數字化工業遺產的創新展示

摘要：隨著科技的飛速發展，數字化改造逐漸成為工業遺產保護與創新的重要途徑。唐山市的唐胥鐵路遺址作為中國近代工業史上的重要標志，其數字化展示對于提升公眾對工業遺產保護與認知具有重要意義。本文嘗試以唐胥鐵路遺址為例，探索虛幻引擎5（UnrealEngine5，以下簡稱：UE5）在工業遺產數字化改造中的潛在應用，并提出一些初步的開發流程，希望這些探索能在虛擬環境體驗和交互展示等方面提供一些參考和啟發。

關鍵詞：虛幻引擎；工業遺產改造；數字化展示；交互體驗

引言

隨著數字技術的不斷進步，工業遺產改造與更新迎來了新的機遇。工業遺產不僅記錄了城市工業化的歷程，也蘊含了深厚的歷史文化價值。盡管如此，城市化進程中的工業遺產保護仍面臨諸多挑戰。因此，如何有效地保護和利用這些遺產，使之在城市發展中煥發新的活力，是一個值得深入研究的問題。

唐胥鐵路遺址作為中國近代工業史上的重要標志，見證了中國鐵路事業的起步和發展。其獨特的歷史地位和文化價值，使其成為工業遺產數字化保護與展示的理想對象。本研究以唐胥鐵路遺址為例，探討虛幻引擎5（UE5）在工業遺產數字化展示中的應用，旨在為工業遺產的保護與傳承提供新思路，激發更多的相關研究者和從業者對這一領域的關注和探索。

一、研究現狀與現實意義

（一）唐山工業文明傳播的背景

近年來，隨著文化旅游產業的興起和建設社會主義文化強國的政策部署，唐山市著手工業文明與文化旅游產業的全面融合，發揮其獨特的歷史和文化優勢，加強對地區非遺、文化遺產等方面的保護與傳承，增強唐山文化軟實力，發展文旅融合背景下的地區經濟，探索唐山文明傳播新路徑[1]。

（二）數字技術在工業遺產展示中的應用

工業遺產應是歷史性、區域性和綜合性的混合型工業文化景觀[2]。隨著技術的不斷進步，數字技術如虛擬現實、3D建模等在工業遺產保護領域的應用越來越廣泛。這些技術不僅可以還原工業遺產的原貌，讓公眾通過數字化的方式感受工業文明的魅力，還可以通過互聯網實現全球范圍內的傳播和共享。

（三）工業遺產數字化改造的策略與機遇

我國工業遺產資源豐富，但傳統的展示方式往往難以充分展現其價值。因此，利用數字技術進行改造和更新就顯得尤為重要。例如，通過UE5的實時渲染和藍圖編寫，可以搭建虛擬的工業遺產場景，讓公眾在數字化環境中進行探索，在虛擬環境中實現更加多樣化的交互和體驗。

由此可見，數字技術在工業遺產保護與傳播中的應用前景廣闊，結合工業遺產的歷史價值與現代化的展示技術，不僅能夠豐富工業遺產的展示內容，還能創新傳播方式，為傳統工業遺產的保護與教育嘗試新途徑，也為工業遺產的活化利用和文化發展帶來了更多可能性。

二、數字化展示在工業遺產保護與傳播中的挑戰

隨著數字化技術在工業遺產保護與傳播領域的深入應用，工業遺產的展示與教育方式正在經歷一系列變化，這些變化有望逐步改善公眾的學習和體驗過程。然而，由于技術應用的局限性和展示內容過于單一等問題，數字化展示與工業遺產的深度融合仍面臨著諸多挑戰。

（一）工業遺產資源與其他文化資源的整合不足

中國擁有豐富的工業遺產資源，這些資源不僅包括工業設施和生產工具，還涵蓋了與之相關的社會、經濟和文化背景等。在數字化展示的過程中，有時會過于強調工業遺產本身而忽視了與其他文化資源的融合，如歷史文獻、民俗活動等。導致對工業遺產背后深層次文化意義的挖掘不足，無法全面展現其涵蓋的文化價值和歷史意義。

（二）對新興數字技術的運用不足

當前，公眾對新興數字技術的認知和應用仍存在局限性。許多人對數字化展示的理解還停留在傳統的多媒體展示和靜態圖片上，對于如虛幻引擎5（UE5）等前沿技術缺乏足夠的了解。將這些數字化技術和后工業社會中新的場景理論相結合，可以幫助人們更好地認識和理解具有文化吸引力的城市公共空間，對工業遺產更新活化實踐也有著重要的理論支持作用[3]。

三、虛幻引擎5在工業遺產數字化改造的創新路徑

圍繞工業遺產保護與利用目標，以技術創新為驅動力，虛幻引擎5（UE5）賦能工業遺產數字化展示為切入點，激活數字技術與工業遺產保護、教育、旅游等方面的聯動路徑，可以從以下3方面入手：

（一）以工業遺產資源保護為文化教育與旅游發展驅動力

從園區原有建筑、環境入手，進行生態化、數字化、人性化改造設計，打造適合于工業遺產轉型發展[4]，能提供教育、活動、游覽等多種線上線下相結合的社區型空間。具體途徑為：（1）通過歷史文獻研究、現場考察、專家訪談等手段，全面挖掘工業遺產的歷史價值與文化內涵，形成有利于宣傳本地工業遺產資源的規劃書及運營方案；（2）以展現本地工業遺產的獨特性為核心，選取當地具有代表性的工業遺址及相關建筑作為數字化改造對象，提升場地的交互性與教育性，一方面可增強本地居民對工業遺產的認知與自豪感，另一方面可提升游客對工業遺產的理解和興趣，實現“吸引人、留住人、留下人”的目標；（3）通過UE5等數字技術及創意設計，打造具有鮮明工業遺產特色的數字展示內容與交互體驗，綜合性運用實時交互、沉浸式體驗等新興交互方式，增強工業遺產的傳播力與影響力；（4）以工業遺產為核心，帶動相關文化、教育、旅游等產業協同發展。對具有工業遺產資源的地區，開發“一核多元”的產業發展模式。以工業遺產展示為主體，助力區域經濟的均衡與可持續發展。

（二）虛幻引擎5在工業遺產數字化體驗中的應用和開發流程

在傳統數字展示技術基礎上，融合UE5等前沿數字技術平臺及技術手段，以工業遺產為數字信息載體，打造符合數字時代發展和工業遺產保護要求的沉浸式展示成果，開發程序步驟如下：（1）運用SkethUp等數字建模軟件，對工業遺產進行高精度建模與數字化復原；（2）利用UE5的高級渲染技術，打造沉浸式的工業遺產數字化展示場景；（3）梳理工業遺產展示策劃中的數字交互腳本；（4）整理相關文化、教育等資源信息，接入程序；（5）使用UE5的藍圖系統等功能，結合展示腳本及資源信息，完成數字工業遺產場景內的環境交互及人物對話等交互設計內容；（6）結合UE5的動態天氣系統和光照效果，實現數字展示環境的動態變化，增強用戶體驗的沉浸感；（7）用戶可通過電腦端，對場地數字化漫游、歷史文化、科普體驗等進行線上瀏覽及交互。

（三）數字技術助力工業遺產保護與旅游發展

借助UE5等數字化工業遺產展示平臺，用戶可以在線上瀏覽數字園區，體驗相關交互區域，了解相關的工業遺產歷史與文化，提升公眾對工業遺產保護的意識，吸引更多游客線下參觀，助力地區旅游經濟的發展。

四、以河北省唐山市開灤國家礦山公園蒸汽機車園為例

唐胥鐵路在中國鐵路發展史上具有重要地位，它標志著中國鐵路建筑史的正式開端，并對中國后來的鐵路建設產生了深遠的影響。園區不僅承載著豐富的工業歷史，也是研究中國工業化進程的重要場所。目前我國對工業遺產的保護與利用高度重視，但在運用數字技術對工業遺產進行創新性展示和實踐方面仍較為有限。本文以華北理工大學藝術學院大學生創新創業學生團隊項目為例，對基于數字技術的蒸汽機車園展示程序進行成果說明。

（一）設計背景

本項目深入考察了唐胥鐵路的歷史沿革、工業發展及其在中國近代工業史上的重要地位，同時對唐山市開灤國家礦山公園的現有設施和展覽方式進行了細致分析。研究團隊通過查閱相關歷史文獻和資料，在此基礎上，結合虛幻引擎5（UE5）等先進的數字技術，研究團隊繪制了創新工業遺產展示方式的項目技術開發路線圖，見圖1。

（二）設計分析

研究團隊在對唐胥鐵路園區及其周邊環境進行了詳細的現場調研，總結的設計分析如下：

1.場地優勢

唐胥鐵路得益于其獨特的歷史文化意義、優越的地理位置、政府政策的有力支持以及前沿的數字技術如UE5和VR的應用。展現出顯著的競爭優勢。這些優勢不僅為項目提供了豐富的教育和文化價值，還可以增強游客互動，體現新時代工業遺產的創新性展示。

2.場地劣勢

技術實施上的挑戰主要體現在虛擬現實和數字化技術的運用上，要求項目團隊必須具備高水平的專業知識和技能。此外，項目還必須在與其他景區的數字化展示平臺的競爭中找到自己的定位。在推進數字化改造的過程中，還要平衡遺產保護與創新發展之間的關系，最大程度保留工業遺產的原真性和完整性[5]。

3.場地機會

國內旅游市場的擴張為工業遺產旅游開辟了新機遇。教育合作也為傳承愛國主義提供了平臺，科技運用又可以增強展示的互動性。此外，與文旅機構的協作也為工業遺產的推廣和市場拓展創造了有利條件。

4.場地威脅

工業遺產的保護與利用和技術上的更新換代是改造過程中可能面臨的最大問題，同時不同地區和年齡的游客可能對工業文化的認知和興趣存在差異，需要進一步研究市場策略來滿足不同游客群體的需求。

（三）設計策略及效果呈現

基于上述設計分析，研究團隊采取了“保留+改造”的設計思路，以確保在尊重歷史原貌的同時，賦予遺址新的活力。數字化內容包括唐胥鐵路遺址公園的全部區域和其代表性建筑。

1.歷史文本提取及置入

研究團q+dQ9vCST2vTpHW/OWrYhw==隊首先對唐胥鐵路的歷史文本進行了詳細的梳理，包括其建設背景、發展歷程和重要事件。通過歷史信息的整合設置了4個虛擬人物，分別是“清朝官員、英國監工、鐵路工人和愛國人士”。將角色置入到場地的4個區域中，以人物講述的形式向游客介紹相關歷史知識。

2.旋轉觸碰膠囊體設計

旋轉膠囊體與歷史建筑介紹：當用戶與旋轉膠囊體碰撞后，彈出信息窗口與面板，顯示該歷史建筑的文字介紹。內容包括建筑的歷史背景、建筑風格、重要事件等。

3.AI對話導游“唐婉”的設計與功能

“唐婉”的形象設定是一位現代唐山女性，她的個性設定為知識淵博、友好熱情。在項目中，“唐婉”配備了先進的自然語言處理（NLP）技術，能夠理解并回應用戶的語音或文本輸入。用戶可以通過提問或發起對話來獲取關于園區內的各種信息，如歷史故事、建筑特點、展覽解讀等。作為導游，“唐婉”能夠帶領用戶游覽園區，在用戶提問后介紹各個區域的特色和亮點。并根據用戶的興趣和需求，回答用戶在游覽過程中的即時問題。

4.歷史發展互動裝置

在園區內的大型互動裝置，用戶將視角看向右側轉盤，搖桿會順時針緩慢轉動，帶動后方裝置同時旋轉，實現圖片輪播的效果。當用戶看向左側轉盤，按下鍵盤“F”鍵，搖桿會一直旋轉，再次按下“F”鍵后停止。

5.視角切換與天氣輪盤的實現

在游覽園區的過程中，按下“V”鍵可以從默認的第一人稱視角切換到第三人稱視角，以適應用戶不同的探索和觀察需求。再次按下“V”鍵后切換回第一人稱視角。按下“Q”鍵呼出天氣輪盤，用戶選擇新的天氣設置后，系統會立即調整虛擬環境的視覺效果，如云層、光照、降水等，并同步更新如雨聲、風聲等環境音效。

（四）未來研究計劃

本課題仍需進一步完善，研究團隊未來將繼續深化開發數字場景平臺，打造更多數字服務功能，如前期知識補充和更多的歷史介紹環節等。以工業遺產資源保護為驅動力，在數字平臺搭載前沿技術與信息手段，探索工業遺產數字化改造的新路徑。

結語

數字技術在工業遺產保護與傳播中的應用，給園區的數字化改造帶來了新的發展機遇。虛幻引擎5（UE5）等新興數字技術可以有效提升展示體驗的真實性和互動性，為工業遺產的數字化演繹提供了新維度。此外，數字技術還能擴展工業遺產的傳播途徑，豐富其表現形式。通過深入挖掘數字技術在工業遺產的創新和應用，可以在文旅層面上強化其教育意義和文化價值，促進城市文化與產業創新，為城市的經濟增長和可持續發展注入新動力。

本文系2023大學生創新創業訓練計劃項目《唐山市工業遺產改造更新數字展示平臺研究——以唐胥鐵路遺址景觀為例》（項目編號：X2023131）的研究成果。

參考文獻：

[1]劉倩，李嘉藝，楊玉娟，等.文旅融合視域下唐山工業文明傳播研究[J].唐山師范學院學報，2023，45（05）：9-13.

[2]尹樂嘉，趙前.城市更新進程中老工業園區的工業遺產再利用模式分析——以合柴1972文創園為例[J].城市建筑，2024，21（04）：37-40.

[3]江海燕，宋天昊，夏燕，等.數字化背景下工業遺產場景營造與社會交往相互作用研究——以廣州琶醍啤酒文化創意產業園為例[J].裝飾，2023，（08）：124-126.

[4]葉筱，劉佳妮.“未來社區”背景下的工業遺產環境更新設計方式探索[J].產業創新研究，2023，（14）：66-68.

[5]周恩博，李正東.基于虛擬現實技術的工業遺產數字化路徑研究[J].藝術與設計（理論），2022，2（10）：111-113.

（作者單位：華北理工大學）

（責任編輯：宋宇靜）