基于AR/VR技術的蜀繡沉浸式體驗設計與開發研究

一、蜀繡文化與AR/VR技術概述

（一）蜀繡的歷史與藝術特征

“蜀繡是以成都為中心的川西平原一帶刺繡產品的總稱，因川西地區古稱為‘蜀’，蜀繡由此而得名”]。蜀繡在漢代開始興盛，憑借巴蜀地區豐富的蠶桑資源和精湛的織繡技藝，成為皇家貢品和貴族喜愛的藝術珍品。唐宋時期，蜀繡迎來了發展的黃金時代，其工藝更加成熟，作品在宮廷、民間廣泛流行，成為文化交流的重要載體。明清時期，蜀繡的題材更加多樣，藝術風格更加豐富，不僅是實用性的紡織品，更成為表達中華文化的重要藝術形式。近年來，蜀繡被列為非物質文化遺產，在傳統工藝傳承的基礎上融入現代創意，煥發新的生命力。

“蜀繡在刺繡工藝和制作題材上具有極大的包容性，兼容并蓄，匯聚各地刺繡之精華。”2]主要表現為針法精細、色彩鮮艷和紋樣豐富。其刺繡工藝多達十幾種針法，尤以“劈絲”技藝聞名，繡線纖細如發，針腳排列細膩，層次分明，能生動表現出繡品的立體感和紋理。蜀繡的色彩搭配注重漸變與和諧，以鮮明的對比和層次展現自然的美感。其題材涵蓋花鳥蟲魚、山水人物及歷史故事，尤其以龍鳳、牡丹等吉祥圖案最為經典，不僅體現了中華傳統美學，也承載了巴蜀文化的深厚內涵。蜀繡無論是作為實用品還是藝術品，均展現了精湛的工藝和文化的意蘊，是中國刺繡藝術的重要代表之一。

（二）AR/VR技術的原理與發展概況

增強現實（AR）和虛擬現實（VR）技術是近年來發展迅速的數字技術，它們通過先進的硬件設備和算法為用戶提供沉浸式體驗。“增強現實是將虛擬數字信息疊加在現實世界中，是虛實的結合；并且現實中的交互行為可以與虛擬信息產生互動。在即時場景與數字信息進行疊加的同時產生緊密的關聯。”[3]“虛擬現實技術來源于英語VirtualReality，簡稱為VR，近年來已經應用在工作與生活中，能夠有效模擬真實環境，帶給用戶足夠真實的體驗。虛擬現實技術的基本特點是感知性、交互性、沉浸性。”[4]

近年來，隨著硬件性能的提升和算法的優化，AR/VR技術在全球范圍內迅猛發展，已廣泛應用于教育、文娛、醫療、工業等領域。AR技術經歷了從簡單的增強顯示到復雜交互式場景的演進，結合人工智能和云計算等新興技術，提升了虛擬信息的交互性和智能化水平。VR技術則從早期的靜態虛擬場景發展到支持多人實時互動的動態虛擬空間，尤其在游戲和仿真訓練中表現突出。未來，隨著5G網絡和低延遲技術的普及，AR/VR技術將在更廣泛的領域發揮潛力，為數字化社會的建設提供新的方向和可能。

（三）AR/VR技術在非遺保護中的應用

AR（增強現實）和VR（虛擬現實）技術在非物質文化遺產保護中發揮著重要作用，特別是在動態展示、沉浸體驗和交互學習方面。這些技術突破了傳統保護和展示的局限，通過數字化的形式將非遺文化以全新的方式呈現。

例如，AR技術可將非遺文化與現實場景融合，疊加工藝細節和文化解說，讓用戶在真實場景中體驗非遺魅力；VR技術則通過虛擬構建非遺場景，如手工藝制作過程或傳統節慶活動的復原，讓用戶置身其中，感受非遺的文化氛圍。通過這些手段，非遺內容不僅得到了高保真的保存，還實現了多感官、多維度的傳播，有效提升了公眾的參與感和非遺文化的傳播力。

AR/VR技術在非遺教育與傳承中同樣有著重要作用，通過AR交互式學習平臺，可以動態演示復雜工藝步驟，如刺繡的針法或陶器的制作過程，幫助學習者快速掌握技能。VR技術則為非遺技藝的學習者提供沉浸式教學環境，如在虛擬課堂中體驗傳統舞蹈或音樂表演，增強學習效果。同時，這些技術還被廣泛應用于非遺展覽中，如虛擬博物館或在線展覽，打破了時間和空間的限制，讓更多人能夠隨時隨地了解非遺文化。未來，隨著技術的不斷進步，AR/VR將在非遺保護中進一步實現數字化與文化的深度融合，助力非遺文化的可持續傳承和全球傳播。

二、蜀繡沉浸式體驗的設計理念與方法

（一）沉浸式體驗的設計理論與框架

沉浸式體驗的設計基于心理學、交互設計和感官科學等多學科理論，其核心在于通過感官刺激和情感共鳴，使用戶全身心投入虛擬或增強的場景之中。沉浸感的實現主要依賴三個關鍵要素：沉浸深度、交互性和臨場感。沉浸深度是指場景設計的細致程度，包括視覺、聽覺、觸覺等多感官的綜合刺激，使用戶感受到環境的真實性和細膩性；交互性強調用戶在虛擬場景中的自主性和參與性，通過實時響應的交互設計，使用戶能夠主動探索和改變場景；臨場感則指用戶心理上對虛擬環境的代入感，通過技術與設計手段，讓用戶相信自己處于該環境中。這些要素共同作用，構建起沉浸式體驗的核心框架，為用戶帶來身臨其境的感受。

沉浸式體驗的設計框架通常由技術支持、內容設計和用戶體驗三大模塊組成。技術支持主要包括高質量的視覺渲染、空間音效和實時交互技術等。通過敘事性、場景設計和文化表達，為用戶創造具有深度和意義的體驗是內容設計的關鍵。在用戶體驗方面，則需要注重界面的友好性、操作的流暢性以及與用戶情感的深度連接。“沉浸式體驗的本質即與世界和他人建立聯系，而不是在它們的旁邊。”[沉浸式體驗設計通常以用戶為中心，將多感官融合與情境化敘事相結合，使虛擬與現實的界限逐漸模糊。隨著AR/VR、人工智能等技術的快速發展，沉浸式體驗的設計理論與框架將進一步完善，為教育、文化、娛樂等領域提供更多可能性。

（二）蜀繡文化元素的數字化提取與表達

蜀繡文化元素的數字化提取方式是通過現代技術手段對蜀繡的針法、色彩、圖案以及文化內涵進行高精度采集和解析，為后續的數字化表達提供基礎。采用高分辨率圖像掃描、三維建模、人工智能識別以及顏色和紋理的數字化還原。高分辨率掃描能夠捕捉蜀繡作品的細膩針腳和光澤感，三維建模技術可精準記錄蜀繡的立體感與空間結構，人工智能算法則通過圖像識別提取不同針法和圖案特征，為數字化存檔提供標準化和高效化支持。

數字化提取后的蜀繡文化元素可通過多種形式進行表達與應用，從而實現傳統工藝與現代科技的結合。可以采用在線虛擬展覽、數字博物館和圖像存檔，以高精度的視覺展示讓用戶細致感受蜀繡的藝術價值，同時利用AR/VR技術將蜀繡工藝過程、歷史故事或文化背景動態呈現，實現沉浸式交互體驗。例如，通過AR技術可疊加蜀繡的制作過程于現實場景中，幫助用戶直觀了解針法細節，或者通過VR技術構建虛擬蜀繡工坊，讓用戶沉浸于巴蜀文化氛圍中進行學習與體驗。通過數字化提取與表達，蜀繡文化不僅能被更好地保存，還能在現代傳播與文化創意中煥發出新的活力，為傳統非遺文化的可持續發展提供新的路徑。

三、基于AR/VR技術的蜀繡體驗系統設計

（一）系統架構設計

AR/VR蜀繡體驗系統設計主要由硬件層、技術層、功能層和用戶層四部分組成，通過多層次架構實現蜀繡文化的沉浸式體驗與交互式傳播。硬件層是系統運行的基礎，包括AR眼鏡、VR頭顯設備、觸控屏、傳感器和計算設備等，用于支持虛擬場景的呈現和用戶交互的實時響應。技術層為核心支撐，通過三維建模、圖像識別、人工智能算法、渲染技術和實時交互技術實現系統功能。功能層提供多樣化的蜀繡文化體驗模塊，如工藝展示、場景復原、學習交互以及虛擬設計等。用戶層則針對不同群體提供定制化內容，如面向游客的文化普及模式和面向傳承人的技能學習模式。多層架構的協同設計確保系統的穩定性和擴展性，能夠在教育、展示和文化傳播等場景中廣泛應用。

系統的具體設計圍繞功能模塊展開，強調蜀繡文化與現代科技的深度融合。在體驗模塊中，用戶可通過VR頭顯進入虛擬蜀繡工作坊，沉浸式感受蜀繡的制作環境和工藝細節。通過AR設備實時疊加蜀繡工藝流程于實景中，觀察針法與色彩的動態變化。在交互設計上，系統支持手勢識別和語音指令，用戶可選擇不同圖案或設計自己的蜀繡作品，并通過模擬制作完成虛擬繡品。整體架構設計不僅實現了蜀繡文化的多維度展示和交互，還為傳統文化的傳承與創新提供了一個數字化平臺，有效增強了蜀繡的傳播力與影響力。

（二）蜀繡虛擬場景的構建方法

蜀繡虛擬場景的構建以高保真還原蜀繡文化和沉浸式交互體驗為目標，通過多種數字化技術對蜀繡工藝、場景和文化元素進行建模和呈現。首先，利用高精度三維建模技術對蜀繡的針法、紋樣和質感進行數字化重建，通過掃描與紋理捕捉技術，精準提取蜀繡作品的細節特征，如色彩的漸變效果、針腳排列的層次感和繡線的光澤度。在場景構建中，借助攝影測量技術與虛擬環境設計，復原蜀繡制作工坊的真實環境，包括繡架、繡線、工匠工作臺等關鍵元素，從而為用戶提供視覺上的沉浸感。

在動態呈現與交互方面，蜀繡虛擬場景的構建強調實時性與互動性。通過物理引擎與粒子渲染技術模擬蜀繡的制作過程，如針法的刺繡路徑、繡線的動態變化，以及成品的光影效果，呈現出工藝的動態之美。用戶可通過手勢識別或觸控設備與場景互動，如選擇不同的圖案和顏色，模擬完成一幅虛擬蜀繡作品。此外，場景中融入了語音解說與多媒體展示模塊，用戶可在體驗過程中了解蜀繡的歷史淵源和文化意義。蜀繡虛擬場景不僅能夠實現蜀繡文化的數字化保護與展示，還賦予傳統工藝更多的參與性與傳播價值。

（三）實時交互功能的實現

實時交互功能是基于AR/VR技術的蜀繡體驗系統的核心模塊，通過結合多種先進技術，為用戶提供高度沉浸式和直觀的交互體驗。首先，交互功能的實現依賴于手勢識別、語音識別和觸控技術等輸入方式，使用戶能夠通過自然的動作或語言直接與虛擬場景中的蜀繡元素互動。例如，通過手勢識別技術，用戶可以模擬繡針的運動軌跡，體驗不同針法的操作過程。語音識別技術則支持用戶通過語音指令選擇繡線顏色、紋樣圖案或切換工藝步驟。同時，觸控設備與控制手柄的結合，可實現更加精準的操作，如調節針法的力度、角度以及細節調整。多樣化的交互方式不僅降低了系統的使用門檻，還增強了用戶的沉浸感與參與度。

實時交互功能的實現需要依靠傳感器、渲染引擎和人工智能算法的協同工作。傳感器用于捕捉用戶的動作和語音信息，并通過數據傳輸實時反饋到系統中。渲染引擎則根據用戶的操作動態生成視覺效果，如針法的路徑變化、色彩的疊加效果和虛擬繡品的完成進度。同時，人工智能算法對用戶操作進行實時分析與優化，例如識別用戶的操作習慣并自動推薦合適的圖案或顏色搭配。系統還需要集成多媒體反饋模塊，利用視覺、聽覺和觸覺信號為用戶提供實時反饋，比如顯示操作結果、播放提示音或通過觸覺設備模擬針線操作的力反饋。實時交互功能不僅能夠實現蜀繡工藝的動態復現，還為用戶提供了深度參與和創造的機會，使傳統工藝煥發出新的生命力。

四、結論

基于AR/VR技術的蜀繡體驗系統為傳統非物質文化遺產的保護與傳播提供了一種全新的數字化路徑，通過系統性架構設計、虛擬場景構建和實時交互功能的實現，能夠還原蜀繡的針法工藝、色彩紋樣和文化內涵，還通過沉浸式體驗和互動式學習方式，增強了用戶對蜀繡文化的理解與興趣。這種技術與傳統文化的深度融合，突破了時間與空間的限制，將蜀繡從靜態保護轉向動態展示和參與性傳承，為非遺文化賦予了更多的現代價值。未來，隨著技術的進一步發展，AR/VR技術將在非遺保護中發揮更大的潛力，推動傳統文化的全球化傳播和可持續傳承，為中華優秀文化的創新與弘揚注入新的動力。

參考文獻：

[1]喬熠，喬洪，張序貴．蜀繡傳統技藝的特性研究[J].絲綢，2015 （1）：47-53.

[2]江克鈞.蜀繡[M].成都：四川教育出版社，2010：21.

[3]李偉.混合現實的視覺直觀性應用研究——以攝影暗房教學軟件為例[D]．武漢：武漢紡織大學，2019.

[4]陳燕.淺談虛擬現實技術在高職院校實訓教學中的應用[J].計算機產品與流通，2020（2）：209.

[5]張烈，齊衛穎，趙立波．數字文化遺產體驗空間的構建研究[C]//第四屆文化遺產保護與數字化國際論壇論文集.上海：上海科學出版社，2018：144—150.

作者簡介：李偉，博士，內江師范學院張大千美術學院講師。研究方向：藝術教育、數字媒體藝術。

通訊作者：程詩婧，博士，景德鎮學院陶瓷美術與設計藝術學院講師。研究方向：藝術教育、公共藝術、雕塑。

編輯：姜閃閃