基于VR/AR技術特色文創產品三維可視化平臺的設計與實現

胡婷婷　宋佳芳　魏夢亭　金婷瑤　陶燎亮

摘要：VR技術與傳統文化行業的深度融合，是當前經濟全球化和現代化進程不斷加快的背景下的必然趨勢。三維可視化平臺將虛擬現實技術和增強現實技術與特色文創產品相融合，集音頻，3D文字，3D模型于一體，呈現三維虛擬文化產品，帶給用戶沉浸式的感官體驗，吸引用戶對傳統文化的興趣，加深對傳統文化的印象，更好地傳播和傳承文化。

關鍵詞：文創產品;虛擬現實;增強現實;三維可視化

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0161-03

0 引言

作為一個有幾千年文明史的古老國家，中國具有厚重的文化積淀。但隨著社會經濟的迅速發展，因快節奏生活的影響與外來文化的侵襲，本土的傳統文化正逐漸被遺忘，保護和傳承文化已刻不容緩。因此，傳統文化的發展與繼承受到了高度重視。而AR/VR技術的出現是對傳統文化的一種拯救，將其與文創產品相融合，利用互聯網進行傳播，這樣一種新興的傳播方式將再次引起人們對傳統文化的重視。

1 文創產品現狀

中國文創產品起步較晚，但基于我國悠久深厚的歷史文化底蘊，以及廣大群眾對祖國文化日益增長的熱情，文創產業發展已列入國家戰略。但作為文創產業重點的文創產品，其發展遠落后于整個行業的發展。究其原因：其一，部分文創產品設計濫用中國傳統文化符號，為文化而文化，充滿了對傳統文化的不解，缺乏最基本的尊重和敬畏，誤導消費者[1]。其二，目前市面上的文創產品，由于其實物化的特性，傳播方式較為單一，在互聯網上也多以圖片文字的方式進行傳播，傳播途徑較窄，其趣味性及感官體驗較差，不利于傳統文化的更好傳播。而VR/AR+文化這樣一種新模式的出現將會引起文創產品展現模式的一個巨大變革。

而基于VR/AR技術特色文創產品三維可視化平臺在一定程度上解決了目前文創產品的缺點，其將文化用VR/AR技術呈現，集解說音頻、3D文字、3D模型等于一體，全方位動態展示特色文化的三維數字內容，同時帶給用戶一種沉浸式的觀賞體驗，增強用戶對傳統文化的興趣，加深對傳統文化的印象，更好地傳播和傳承文化。

2 平臺開發技術

（1）系統開發平臺及工具。本平臺在windows7系統下用Dreamweaver、Microsoft Visual Studio2017、SQL Server2008、unity3D、MAYA等開發軟件完成。（2）系統開發語言。本平臺開發中主要運用了JavaScript、jQuery、C#等多種語言。（3）相關技術。本平臺所涉及技術包括三維建模技術、增強現實技術、unity引擎技術、安卓和IOS開發技術、前后端開發技術。通過植入虛擬現實和增強現實這兩種技術，將真實世界信息與虛擬世界信息“無縫”集成，搭建現實與虛擬的橋梁，將其疊加呈現在現實世界中，為人們所感知，增加了文創產品的趣味性，擴大了文化的傳播范圍，使用戶可隨時隨地學習體驗中國傳統文化，其超越現實的感官體驗將使用戶更加重視傳統文化。

3 平臺的設計與實現

3.1 模型設計

模型設計分為元素提取以及模型制作兩部分。

（1）在元素提取方面采用攝影知識以及設計學方面的知識，先對文化產品進行拍攝，再對其中色彩，花紋等進行提取，以便在模型制作時可以高度的還原文化產品。（2）元素提取部分完成之后，通過3dmax、Maya、ZBrush、Mudbox等建模軟件和模型精修軟件對文化產品進行3d建模。如圖1所示。

3.2 虛實融合呈現

本平臺的虛實融合呈現設計的主要通過unity3d和高通平臺進行設計制作。Unity3D是由丹麥Unity公司開發的一款專業的游戲引擎，可以提供對DirectX和OpenGL的高度優化的圖形渲染通道且可以使用腳本編程實現交互功能，完全符合本平臺的設計需求。

而Vuforia是高通推出的針對移動設備擴增實境應用的軟件開發工具包，一款供開發者開發的AR SDK，它利用計算機視覺技術實時識別和捕捉平面圖像或簡單的三維物體，允許開發者通過照相機取景器放置虛擬物體并調整物體在鏡頭前實體背景上的位置。[2]

依據Vuforia識別圖的制作規則設計并制作了以下具有文化特色的識別圖。

于unity3D中，導入模型與資源，在AR camera中設置App License Key，即在Vuforia網站上創建License時自動生成的Key。添加Image Target設置Image Target的屬性，導入識別圖。在視域范圍內加上要在識別出圖像時顯示出的模型，如下圖3所示。編寫腳本，實現交互功能。

3.3 平臺實現

3.3.1 平臺架構

平臺主要采用B/S架構，即Browser/Server（瀏覽器/服務器）模式。B/S架構將系統功能實現的核心部分集中到服務器上，簡化了系統的開發、維護和使用。這種模式下，只要有一臺連接互聯網和安裝了瀏覽器的計算機，人們隨時隨地都可以訪問平臺，加快了文化傳播速度，增強了文化傳播便捷性。

3.3.2 平臺設計

針對基于VR/AR技術特色文創產品三維可視化平臺的特點，以傳統特色文化為主題，參考設計學，運用HTML+CSS+JavaScript設計三維可視化的前臺界面，整體色彩搭配以神秘黑色為主色調向經典致敬，為避免高純度的黑帶給人視覺疲勞，在其中以綠色為輔，增添一股活力，寓意傳統文化的生機勃勃。

在布局上，本平臺分為首頁，我們的文創、平臺介紹及登錄注冊四部分，其框架圖如下圖4所示。

（1）首頁：平臺首頁以全屏輪播的方式向用戶介紹平臺，展示文創產品，圖像采用文創產品的展示設計圖，使用戶第一時間將視線聚焦于文創產品上，如圖5所示。（2）我們的文創：我們的文創欄采用分類展播方式，如圖6所示，采用簡潔大方的圖片排列方式與具有傳統文化的圖片相融合，凸顯平臺的文化氛圍。其中每個封面圖都是文創產品虛實融合所需的識別圖，用戶可通過識別圖下載移動應用，欣賞及操作虛擬的文創產品。（3）平臺介紹：平臺介紹模塊介紹了本平臺的主要內容及使用方法等，協助用戶迅速準確掌握平臺的使用方法。（4）登錄注冊：用戶登錄模塊用于辨別用戶身份，根據用戶是否登錄確定用戶身份，即用戶，游客兩種類別，依據不同的用戶類別，賦予用戶不同的操作權限即：登錄的用戶可下載移動應用，體驗文創產品的虛實融合。而游客想要擁有如上權限必須進行注冊。

用戶通過填寫個人信息注冊，信息包括用戶名，密碼，手機號等。

平臺最終界面展示圖與虛實融合展示圖如圖7和圖8所示。

3.3.3 數據庫

本平臺數據庫用于存儲用戶的身份信息即用戶信息表users（字段屬性及流程圖如表1所示）及用戶的登錄注冊信息，例如用戶名、登錄密碼、手機號等，以便識別用戶身份。

4 結語

將虛擬現實和增強現實技術融于文創產品，這種新的文化呈現方式將再次引起人們對傳統文化的重視。三維可視化平臺以三維可視化的方式將文創產品展現給用戶，并配有專業的文化知識講解，全方位動態操作，用戶可無死角地觀察文創產品的任何一個地方。依托于互聯網的三維可視化平臺，可使用戶隨時隨地觀察文創產品，學習文化，擴大了文化的傳播途徑，增強了文化對人們吸引力，帶動了文創產業的發展，弘揚了傳統文化。

參考文獻

[1] 賀星月，張傳奇.老齡化趨勢下的電子產品設計研究[J].電腦迷：數碼生活（上旬刊），2014（01）：40.

[2] 羅永東.基于Unity3D的移動增強現實技術與應用研究[D].山東：青島科技大學，2015.

[3] 馬帥.基于Unity3D的機械產品虛擬仿真及增強現實應用技術研究[D].河北科技大學，2017.

Design and Implementation of 3D Visualization Platform for Creative

Products Based on VR/AR Technical Characteristics

HU Ting-ting，Song Jia-fang，Wei Meng-ting，Jin Ting-yao，TAO Liao-liang

（Faculty of Engineering，Lishui University，Lishui Zhejiang? 323000）

Abstract：The deep integration of VR technology and traditional culture industry is an inevitable trend under the background of economic globalization and the accelerating modernization process. The three-dimensional visualization platform integrates virtual reality technology with augmented reality technology and characteristic literary products， integrates audio， 3D text and 3D model， presents three-dimensional virtual cultural products， brings users immersive sensory experience， attracts users' interest in traditional culture， deepens their impression of traditional culture， and better disseminates and inherits culture.

Key words：cultural and creative products;virtual reality;augmented reality;3D visualization