基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”交互融合設(shè)計(jì)

吳萌瓊?邱水財(cái)

摘 要：在“互聯(lián)網(wǎng)+5G”時(shí)代，千兆光纖網(wǎng)絡(luò)將覆蓋數(shù)億戶家庭，實(shí)現(xiàn)對(duì)智慧家庭、8K、VR、AR等超高清視頻的網(wǎng)絡(luò)支撐，使基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”，可以近距離接觸英石盆景匠師，促使匠師與消費(fèi)者之間形成良好互動(dòng)，能夠讓游客進(jìn)行身臨其境的沉浸式交互體驗(yàn)，從而推動(dòng)“非遺+旅游”的發(fā)展模式，促進(jìn)清遠(yuǎn)與粵港澳大灣區(qū)的文化交流。筆者以英石假山盆景技藝為例，主要通過(guò)對(duì)英德地區(qū)的實(shí)地調(diào)研，探討如何從市場(chǎng)和文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，開(kāi)發(fā)基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的具體設(shè)計(jì)思路、制作方法，探討如何在保護(hù)與傳承英石假山盆景技藝的同時(shí)，將結(jié)合新的創(chuàng)新方法，利用數(shù)字科技賦能優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與傳播。

關(guān)鍵詞： 英石假山 文化館? VR展館 交互融合設(shè)計(jì)

1 引言

虛擬現(xiàn)實(shí) （Virtual Reality，以下簡(jiǎn)稱 VR）的概念由 Jaron Lanier 在1987 年首次明確提出，它能利用計(jì)算機(jī)技術(shù)通過(guò)圖像、聲音等其他知覺(jué)為用戶營(yíng)造身臨其境的感受并提供了非比尋常的交互體驗(yàn)[1]從VR看房的720°實(shí)景，到“虛擬旅游”、“虛擬直播”、受到市場(chǎng)的青睞。但通過(guò)大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)市面上推出的 “虛擬旅游”的 APP、小程序亦或是其他在線旅游平臺(tái)（OTA）[2]大多通過(guò)單一的手機(jī)設(shè)備對(duì)，圖片、視頻識(shí)別，交互模式相對(duì)單一、沉浸性體驗(yàn)不深，因此，引入 3D圖形顯示與體感（Kinect）技術(shù)系統(tǒng)、VR頭盔協(xié)同、局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)等設(shè)備進(jìn)行交互設(shè)計(jì)及應(yīng)用，可以很好的提升用戶的沉浸性體驗(yàn)效果，也可以通過(guò)前期3dsmax建模制作英石盆景的虛擬場(chǎng)景，利用建E全景→全景發(fā)布→全景圖合成技術(shù)，得到基于在線VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”，游客通過(guò)自帶的安卓或蘋(píng)果手機(jī)，就可以在千里之外，適時(shí)觀看體驗(yàn)在線展館，對(duì)“3D模型+3D空間”進(jìn)行交互設(shè)計(jì)及應(yīng)用，從而在結(jié)合綜合開(kāi)發(fā)成本，兼顧線上展館方案的同時(shí)，對(duì) AR 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在交互性及高度沉浸性等方面進(jìn)行探索。

2? VR虛擬現(xiàn)實(shí)的類型劃分

2.1通過(guò)3D全景相機(jī)對(duì)真實(shí)環(huán)境拍攝，對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理的一種新興技術(shù)。在VR看房中，通過(guò)3D全景相機(jī)拍攝，123看房AI版APP，一鍵上傳，自動(dòng)生成，主要是對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備再次將數(shù)據(jù)特征點(diǎn)和數(shù)據(jù)集還原的一種新興技術(shù)[3]。利用 VR 全景圖像技術(shù)，游客可以在親臨景點(diǎn)之前自由選擇景點(diǎn)，合理規(guī)劃好旅游路線[4]。

2.2 通過(guò)從現(xiàn)實(shí)生活中的場(chǎng)景采集數(shù)據(jù)，根據(jù)專業(yè)3D掃描儀，通過(guò)工程師對(duì)著物體進(jìn)行掃描，直接生成1：1三維模型，導(dǎo)出相應(yīng)的格式，上傳自主研發(fā)的3D數(shù)字化平臺(tái)，結(jié)合VR/AR小程序、就可以生成相應(yīng)的手機(jī)端或PC端互動(dòng)體驗(yàn)展示作品。

2.3 通過(guò)從現(xiàn)實(shí)中的英石盆景采集數(shù)據(jù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)拍照或視頻內(nèi)容，利用三維軟件3dsmax、maya三維軟件進(jìn)行重新建模，然后導(dǎo)入unity3D軟件中制作虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的材質(zhì)、形狀、紋理和運(yùn)動(dòng)等，最后生成相應(yīng)的手機(jī)端或PC端格式，進(jìn)行觀看[5]。

2.4 根據(jù)搜集的相關(guān)的英石盆景資料，運(yùn)用CAD軟件繪制清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館平面布置方案，然后導(dǎo)入3dsmax中，進(jìn)行三維建模，在模型建立完成之后，導(dǎo)入unity3D中進(jìn)行物理建模，物理建模包括構(gòu)建模型的材質(zhì)、形狀、紋理和運(yùn)動(dòng)等[3]。做好交互之后、需要通過(guò)用于移動(dòng)設(shè)備的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件開(kāi)發(fā)工（SDK）Vuforia，創(chuàng)建增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序。

2.5 按照以往的經(jīng)驗(yàn)，一般大面積觀影區(qū)，主要采用的是，沉浸洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)（Cave）技術(shù)系統(tǒng)，包括立體顯示、虛擬現(xiàn)實(shí)外圍網(wǎng)絡(luò)（VRPN： Virtual-Reality Peripheral Network）標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，游戲娛樂(lè)區(qū)，主要采用 HTC Vive（由HTC 與 Valve 聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一款虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器）的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔技術(shù)[2]，而普通的觀看作品交互，主要采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)。

3 基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的具體方案

根據(jù)“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”相關(guān)部門(mén)的規(guī)化、資金投入、制訂相應(yīng)的平面布局圖，通過(guò)不同規(guī)模的資金，可以設(shè)計(jì)成不同規(guī)模的文化館，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和英石盆景產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，本方案采用一般性資金投入的方案，即“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”由由五大主題交互區(qū)域構(gòu)成，同時(shí)，每個(gè)規(guī)化區(qū)，采用不同的技術(shù)融合，分為英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)、英石盆景游戲娛樂(lè)區(qū)、英石文創(chuàng)互動(dòng)區(qū)、英石盆景作品互動(dòng)區(qū)、英石盆景文創(chuàng)展示區(qū)。

4 基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的設(shè)計(jì)過(guò)程

基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的設(shè)計(jì)步驟繁多、需要考慮的因素很多，從市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，本文從非遺項(xiàng)目的實(shí)際出發(fā)，利用相對(duì)低成本打造較好的，VR技術(shù)的高度沉浸性、立體交互性，讓體驗(yàn)者猶如身臨各種場(chǎng)景中[5]。“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”主要分為五大主題區(qū)域，每個(gè)區(qū)域采用不同的技術(shù)融合，按照不同的主題進(jìn)行設(shè)計(jì)：

英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)，向游客直觀展現(xiàn)文化館的整體布局，根據(jù)游客自身的興趣，選出最佳游覽路線。主要采用大屏觸摸一體機(jī)、3D 體感（Kinect）技術(shù)系統(tǒng)融合，構(gòu)建體感虛擬現(xiàn)實(shí)的非遺文化典型應(yīng)用;

英石盆景游戲娛樂(lè)區(qū)，提取英石盆景情境，設(shè)計(jì)密室逃脫互動(dòng)游戲，主要采用 HTC Vive（頭戴式顯示器）的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔技術(shù)、局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，并預(yù)留千兆光纖網(wǎng)絡(luò)接口，可以提供在線多人同時(shí)進(jìn)行高度沉浸式互動(dòng)體驗(yàn)，構(gòu)建聯(lián)網(wǎng)協(xié)同的頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)典型應(yīng)用;

英石文創(chuàng)互動(dòng)區(qū)，主要采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，利用游客自帶的安卓或蘋(píng)果手機(jī)，掃一掃三維文創(chuàng)模型為內(nèi)容的 AR 交互卡片，向游客展示英石文創(chuàng)作品，擺放在客廳及臥室的細(xì)節(jié)，并按照文創(chuàng)模型設(shè)計(jì)搭配個(gè)性化擺放情境。

英石盆景作品互動(dòng)區(qū)，也是采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，利用游客自帶的安卓或蘋(píng)果手機(jī)，分別設(shè)計(jì)圖片識(shí)別或視頻識(shí)別內(nèi)容，了解英石盆景匠師創(chuàng)作的過(guò)程，并有*.Fbx的三維英石盆景互動(dòng)，能夠近距離體驗(yàn)英石盆景作品設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)作過(guò)程。

英石盆景文創(chuàng)展示區(qū)，引入3D打印技術(shù)，開(kāi)設(shè)3D 打印研學(xué)課程，打造英石盆景的產(chǎn)學(xué)研基地、并將學(xué)生體驗(yàn)設(shè)計(jì)的成品用3D打印機(jī)直接現(xiàn)場(chǎng)打印出來(lái)，能夠讓學(xué)生親身體驗(yàn)，并參與制作英石盆景的文創(chuàng)作品，打造集游戲+知識(shí)+娛樂(lè)+研學(xué)為一體的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，更好的傳播優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

4 .1 虛擬現(xiàn)實(shí)體感技術(shù)在英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)的應(yīng)用

英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)，主要由虛擬光學(xué)姿態(tài)傳感系統(tǒng)、結(jié)合頭控、眼控、手控傳感交互等技術(shù)，宣傳英石盆景的歷史、匠師傳承人等非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，通過(guò)英石盆景文化導(dǎo)覽區(qū)的觸摸互動(dòng)大屏，可以向游客直觀展現(xiàn)清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館的整體布局，根據(jù)游客自身的興趣，選出最佳游覽路線。

4 .2 虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔技術(shù)在英石盆景游戲娛樂(lè)區(qū)的應(yīng)用

設(shè)計(jì)密室逃脫互動(dòng)游戲，以VR頭盔協(xié)同英石盆景情境，利用局域網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)，通過(guò)英石盆景游戲區(qū)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔娛樂(lè)系統(tǒng)，可以在線多人同時(shí)進(jìn)行高度沉浸式互動(dòng)體驗(yàn)，如“匠師傳說(shuō)，英石盆景設(shè)計(jì)、英石文創(chuàng)穿戴”聯(lián)機(jī)游戲，讓游客在娛樂(lè)中感受英石盆景、英石文創(chuàng)魅力，增強(qiáng)文化自信。

4.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在英石文創(chuàng)互動(dòng)區(qū)的應(yīng)用

英石文創(chuàng)互動(dòng)區(qū)集合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)、三維模型動(dòng)態(tài)處理等技術(shù)，把匠師設(shè)計(jì)好的文創(chuàng)作品，如小英石制作的煙灰缸、英石壁掛式鐘表等作品，利用游客自帶的安卓或蘋(píng)果手機(jī)通過(guò)掃碼的方式，會(huì)出現(xiàn)以三維文創(chuàng)模型為內(nèi)容的 AR 交互卡片，向游客展示擺放在客廳及臥室的細(xì)節(jié)，以及根據(jù)文創(chuàng)模型設(shè)計(jì)搭配個(gè)性化情境。

4.4增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在英石盆景作品互動(dòng)區(qū)的應(yīng)用

英石盆景作品互動(dòng)區(qū)，游客利用自帶的手機(jī)，掃二維碼下載APP，就可以體驗(yàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)帶來(lái)的互動(dòng)、如圖片識(shí)別技術(shù)，把英石盆景匠師作品的制作過(guò)程可以圖文并茂進(jìn)行展示。視頻識(shí)別技術(shù)可以把英石盆景匠師創(chuàng)作的過(guò)程，設(shè)計(jì)成視頻觀看，更神奇的識(shí)別是利用3dsmax導(dǎo)出的*.Fbx的三維英石盆景模型 、在unity3D中做好交互、通過(guò)用于移動(dòng)設(shè)備的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件開(kāi)發(fā)工（SDK）Vuforia，創(chuàng)建增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序，對(duì)“3D模型+3D空間”進(jìn)行交互設(shè)計(jì)及應(yīng)用，游客利用自帶的安卓或蘋(píng)果手機(jī)，掃一掃就會(huì)跳出相應(yīng)的*.Fbx的三維英石盆景，非常逼真，給人一種身臨其境的感覺(jué)，能夠近距離體驗(yàn)英石盆景作品設(shè)計(jì)理念、創(chuàng)作過(guò)程。

4.5 3D打印技術(shù)在英石假山盆景文創(chuàng)展示區(qū)的應(yīng)用

在“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”的布局中，設(shè)立英石盆景文創(chuàng)展示區(qū)，引進(jìn)3D打印工程師、3D打印機(jī)、3D打印材料，開(kāi)設(shè)3D 打印研學(xué)課程，打造英石盆景的產(chǎn)學(xué)研基地、吸引各級(jí)學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行3D打印知識(shí)的學(xué)習(xí)和接受非遺文化的熏陶，集合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)、全息投影等技術(shù)，可以了解英石盆景的創(chuàng)作過(guò)程，并將學(xué)生體驗(yàn)設(shè)計(jì)的成品用3D打印機(jī)直接現(xiàn)場(chǎng)打印出來(lái)，滿足學(xué)生好奇心的同時(shí)，能親身體驗(yàn)與參與制作英石盆景的文創(chuàng)作品，并按學(xué)生的需求，可以是3D打印魚(yú)缸觀賞石景、3D打印英石壁掛式盆景，或是其它私人定制的3D打印作品，集游戲+知識(shí)+娛樂(lè)+研學(xué)為一體。通過(guò)文旅產(chǎn)品承載文化技藝，使旅游者能通過(guò)非物質(zhì)文化旅游，感受到其文化底蘊(yùn)[4]。

結(jié)束語(yǔ)

基于VR技術(shù)的“清遠(yuǎn)英石假山盆景文化館”，分為了五大主題區(qū)域，每個(gè)區(qū)域采用不同的技術(shù)融合，按照不同的主題進(jìn)行設(shè)計(jì)，集游戲+知識(shí)+娛樂(lè)+研學(xué)為一體的綜合性非遺主題文化館，將非物質(zhì)文化遺產(chǎn)與文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)結(jié)合，通過(guò)自身造血，實(shí)現(xiàn)盈利，將盈利的資金用于引入光學(xué)姿態(tài)傳感系統(tǒng)、光學(xué)傳感定位、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及3D打印技術(shù)等多種設(shè)備和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并進(jìn)行有機(jī)融合與應(yīng)用[5]，當(dāng)然，引入多種技術(shù)及設(shè)備，需要政府相關(guān)部門(mén)、對(duì)英石盆景產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑、發(fā)展方式、支撐措施進(jìn)行總體規(guī)劃，并提供相關(guān)政策及資金支持，對(duì)于開(kāi)拓清遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)展“非遺+旅游”的發(fā)展模式，具有重要的意義。

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2021年度清遠(yuǎn)市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目：“互聯(lián)網(wǎng)+5G”背景下非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的創(chuàng)新方法——以清遠(yuǎn)英石假山盆景技藝為例（ZZH21）

作者簡(jiǎn)介：吳萌瓊（1982.9-），女，漢，碩士，廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院講師，研究方向：傳統(tǒng)文化，信息化教學(xué)