虛擬現實技術在川東北傳統民居調查中的應用

張書濤

（西華師范大學歷史文化學院，四川 南充 637000）

1 虛擬現實技術發展現狀

虛擬現實技術是一種多功能的交互技術，具有真實、大數據儲存、沉浸式、交互性等特征［1］。虛擬現實技術的出現，無疑將對田野調查研究、旅游資源開發等產生深遠的影響。虛擬現實技術是21世紀的重要技術，美國、英國、日本等國家對虛擬現實技術的研究成果頗多。國內的技術研究起步較晚，存有一定的差距［2］，但隨著國內信息技術的發展，已得到專家學者的重視。目前，虛擬現實技術在文化遺產保護中應用廣泛，如虛擬現實技術在江西省紅色遺產保護中的應用探討，論證了該技術在文化遺產保護中的巨大價值［3］。虛擬現實技術應用范圍廣、可開發性強，對于還原文化遺產的實地面貌，具有照片級的真實效果。因此，對于研究傳統民居布局結構、文化特征、風水地貌以及收集和處理遺跡文化資料數據具有重要價值。

2 虛擬現實技術在傳統民居調查中的應用優勢

2.1 資料收集

在傳統的田野考古調查中，資料的收集極為重要。對于傳統民居類的遺跡調查，不僅需要對現存遺跡區域進行詳細的調查，還需要對民居的布局結構進行分類調查，調查紛繁復雜。此外，大多數遺跡分布區域廣泛，對其進行調查所需時間較長，短期調查獲得的資料有限，且無法在遺址地長時間進行研究。利用虛擬現實技術可以通過數據采集設備將采集地的地理環境如海拔、經緯度等與民居等遺跡數據同步進行采集，并以圖像的形式儲存數據，整個過程耗時短，可操作性強，在保證數據量充足的同時提高了調查數據的精確性。利用該技術，在數據收集過程中多個區域的資料收集可同時進行，還可以將多個區域的數據進行對比，有利于研究者掌握遺跡區的整體性。同樣，使用這一技術進行數據采集，不需要接觸目標，即可快速確定目標點的三維信息，解決了危險目標的測量、不宜接觸目標的測量和人員無法達到目標的測量等問題。虛擬現實技術突破了地域和時間的限制，提高了研究效率，降低了科研費用，在資料收集過程中具有重要的作用。

2.2 數據分析

調查中采集的數據多以圖像的形式呈現，通過對數據的處理，可以將數據制成全景圖像。通過計算機三維處理軟件深入的編程，將多幅遺跡的數據圖像收集合并在一起，將百度地圖、衛星地圖等鑲嵌在全景之中，添加相應的交互式熱點，可以實現多個場景切換和場景導航等功能。此外，還可以將全景圖像發布為QTVR、FLASH、HTML5等格式，可以實現在蘋果和安卓等手機平臺實現演播效果，讓使用者猶如身臨其境。在后期的研究中利用生成的數據庫和交互式全景圖像播放器，實現對該現實場景的全方位還原及在線觀測，獲得遺跡分布點、分布結構圖像，彌補實地調查記錄的不足。同時，CAD、3DSMAX等建模功能強、有較好擴展性的軟件在虛擬現實技術后期處理階段應用廣泛［4］。基于虛擬現實數據采集與數字化全景結合創新了傳統攝影和展示的方式，為后期的數據使用創造了更多的可能。

3 虛擬現實技術在南充市火烽村傳統民居調查中的應用

基于對虛擬現實技術的理論研究，在四川省南充市火烽村傳統民居的走訪調查中，借助虛擬現實技術收集了大量的傳統民居數據，形成了數字化的民居影像，通過3DMAX、CAD建立民居模型，最終形成傳統民居研究數據。

調查過程中，通過前期調查了解南充市火烽村現存民居的數量、類型及分布區域，再利用單反相機、GPS、圖傳等設備對各類型民居進行影像拍攝和數據收集。在數字化圖像的呈現上根據所做研究需求的不同，針對獨具特色的民居采用720°全方位的環視技術，形成了“一字式”“曲尺式”“三合院”等多種類型的數字化全景影像（見圖1），對各類型民居還可單獨拍攝照片并且鑲嵌在對應的全景影像中。通過交互式處理，通過鏈接方式還實現了多幅全景圖像之間的相互貫通。此外，在數字化的呈現上利用文字和視頻的呈現形式，導入文字和視頻鏈接，并且將之發布在相應的全景網站上，便于研究者者隨時查閱，從而擺脫時空的局限，降低了偏遠地區多次往返調查的成本。利用CAD和3DSMAX等三維繪圖軟件，在數字化影像的基礎上，通過數字化圖像和現場采集的數據可制作出高精度的民居平面圖、立面圖和三維模型，為研究提供更詳實的數據。

圖1 數字化影像編輯界面

采用虛擬現實技術有助于及時將面臨毀壞的民居通過數字化的形式將影像數據儲存起來，長期保存該地區的數據資料，同時將之發布在相應信息平臺上，能夠促進更多的研究者認識和了解川東北傳統民居的特色。目前數字博物館已成為保護和傳播歷史文化的重要手段，傳統民居作為地方村落文化的重要體現形式，學者在研究傳統民居時采用該技術不僅可以提高自身研究的效率和質量，也為數字化傳統村落的建立提供了詳盡的研究數據。并且對村落的規劃改革、文化遺存的保護，以及生態經濟的綠色發展提供技術支持［5］。

4 結語

虛擬現實技術發展逐漸成熟，其應用領域日趨廣泛。在傳統民居調查中利用虛擬現實技術進行田野調查，極大地提高了調查效率，對于研究、修復傳統民居具有重要的價值意義。將該技術應用到傳統民居等考古調查中，將有利于促進田野調查技術的進步。

［1］蘇建明，張續紅，胡慶夕.展望虛擬現實技術［J］.計算機仿真，2004（1）：18-21.

［2］秦一.虛擬現實技術在博物館展示中的應用探究［J］.知音勵志，2017（6）：223-224.

［3］江婕，況揚.三維全景技術在紅色文化遺產保護中的應用［J］.科技廣場，2013（3）：152-154.

［4］李建榮，孔素真.虛擬現實技術在教育中的應用研究［J］.實驗科學，2014（3）：98-100，103.

［5］袁圓.中國傳統村落數字博物館建設研究［J］.蘭州教育學院學報，2017（7）：69-71.