紅色時代沉浸式體驗項目

劉川浴 楊洋

摘要：自新中國成立之日起，為徹底改變落后的面貌，中國從農業國轉變為工業國進而成為社會主義現代化強國，中國共產黨帶領中國人民持續奮斗，采取一系列舉措，團結并帶領人民取得歷史性成就與變革。攀枝花由60年代的席棚子到80年代的平房到現代的高樓大廈。

項目以沉浸展示形式對不同年代場景來展示，是從最質樸的方式展現進步和發展。讓人們沉浸其中，更是做到足不出戶卻迅速跨越三個時代場景。項目以體驗者為主視角可穿梭在三個不同的時代，不僅能感受現代生活有質的飛躍時也能夠親身感受其想傳遞的精神與文化，能直觀展現三個時期的歷史痕跡。

本項目對三個時代的特色場景進行展示，利用3dmax三維建模，虛幻引擎等軟件來呈現三個時代房間的3D效果。3D可巡游場景可以向用戶展示60年代、80年代和現代三個時期居住環境的不同。

關鍵詞：虛擬技術；三維建模 ；場景

一.項目方向

1.研究背景

自新中國成立之日起，在黨領導的改革下，社會生產力極大提高，人民思想進一步解放，人民生活水平得到極大改善，我國的綜合國力實現了質的飛躍，整個國家煥發出了勃勃生機。但目前對于時代的記憶保存存在很大的問題，該項目能打破了不同博物館距離太遠的限制，它能夠通過虛擬的形式再現不同時代場景，有效的保護與儲存。這相對于傳統的博物館在形式和內容上都更加多彩化和多元化，這對精神與文化的保護都起著十分積極的作用。

2.研究目的

本項目通過三維建模、交互技術來實現曾經場景的觸手可及，能更直觀的去銘記三個時代帶給我們的精神與文化影響，幫助年輕人去了解以前的時代，并呼吁年輕人繼續為了民族復興和現代化建設而奮斗。60、80年代現存的實際物品在長期保存過程中避免不了會損壞，而本項目的技術在時代的發展過程中會不斷的優化，并且虛擬時空里的物品也能更加不會損耗的保存下去。

3.研究意義

通過該項目的實施與應用可以促使年輕人了解時代的進步和三線精神，傳承三線精神。項目將歷史博物館里具有精神與意義的事物搬到眼前，以更加原本的狀態儲存于場景中，不僅有利于開展不同地區文化的教育，也有利于開展愛國教育，激發人們的愛國精神與意識。

二.項目總體設計

1.項目場景設計

60年代正是攀枝花建設的開始。席棚是比較特殊的一種住房，它在當時能夠圍成一個房子，為當時的人們建造起了一個真正的“家”，是攀枝花特殊時期的產物。當時的一個草棚子融合了現在房屋的大部分功能，整體結構都是簡單的四面墻和木門，木窗。選擇席棚能夠展現出當時“先生產，后生活”的原則，能最大體現出當時生活的艱苦以及攀枝花三線建設者的吃苦耐勞精神。

80年代的房屋是磚混結構的永久性住宅，單獨設置了廚房，廁所。屋內是上白下綠的綠墻裙設計，地面普遍是水泥地板。一間房屋濃縮了當時的真實生活情況，也充分體現了建筑的歷史變化。

現代的房屋已經逐漸融入了先進的理念。房屋普遍采取的是框架結構，平層戶型，用鋼筋混凝土作為主墻體，陽臺窗戶等都是采用鋼制框加鋼化玻璃，以達到最大采光效果，整體簡潔的風格。

2.項目物件設計

60年代資源匱乏，家具大多就地取材以木頭制作而成，布藝制品，招貼畫在當時也是隨處可見的。日常生活用品都極具年代特色，還要刻畫出每個物體的磨損痕跡。80年代電器逐漸多起來，廚房的少不了老式冰箱，圓飯桌，塑料制品，玻璃制品。沙發，電視，茶幾是現代客廳的三件套，加上各種科技元素的加持，主要的材料就是玻璃，金屬制品了。且現代物件裝飾性很強，使用痕跡不明顯。

三.項目場景制作

1.軟件介紹：

虛幻引擎是由游戲公司EPIC開發的，是目前最先進的實時3D創作平臺，能夠直接預覽開發的效果，對于構建場景來說是一個不錯的軟件：

一是軟件本身具有強大的功能，提供了開發者所需的大量核心技術，有很多資源可供參考學習。該軟件在搭建場景的同時實時渲染，節約大量渲染時間。畫面效果好，軟件界面操作簡單，代碼開源的優勢讓許多初學者也能十分迅速的上手。

二是可以與多種軟件進行搭配使用，不僅可以和3Dmax，Maya等專門建模軟件很好的搭配，還擁有Bridge ，Substance Painter 等眾多插件，給不同需求的人提供了更多的選擇。

2.房屋模型制作

房屋模型是場景模型的基礎，構建好整體房屋風格，對于展現不同年代是非常重要的。在不同年代修建房屋的材料不同，面積大小也不同。結合史料和影視劇的參考，三個年代的房屋在整體風格上均不相同：

60年代攀枝花正值三線建設時期，該場景選擇還原三線建設時期的居住環境—— “席棚子”（以木為架，草為頂，涼席為墻）。模型的使用率很高，這就需要在貼圖方面格外講究。在涼席制作時需要建立一個面，找到涼席的貼圖，經ps的處理達到破舊效果，分別導出三個貼圖。在虛幻軟件里的材質編輯器進行處理，實現破舊涼席透光的效果。其他木材和稻草賦予最簡單的木紋材質和稻草紋理即可。地面是在Quixel Mixer里進行編輯，制作出泥沙材質且凹凸不平的的貼圖，再導入到虛幻軟件里賦予材質。

圖為60年代房屋模型

80年代的房屋框架采用虛幻軟件里面的平面搭建而成，還原綠墻裙的墻壁需要通過貼圖來進行。材質貼圖的制作需要首先到ps制作兩種顏色相接的圖，用ps吸取顏色，還原真實的墻壁顏色，通過Substance Painter來刻畫墻面細節。將所有貼圖鏈接在虛幻引擎中材質球，賦予搭建好的面上，這就完成了整體的墻體部分。

現代場景直接用調整好參數的長方體做墻體，賦予基礎材質球，并進行參數調整。陽臺玻璃的制作是先搭建好一個基礎模型，創建一個基礎材質，將混合模式調整為半透明，打開空間反射，光照模式調整為表明半透明體積，進行相應的節點鏈接，調整粗糙度，高光度和不透明度。

3.房屋內部模型制作：

三個年代各有代表性物件，每一個物件都是一段發展史，要充分利用好每一個細小的物件。三個年代展現的側重點不一樣，60年代是艱苦奮斗，80年代是奮進發展，現代是美夢成真。

物件大部分采用3Dmax以及Maya進行建模，小部分在Bridge里下載模型導入虛幻軟件中，在ps中處理法線貼圖和凹凸貼圖，材質編輯器里進行節點連接，調整參數以達到最還原的狀態。部分比較特殊材質的貼圖則是在Quixel Mixer里完成，比如生銹的鐵壺。很多物件是運用虛幻引擎自帶的立方體搭出框架，然后再賦予其材質。

4.光線布局

光線是營造氛圍的最佳手段，不僅其指向性能夠引導人們的視線，還能在明暗對比下體現出層次感，更具真實性。

60年代的晚上光源大多數來自燈光，展現的也是整體昏暗的效果。夜間的光感主要通過臺燈，模擬月光光感來完成。在這里主要從窗外打進平面光，營造室外光線照進房間的效果。房間的兩個燈為主光源，各種燈均是采用點光源，散射范圍也比較小。盡管光源個數很多，但是整體光源強度都很低，陰影也很明顯。

80年代的場景主要是運用太陽光源以及點光源。早上的光線色溫比較高，太陽高度較低，畫面會呈現冷色調，給人以沉穩，寧靜的畫面感。在光源的布置上主光源采用太陽光，布局在窗外樹后，用樹枝產生遮擋，加上輕柔的紗窗能夠柔化光線。點光源主要起補充光源作用，對場景影響較小，主要作用是營造環境光。

現代的場景中正午陽光比較強烈，給人一種非常明亮的畫面感。主光源采用太陽光，光源強度較早上來說高一點，從外打入。補充光源主要是場景中的燈，采用的是點光源營造整體氛圍，減少整體的陰影。點光源很多，但是根據總體的布局來進行光源布置，僅僅依靠太陽光體現不出正午的感覺。太陽光是暖色調，房間偏向冷色調，補充光源則是調整這兩者，讓兩者不沖突。

四.結論

本文就如何利用虛幻引擎，各種建模軟件還原60年代，80年代以及現代三個時期的房屋進行了研究和應用。采用3dmax，Maya工具進行物件的建模制作，再利用虛幻引擎完成對場景的搭建。本項目以三維方式最大程度還原展現三個時期的房屋效果，能搭配各種展示產品，可以以第一視角進入場景，細致觀察每一個物件，做到沉浸式體驗。

本項目通過對60年代，80年代以及現代的房屋進行研究，并找到對應年代的特色物件，利用虛幻引擎搭建出三個年代的房屋，并對各物件進行還原。在虛幻引擎里能夠達到真實還原效果，可以有效了解攀枝花建設發展史，從而達到思想教育的目的，也對歷史文化的進行有效的數字保護。

在項目研究和整體實施的時候，存在著一些問題：1.本文針對的是攀枝花地區，但是在收集資料過程中有關攀枝花的資料不是很多，導致有些細節沒有全面展示出來。2.三個場景均在三個文件里，現沒有找到合適方法合并在一個場景里，影響展示的方法。3.由于時間的緊迫性沒有找到合適的產品來進行展示，目前通過視頻錄制下來觀看，或者通過軟件操作實現沉浸式。

通過三維建模來實現保護逐漸消失的老房屋，可以有效實現傳承和保護。本項目集合了攀枝花的發展歷史，對今后的三線研究可以提供有效的資料信息，促進更多人了解攀枝花，了解三線建設，以更好的傳承三線精神。