虛擬現實技術在運漕古鎮改造與保護中的應用

陳 代，李 菲

(安徽機電職業技術學院，安徽蕪湖241000)

1 運漕古鎮概況

運漕古鎮位于安徽省馬鞍山含山縣城南，是一個有著千年歷史的古鎮，總面積70.3 km2[1]。曾經的運漕古鎮可謂是“漕河蜿蜒，古街縱橫，徽風雅韻，千年一鎮”，是古徽州建筑文化的一筆寶貴的財富。然而，隨著時間的推移，時代的發展，運漕古鎮多己喪失原有的使用功能，脫離了城市的肌理。目前的運漕古建筑及室內環境存在以下問題：年代久遠，原始結構圖紙缺失；滲漏，脫落，受潮霉變，飾面受損情況嚴重；設備陳舊，走線零亂；部分建筑組合結構、層高、砌筑材料不協調；空間利用不合理，缺乏新技術新材料的運用，不能滿足使用需求；室內裝修風格與建筑風格缺乏統一性，細節粗糙等。因此，有必要對現有建筑加固維護，對其內部空間更新，對內外空間結構進行重新配置，賦予其新的使用功能和內在靈魂，使其承擔起社會生活的新職能。

2 運漕古鎮改造須滿足的功能

2.1 文化功能

歷史古鎮的改造設計與實施方案可從側面反映該地區的現代文明發展程度[2]。運漕古鎮改造與保護實施要從地域文化中吸收精華，融入徽州風俗文化，從當地優良傳統藝術形式中提取造型、附色、細節、肌理和材質等元素，從人文歷史和自然景觀中尋找靈感。

2.2 服務功能

視覺符號作為一種藝術符號，是一種表現設計思維和內涵的表現性符號。通過造型、線條、色彩、光影、構成等視覺要素傳達信息，引起觀者關注并領會信息內容和深刻內涵。在古鎮改造與保護中要注意視覺符號的解碼、交流、溝通功能。古鎮的一切視覺符號應該對當地傳統文化進行提煉，提取賦有特色的符號語言，作為設計元素融入設計中去。從而給人們帶來美好的視覺和心理享受，提高人們對古鎮的識別度和認知，并在潛移默化中帶動古鎮旅游業的發展。

2.3 宣傳功能

古鎮改造與保護要具有信息傳播的作用，把所要表達的內容映射到人們的腦海中，起到一定的廣告宣傳作用。新建建筑必須與原有的建筑風格統一協調，同時引進適應現代人生活需求的業態，可增設商場、酒吧、旅館、別墅等建筑，使古鎮充滿活力和趣味。通過髙效有力的宣傳和展示手段展現其個性特色，加深人們的記憶，同時帶動整個地區文化互動和經濟發展。

2.4 教化功能

運漕古鎮的改造與保護，也包含著對古鎮人文歷史文化、自然、科學環保知識等社會教化功能，讓人們在認識與接觸運漕古鎮的過程中了解一些知識，達到教育的目的。充分考慮其傳統生活方式，如傳統手工藝、飲食文化、戲劇文化等，彰顯歷史古鎮社會結構的多樣性和趣味性。使身處古鎮的人們能夠依靠自己的理解，認識歷史，探索自然，領會處世之道，感悟人與自然和諧相處的真諦等，發揮其教育功能。

2.5 可持續發展功能

可持續發展的基本要素包括經濟的穩定增長和環境保護，政府制定相關的法律法規、環保措施，控制旅游資源管理與開發。對運漕古鎮固有資源合理利用，防止過度開發，維持生態平衡。應傳達環保意識，選取耐用、環保、安全的材料進行項目改造。在改造項目實施的過程中，注意對景觀原始形態的保護，提倡綠色環保的理念，保護古鎮及周邊自然生態環境，建立一套符合古鎮持續發展的改造和保護模式，實現經濟發展和環境保護相協調。

3 運漕古鎮改造與保護的新途徑——虛擬現實技術

經濟建設的步伐不斷加速，人們在享受快速城鎮化所帶來的物質水平提高的同時，也面對著古鎮特色逐漸被吞噬。難以想象一座歷史城鎮失去其歷史記憶和文化痕跡，失去傳承歷史文化基因的街道、建筑、文物、古跡還能有多少魅力。而高速發展的科技為這些問題提供了解決思路，其中計算機數字技術的運用就是一種新方法的體現，它從多元的角度，對歷史古鎮進行“五化”建設。“五化”的核心技術即為計算機虛擬現實技術(VR技術)，通過計算機模擬，結合人機交互仿真技術，借用視覺、聽覺及行為等將模擬環境與真實空間相結合，實現虛擬環境真實化[3]，有效提高古鎮建筑及室內空間還原保護的質量與效率，彰顯古鎮的地域價值、文化價值和情感價值，對古文化和古遺跡的傳承起到積極的推動作用。

虛擬現實技術是一種可以創建并體驗虛擬世界，融合多源信息的、交互式的三維(或四維)動態視景和實體行為的技術系統范疇,其關鍵技術包括以下幾個方面：

3.1 環境設計與建模技術

虛擬環境的設計與建立是虛擬現實技術的基礎部分,先獲取三維數據,再根據需要,建立與之相應的虛擬環境模型，包括建筑、部件、環境、場景、材質、空氣與水等要素，生成圖形圖像。難點是圖像的實時更迭，例如爆炸場景。此技術對圖像的實時性及圖像質量等都有較高的要求。

3.2 顯示和聲畫結合技術

在VR系統中，用戶的兩只眼睛看到的圖像是分別產生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統采用單個顯示器，一只眼睛只能看到奇數幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數幀圖像，奇、偶幀之間的視差產生立體感。另外，在現實中靠聲音的相位差及強度的差別來確定聲音的方向，常見的立體聲效果就是靠左右耳聽到在不同位置錄制的不同聲音來實現的。在VR系統中，聲音的方向與用戶頭部的運動無關。因此如何消除聲音的方向與用戶頭部動作的相關性，從而獲得良好的聲畫結合效果是目前研究的熱點。

3.3 交互技術和感官反饋

在VR系統中，要求虛擬環境能識別人類的語言，并能與人實時交互。因此，語音的輸入輸出也很重要，而讓計算機識別人的語音是相當困難的，因為語音信號和自然語言信號是多邊和復雜的。擬現實系統的創建,讓用戶身臨其境地直接操作虛擬物體并感覺到虛擬物體的反作用力。

3.4 系統集成技術

系統集成是通過結構化的綜合布線系統和計算機網絡技術，將各個分離的設備，功能和信息等集成到相互關聯的、統一協調的系統中去。集成技術包括信息的同步技術、模型的標定技術、數據轉換技術、識別和合成技術等。由于虛擬現實系統中包含大量的感知信息和模型,因此，系統的集成在虛擬技術的運用中起著至關重要的作用。

結合以上分析，融合色彩元素(徽文化建筑中黑白灰為主調，形態多為淡然優雅的淺色，偶見黃綠紅等)、圖形元素(運漕古鎮特有的碼頭文化重構于簡單的圖形系統中，傳遞信息，引起共鳴)、文字元素(在圖形和色彩元素的基礎之上，注意筆畫和字體的設計以及排列組合的方式，發揮文字的作用)、材料元素(選用青磚、灰瓦、老木頭等，打造一個有歷史文化特色綠色環保新古鎮)、智能元素(運用新技術增添古鎮特色，多方位展示，與游客互動，感受古鎮歷史人文魅力)等，運用三維、VR技術等，本文對運漕古鎮的建筑和環境設計進行嘗試，效果圖見圖1，在保護好街巷的格局和肌理的基礎上，著重整合修復歷史城區、歷史地段的歷史環境[4]，希望能對運漕古鎮的改造和保護工作貢獻一份力量。

圖1 運漕古鎮入口老民居效果圖

4 結語

虛擬現實技術是一項投資大、難度高的科技領域，它的運用可以使人們在計算機模擬的環境中了解古代文化和藝術，將歷史文化及古鎮古跡的展示與保護提升到一個新的層面。通過計算機網絡來整合資源，使其突破地域限制，實現文化遺產共享。將VR虛擬現實技術運用到運漕古鎮的改造和保護中，對于古建筑的重建、修復與保護發揮著極其重要的作用,有利于古建筑的文物保護，也可推動古建筑行業更快地進入信息化時代，實現古鎮文化的展示和保護。