民間傳統工藝品三維仿真

李曉俊

（太原旅游職業學院，山西 太原 030006）

民間傳統工藝品三維仿真

李曉俊

（太原旅游職業學院，山西 太原 030006）

民間傳統工藝品是中國民族文化中不可或缺的一部分，論文以山西民間工藝中的蝴蝶杯、漆器、泥塑等多種傳統工藝為例，結合虛擬現實技術和多媒體技術，清晰直觀地再現山西民間傳統工藝品的精湛技藝，對于了解山西民間傳統工藝文化、研究山西民間傳統工藝的文化背景、發展山西文化旅游具有十分重要的意義。

虛擬現實;三維建模;傳統工藝品；多媒體技術

一、背景介紹

五千多年的中國文明中，民間工藝占據著非常重要的位置。山西地處中原，有著深厚的歷史文化底蘊，山西的民間傳統工藝品往往有著自身強大的生命力和鮮明的特色，它繼承了實用與審美統一的特點，帶有濃厚的鄉土氣息，樂觀向上、淳厚、真實的感情色彩，是勞動人民生活中最質樸的藝術思想和藝術語言的體現，在世界藝術寶庫中也光彩奪目。然而，相對于以陳設、欣賞工藝為主體的宮廷士大夫工藝來說，以實用為主體的民間工藝通常分布較為分散，不利于工藝品的鑒賞和傳播，阻礙了民間工藝的傳承與發展。

目前，以虛擬現實技術和多媒體技術為支撐的應用目前受到廣泛關注，在數字博物館、數字考古、古文物復原等領域都有很好的應用。虛擬現實技術是當代信息技術高速發展，并與其他技術集成的產物，是一種有效地模擬人在自然環境中視、聽、動等行為的高級人機交互技術。多媒體技術是一種融合聲音、圖像、視頻、文字、通訊等多種媒體，以最直觀的方式表達和感知信息，以形象化的、可觸摸的甚至聲控對話的人機界面操縱信息處理的技術。運用多媒體技術，可以十分清晰直觀地了解到事物的各個方面，使得事物表現形式更豐富、更靈活、更友好。

二、關鍵技術

民間傳統工藝品三維仿真平臺的構建基于以下三個關鍵技術：

（1）工藝品三維建模：該階段分為二個步驟，第一步，采集數據，包括現場采集的工藝品紋理數據和整個工藝品外觀的數據；第二步，工藝品的三維建模，根據工藝品的紋理數據進行實體的建模。工藝品建模擬采用3dsMax9.0。

（2）工藝品的虛擬演示：工藝品的虛擬演示要求實現三維仿真工藝品立體復原、全局欣賞、局部縮放、細節查看、多視角觀察，圖像縮放變化流暢。利用虛擬現實技術，使用戶可以通過鼠標和鍵盤來控制場景，如同親身接觸到工藝品實體。該技術擬采用虛擬現實建模語言VRML現實。

（3）多媒體應用：將靜態圖片、文字和音頻、視頻集成于一體的多媒體技術使得工藝品的展示更加形象化和直觀。在當今，人們更希望有多種感受諸如聲音、圖像、文本相結合的欣賞工藝，所以這些技術更符合用戶的需求。當用戶在欣賞三維仿真工藝時，能夠同時感受到聲、圖、文等多媒體的綜合效應。

三、工藝品三維建模

傳統工藝品的三維建模是較為復雜和漫長的一步，也是構建工藝品三維仿真平臺整個過程中最重要的環節。通過三維建模軟件（3Ds Max、Maya、SoftImage等）和圖像處理軟件（Photoshop等），建立工藝品的三維矢量模型。由于3Ds Max在三維建模領域的廣泛應用，在制作工藝品模型時采用3Ds Max9.0，即生成雕塑、漆器、蝴蝶杯等的立體模型。工藝品建模過程如圖1所示。一般的建模方法包括多邊形建模、面片建模和NURBS建模，對于傳統工藝品的復雜造型，項目組先采用多邊形建模方法構造工藝品的大致結構，細節處再采用NURBS建模的方法。

圖1 工藝品三維建模流程

建立模型之后的重要步驟是給模型賦予材質和貼圖。在3Ds Max中基本材質賦予對象一種單一的顏色，基本材質和貼圖與復合材質是不同的。在虛擬空間中，材質是用于模擬表面的反射特性，與真實生活中對象反射光線的特性是有區別的。基本材質使用三種顏色構成對象表面，即環境光顏色、漫反射顏色和高光顏色。使用三種顏色及對高光區的控制，可以創建出大部分基本反射材質。這種材質雖然相對簡單，但能生成有效的渲染效果，同時基本材質同樣可以模擬發光對象、透明或半透明對象。貼圖是物體材質表面的紋理，利用貼圖不用增加模型的復雜程度就可突出表現對象細節，并且可以創建反射、折射、凹凸、鏤空等多種效果。通過貼圖可以增加模型的質感，完善模型的造型，使創建的三維工藝品更接近現實。最簡單的貼圖形式是位圖，此外還有多種貼圖形式，并且可在材質的同一層級賦予多個貼圖，還可以通過層級的方式用復合貼圖來混合材質。將數碼相機采集到的工藝品圖像經過圖像處理軟件處理得到所需貼圖，一般保存為無損壓縮格式如jpg、gif、bmp。為了提高運算效率，貼圖大小一般處理為2的n次方，如256×256等。三維制作中，調用經過處理的圖片進行貼圖，初步貼上的圖在工藝品上是很不規則的，需要進一步調整，在3Ds Max中運用修改工具中的 UVW貼圖坐標，采用 Plannar、Cyindical、Spherical、Box等方式，可以為不同形狀的模型賦予正確的貼圖，使得模型與實際工藝品很接近。

材質及貼圖完成后，還需要光影效果的設置。恰當的燈光照射可以改變表現的效果，增加工藝品的真實性。使用烘焙技術，可以把燈光效果保存成貼圖的形式，增加感官性，達到更加真實的效果。經過反復渲染測試，直到達到令人滿意的效果，就可以烘焙出圖了。

［1］鮑虎軍.虛擬現實技術概論［J］.中國基礎科學，2003，（3）：26-32.

［2］吳亞東，蔡勇，韓永國，等.虛擬場景展示系統研究［J］.系統仿真學報，2003，（10）：1517-1519.

［3］卞鋒，江漫清，桑永英.虛擬現實及其應用進展［J］.計算機仿真，2007，（6）：1-4.

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1673-0046（2010）10-0180-02