虛擬博物館，把數字化歷史模型和歷史知識點相結合，把教師指引和學生探索相結合，使學生在沉浸式的歷史環境中體驗中國歷史文化的底蘊，感受中國歷史服飾的演變和，開拓視野。

3.虛擬服裝博物館系統結構

本系統采用面向服務（SOA）的多層分布式架構，服務層采用WCF技術，前端交互層采用WEB+Unity的B/S架構;每一層都可以實現獨立或者分布式部署，保障系統的高性能、高伸縮性與可擴展性;接口層設計保障系統的開放性;內置安全策略模塊保障系統的安全性。系統架構圖如下：

4.虛擬服裝博物館模型設計

虛擬服裝模型方面，通過三維模型，快速建立初步形態，布線均勻并刪除多余的面，以防出現錯面、重面、反面、漏面;物體擺放合理物體間距大于2mm;墻體結合處使用吸附捕捉相鄰點，優化易出現鋸齒的地方;裝飾物（如花盆景）盡量使用貼片制作;物體法線朝外，單面物體法線朝向攝像機。

虛擬服裝博物館系統場景設計采用與現實中尺寸1：1建模制作;展館設計與展示內容來源經過服裝行業專家學者考證;確保參觀者接觸到的服裝相關知識準確無誤。虛擬服裝博物館系統場景規劃為室內外一體;展館地域上橫跨中外;時間上橫跨漢、唐、明、清四個朝代。

虛擬服裝博物館系統場館視覺效果精美，色彩、模型栩栩如生，讓參觀者能夠產生身臨其境的感覺。場館設計為兩層虛擬建筑，由博物館總設計、場館鳥瞰、首層布置設計、二層布置設計、場館主入口設計、前臺接待大廳設計、分館展廳布局設計、博物館展臺設計等方面全面設計。

5.系統實現

系統實現包括用戶管理系統、服飾模型信息處理系統、數字博物館管理系統等內容。

用戶管理系統：分為注冊管理，用戶信息管理。注冊管理主要是系統供給給普通用戶和管理員的信息注冊，用戶信息管理主要是對于用戶信息的查詢，修改和刪除。

服飾模型信息處理系統：交互層中對數字博物館中古代服飾的空間信息處理，包括服飾模型的位置信息輸入輸出，服飾模型的角度信息輸入輸出，服飾史料知識信息輸入輸出，服飾模型面料材質信息輸入輸出，服飾音頻信息輸入輸出。

數字博物館管理系統：包含角色漫游模塊，服飾展示模塊，場景更換模塊。角色漫游模塊中包含用戶主動移動模塊，路點對路點用戶移動模塊。服飾展示模塊，對服飾穿著結構進行拆分組合。場景更換模塊根據用戶選擇的朝代（夏商周、秦漢、魏晉南北朝、隋唐、宋、元、明、清）博物館自動對色調，藏品，風格進行調整，讓用戶感受不同朝代的時代特點。

6.系統測試

測試是分別在PC端和移動端兩種環境中進行。選用WINDOWS10和Android等操作系統進行測試。

（1）VR端的測試

自由行走：面對地面右手按手柄按鈕，顯示藍色箭頭，松開按鈕，可行走在前方藍色圓圈位置。

場館選擇：左手持手柄，放置需要去的場館位置，按按鈕，可跳轉至對應場館。

文物互動：左手持手柄點擊交互，可進行換裝交互體驗，服裝可360度旋轉查看，右側可顯示圖文與走秀交互，手持手柄抓取文物。

（2）移動端的測試

在移動端選擇Android系統上對虛擬博物館的運行效果進行測試，主要測試系統在不同操作系統上運行的效果及流暢性是否一致，以及系統在移動端的自適應程度。

6.小結

虛擬博物館系統運用目前市面上先進且主流的引擎。打造一個系統安全穩定、成本可控，用戶體檢流暢、內容新穎豐富、集教學性與趣味性一體的虛擬博物館系統。讓廣大師生和社會大眾在輕松好玩的氛圍中對文化遺產有一個全新的認識。

參考文獻：

[1]楊玉婷，康厚良.虛擬博物館中數字多媒體組件的研究[J].重慶理工大學學報（自然科學），2018，32（06）：193-198.

[2]董寧倩，陳萍，李秋玲，韋曉娟.桂北紅色文化在灌陽博物館裝飾中的應用研究[J].家具與室內裝飾，2019（09）：94-95.

作者簡介：楊曉麗（1980年3月），女，漢族，籍貫：山東省濰坊市人，學歷：本科，職稱：副教授，研究方向：服裝數字化研究、服裝傳統手工藝。

課題：濰坊市2019年科學技術發展計劃項目：基于Unity3D的服裝虛擬博物館的研究與建設（2019GX061）。