VR技術在傳統工藝數字化研究中的應用

鄭斌 周昱楠

〔摘 要〕VR虛擬技術的沉 性、交互性、構想性三大特點為傳統工藝數字化研究提供了極大的便利。本文以VR虛擬現實技術在岳州窯制瓷工藝數字化研究中的應用為例，提出從岳州窯陶瓷泥料加工工藝、釉料加工工藝、成型工藝、燒制工藝、裝飾工藝等五個方面展開應用研究，探索岳州窯“非遺”傳承研究的新思路與新方法。

〔關鍵詞〕 VR技術；傳統工藝；岳州窯

中國優秀傳統手工藝技術是中華民族傳統文化的藝術瑰寶，如何傳承并將其發揚光大，該選題一直是學術界研究的熱門領域。當今社會，隨著科學技術的飛速發展，數字化研究逐漸走入人們的視野。虛擬現實技術（Virtual Reality，VR）作為一種創建與體驗的計算機仿真系統，利用交互式和多源信息融合的立體動態視覺場景和實體行為的系統仿真，給用戶提供一個沉 式的感官體驗。針對傳統工藝數字化研究方法的更新迭代，VR虛擬技術的沉 性、交互性、構想性三大特點為數字化研究提供了更大的便利。岳州窯作為一個省級非物質文化遺產項目，其優秀的傳統制瓷工藝在唐代就達到了巔峰，但由于岳州窯衰敗后文物留存不全、年代相隔久遠、史料文獻資料缺失等因素影響，岳州窯傳統工藝研究一度陷入停滯。VR虛擬技術應用于岳州窯“非遺”項目的傳統工藝研究，既提供了全新的研究思路，又有利于研究內容的擴展與深入。

一、數字技術應用于傳統工藝研究現狀

目前數字技術應用于傳統工藝的研究，主要采用在以下幾種研究手法：

（一）以三維重建手法，虛擬古陶瓷文物和工藝特點，實現360度虛擬觀看效果。一般采用3D設計軟件，利用全息影像技術，收集文物各個角度的技術參數，在計算機平臺虛擬出該文物的造型與色彩，同時也可以體現文物基本的材質肌理效果，但是這種方式還原度與真實性欠佳，觀眾在觀看時參與度不是很高。

（二）以混合現實手法，將現實場景與虛擬場景或虛擬圖像結合，實現異域空間環境的沉 式體驗。此方法在前一方法的基礎上有所改進，增加了現實場景，將虛擬圖像和虛擬場景三者結合，觀眾在一定的空間環境中能基本體驗到文物當年所存在的歷史場景。該方法還原度較好，觀眾的體驗感也有所提高。

（三）以全景VR技術，利用前期多角度畫面，進行拼接、特效等手法，構建大型360度虛擬場景，實現隨意觀看、全程自由操控的最佳交互體驗。該方法是目前比較完整與成熟的研究手段。利用VR虛擬現實技術，將文物完整的數據參數構建成高保真的虛擬圖形，同時虛擬完整的全景空間，利用其他輔助技術手段，打造大型的虛擬場景，觀眾能自如地移動文物或操作基本的預設工藝。該方法的使用，雖然觀眾的參與度與體驗感得到全面提升，但是由于需要利用多種技術輔助，需要大型高精設備平臺支撐，因此，其技術成本偏高，應用起來難度較大，不能很好全面推廣與普及。

二、應用研究內容

岳州窯傳統制瓷工藝復雜、繁瑣，共涉及到七十多道工藝流程與技法，如何將這些傳統工藝完整記錄并全面展示給當代社會，學術界一直在不停探索與研究。VR虛擬現實技術的應用，基本可以實現傳統工藝的復原與展示以及數據分析研究。

具體應用研究可從岳州窯陶瓷泥料加工工藝、釉料加工工藝、成型工藝、燒制工藝、裝飾工藝等五方面展開：

（一）岳州窯古陶瓷泥料加工工藝虛擬分析研究

岳州窯陶瓷所用的泥料為當地產高嶺土與湘江河泥，經過多道加工工藝，制成適合成型與燒制的陶瓷原料。對古陶瓷原料的研究，可以利用VR虛擬技術進行分析。

1.化學元素含量虛擬分析

岳州古窯所在的地區，屬于長江中下游平原地帶，湘江流域豐富的物產與微量元素，為岳州窯古陶瓷提供了變幻莫測的窯變可能?？梢赃x取古窯址周邊的土質和附近湘江河床中的河泥進行分析比對，利用虛擬技術還原古陶瓷泥料中各化學元素的種類及含量，為現代岳州窯陶瓷復燒提供技術數據。

2.加工工藝虛擬分析

對不同的泥料，有不同的加工工藝。岳州窯古陶瓷一般采用晾曬、粉碎、沉淀等處理手法。VR虛擬技術針對不同處理手法，可以模擬晾曬時間長短、周邊環境的溫度、濕度變化等等，得出翔實的技術數據，為后續研究提供參考。

（二）岳州窯古陶瓷釉料研制工藝虛擬分析研究

據研究表明，岳州窯古陶瓷的釉料為當地草木灰混合泥漿調配而成，但是具體的配方卻無從考證，科研人員與當地窯工進行了多次試驗與燒制，基本能達到古陶瓷的效果。利用VR虛擬技術，可以有效降低此類試驗的難度。

1.不同元素配方虛擬

當地草木灰種類繁多，具體是稻草還是當地的蒿草燒成，或者是當地松木或雜木燒成，無從考證。利用VR虛擬技術，便可以模擬不同材質的化學成分，進行分析研究，得出釉料中的元素種類以及配比。

2.不同溫度成色或肌理虛擬

同一化學元素，在不同環境與不同溫度情況下，成色也會不同。岳州窯古陶瓷釉色研究也可以利用VR虛擬技術，構建不同的虛擬窯室環境及其窯溫變化曲線，從而得出其在不同溫度與不同環境中的色彩效果。

（三）岳州窯古陶瓷成型工藝虛擬分析研究

對現存岳州窯古陶瓷文物以及古瓷片分析，可以得出岳州窯古陶瓷的成型工藝一般為手工成型和半手工成型兩種方式。手工成型工藝主要為捏塑成型，半手工成型則分成印坯成型和慢輪拉坯成型。利用VR虛擬技術模擬捏塑或拉坯、印坯工藝，結合全息影像技術，按照不同器型種類、不同尺寸、不同釉色以及不同裝飾種類，構建岳州窯古陶瓷文物數字資源庫，建設岳州窯古陶瓷“非遺”傳承數字圖書館 。

（四）岳州窯古陶瓷燒制工藝虛擬分析研究

岳州窯古陶瓷的燒制工藝在陶瓷史上占有重要地位。作為最早的青瓷，其燒制工藝值得深入研究與發掘。

1.窯爐空間虛擬分析研究

通過對岳州窯古窯址的發掘與調研，發現岳州窯窯爐結構一般采用傳統龍窯形制，也有少數采用土窯坑燒。不同的窯爐結構決定了不同的燒制工藝與不同的燒制效果，對岳州窯古窯址的研究就可以采用VR虛擬技術，高保真地還原古窯址的窯爐結構，模擬產品在不同結構的窯爐中燒成效果；或者模擬產品在不同的窯爐氣氛（氧化氣氛或還原氣氛）中的燒成變化；也可以模擬產品在不同窯爐位置，同一溫度下的釉色發色效果等等。

2.升溫曲線虛擬分析研究

岳州窯古陶瓷的燒制工藝沒有資料可查，大多都是“非遺”傳承人口口相傳的經驗之談。作為學術研究，必須要有科學可靠的技術數據才能有說服力。利用VR技術虛擬窯爐環境，提前設置好升溫曲線，通過數據計算，可以將每一溫度改變，窯爐中坯體的反應與變化都能夠直觀觀測與控制。操作者可以根據需要隨時調整技術參數，從而得出不同效果的產品。這一技術的應用，將極大方便當代岳州窯傳承人對古法燒制的研究工作。

（五）岳州窯古陶瓷裝飾工藝虛擬分析研究

岳州窯古陶瓷裝飾種類繁多，裝飾手法也很豐富，極具特色。VR虛擬技術的應用，將根據前期采集的圖像數據虛擬在不同的器型或不同的裝飾部位上。甚至連岳州窯極具特色的開片工藝，也可以通過VR技術虛擬其工藝過程，還能根據需要，控制開片大小、開片形狀等等，達到現實燒制過程中難以實現的效果。

三、應用研究前景

VR虛擬現實技術應用于古陶瓷工藝研究已經成為數字化研究領域的一種主要方法。VR虛擬技術作為當代科技領域的新型技術手段，其特有的技術優勢決定了其應用前景的可觀性。另外，其應用于傳統工藝數字化研究領域是傳統古陶瓷工藝研究最恰當的技術手段。它雖然起步較晚，相關研究成果不是很多，但是該應用研究已經得到行業的統一認可，隨著科學技術的進步，VR虛擬技術的應用研究必將在“非遺”傳承中發揮更大的作用，也將給自身技術升級改造帶來更大的發展空間。

（責任編輯：張貴志）

參考文獻：

[1]秦文虎.虛擬現實基礎及可視化設計[M].北京：化學工業出版社，2009.

[2]呂超.淺析虛擬現實技術與非物質文化遺產保護[J].大連大學學報 ，2015，（04）：80-83.

[3]何東平.VR陶瓷燒造仿真技術創新探索[J].河南科技，2019，（8）：11-13.

[4]王培景.正交實驗法在提高陶瓷釉面硬度實驗中的應用[J].山東陶瓷，2013（4）：22-23.

基金項目：湖南省2020年社會科學成果評審委員會課題“5G時代湖南非遺傳承與創新對策研究”（編號：XSP20YBC279）。