基于文化體驗式的VR技術景點漫游再現與展示

許梅 裴必明

摘?要：虛擬建筑是指不客觀存在的，完全虛構的，虛擬現實技術中通過技術手段再現還原歷史建筑文化。虛擬仿真在娛樂和教育領域的發展是有目共睹的。其劇透林場參與感和交互能力均可以表現或者解答在一些復雜原理上。

關鍵詞：文化體驗;數字技術;漫游

利用合肥三國歷史古文化的資源優勢，深入挖掘合肥三國歷史文化中可實現的文化體驗場景，并通過進行虛擬技術的手段還原再現一些場景。使大眾可以不用遠距離就可以游玩到各種歷史場館。同時結合合肥地域文化特色，探索創新，更加全面、生動地展示文物建筑，使文物建筑擺脫地域限制，實現資源共享。

一、國內虛擬現實技術發展狀況

目前，建筑和建筑遺產保護研究領域的虛擬現實技術在中國仍處于初級階段，與發達國家還有一定的差距，但現在它已經引起了有關部門和學術界的關注，和一些關鍵大學投資在中國工作在這一領域的研究。在故宮的數字化建筑系統中就運用了這技術。這種復原及再現的技術不僅可以起到保護傳統建筑的作用，而且可以讓觀眾通過互聯網享受到每一個建筑構件、珍貴文物和裝飾處理。上海交通大學的楊向濤使用了GlS技術和近景攝影測量。

例如上海市歷史建筑數字化保護和歷史建筑信息化管理進行了研究。由國家重點實驗室開發的一套關于世事漫游系統的建筑漫游系統的浙江大學實現了虛擬多方面多角度的瀏覽視野，在整個視野范圍中，這套系統完美的達到一個高水準全方位的虛擬交互。在以三國文化為主題的現代展覽設計中，場地重建和場景修復占據了展覽設計的主要地位。場地重建和場景恢復是主題展示設計的好方法，虛擬交互中沉浸感的體驗是為了更好的讓觀眾進行虛擬體驗的魅力，可是，由于場館和工具的局限性，在展出的范圍是有一定的限度的，在傳統意義上的展示觀眾的參與感會受到年齡文化層面的限度，在理解和體驗上有所偏差。所以在以往的傳統表現基礎上，可以通過疊加虛擬交互演示讓觀眾全方位多角度的去體驗場館歷史文化。不僅僅可以更加快捷的傳播歷史宣揚歷史，還可以有效地促進一定的經濟文化交流。

二、虛擬現實技術在地區文化保護中的應用體現

虛擬現實技術可以實現對人文和自然地理遺產的探索和漫游。虛擬遺產的概念在人類歷史和自然地理的研究、保護和呈現中起著非常重要的作用，并得到了國際上的廣泛認可。通過虛擬現實對歷史建筑的還原和再創造，我們不僅可以保持原有建筑的風格，還可以向公眾宣傳歷史和文化。為歷史建筑的修復提供一條發展之路。突破時空限制，充分發揮建筑遺產價值，有效整合和共享建筑遺產及其相關歷史資源。

虛擬的歷史場館通過建筑模型的建模渲染以及后期交互引擎的互動展示，把歷史中的特色建筑完整的還原出來。同時還可以將三國歷史人物的典故進行虛擬化展示。這里不僅通過技術手段還原歷史的風貌，同時還可以還原歷史人物。各種民間的傳說通過虛擬化的建模360度的展示出來，還可以通過視頻講解以及歷史還原典故場景進行展出。這里的虛擬場景是通過計算機模擬還原手段渲染一個完整的場景。這個還原可以很大程度上滿足大眾的視聽感受。在三國歷史文化展示中還有個內容是只利用實物進行歷史還原。一來是維護復原歷史古建筑，比如合肥歷史文化中的張遼大戰逍遙津這些著名歷史，還有復原的逍遙閣等場景。雖然現在遺址公園進行了一定的模擬還原，但還是有很大一部分群眾并不知道這些著名場景的典故以及背后所體現的文化底蘊。再比如無錫三國城等，雖然都有一定的還原，但其目的僅僅是娛樂休閑。而虛擬交互展示不僅可以復原再現歷史文化場館，還可以通過交流互動的方式進行文化的宣傳。雖然這項技術并非能夠完美的讓歷史重建，但是可以通過一定的互動讓觀眾直接進行參與，真正了解歷史的背后，以及故事的內涵。通過視聽的全方位體驗可以讓觀眾結合實物和虛擬互動有意識地把歷史融入記憶。真正做到沉浸式互動體驗。

三、三國歷史虛擬建筑交互系統研究

三國遺址公園三維虛擬仿真系統開發項目。本文研究了虛擬交互平臺技術在建筑遺產保護領域的應用，實現了遺址公園與周邊環境的互動游覽，并對已建成和未建成的建筑及景觀進行了模擬。雖然虛擬現實技術在建筑遺產保護領域的發展還存在一些制約因素，然而，虛擬現實技術在建筑遺產保護領域的發展意義重大，具有廣闊的應用前景。從“經驗”的概念開始，分析了文化體驗的內涵。從建筑的歷史和文化意義，論述了文化體驗古老的虛擬系統的重要性，并將體驗劃分為三個級別的大腦反應，也就是說，分析古代的文化體驗虛擬系統級別的本能，行為和反射，交互設計的目標。基于交互設計對古建筑虛擬系統的影響，論證了交互設計在古建筑虛擬系統中的重要性。

古建筑虛擬系統文化體驗的主要交互設計元素，并根據古建筑虛擬系統的交互設計原則，提出各設計元素的設計方法。

虛擬現實的概念模型：三維虛擬交互系統是一個計算機生成的虛擬環境，它給人各種感官刺激。這是一個先進的人機交互系統。根據定義，虛擬現實由兩部分組成：一部分是創造出一個模擬環境，另一部分是環境設計中的角色。虛擬現實的核心是強調兩者之間的相互作用，也就是說，它反映了人們在虛擬世界（環境）中的體驗。技術的實現可以分為四個步驟：第一步是幾何建模，主要是建立三維場景的幾何模型;第二步是圖像建模，主要處理幾何建模的結果，如材質、光照和顏色;第三步是進行添加事件的行為，其目的是獲取對象的方法（動態、手動）。第四部可以虛擬場景實施渲染，在場館中進行HMD平臺交互，比如可以射箭點火等操作.具體制作如圖所示：

虛擬技術不僅可以構建一個完整的三維真實感建筑環境，還可以將其掛在互聯網上供遠程用戶下載或直接參考。借助虛擬互動系統，合肥的對外宣傳不再局限于文字、圖片等傳統的宣傳手段，而是能更直觀地向用戶展示古建筑的情況。更全面、生動、逼真地展示文化遺產建筑，使文化遺產建筑不受地域限制，實現資源共享。

四、三國歷史文化展館展示及體驗

虛擬攝像機的出現使虛擬技術取得了突破進度，觀眾可以利用虛擬數字攝像頭進行全景視頻展示，觀眾在觀看過程中可以通過視頻及音頻沉浸在互動的體驗中，這種體驗的方式不僅僅是在視頻中可以全方位無死角的動態化展示，而且可以通過電腦計算出比之更為豐富的畫面空間，數字化拍攝中手段以及虛擬模擬表現同時加上一定的觸覺等真實空間感知。觀眾在觀看過程中會完全忘記真實空間的存在，這種虛擬化手段結合頭盔或者其他的技術手段呈現出比計算機模擬更為真實的數字化模型。三國歷史文化及場館可以由觀眾親自體驗，仿佛置身于歷史長河中。以往都是經過場景建模進行技術表現，但是這種結合數字體驗可以讓觀眾不僅看到甚至可以參與歷史故事與之互動。

感官體驗它是由觀眾身臨其境感受出來的，其可以通過人的身體器官親身體驗并與之互動進而可以引導觀眾的視覺聽覺及觸覺，刺激觀眾的意識使之產生一定的情感上的反饋或者身體上的心靈上的認識。進而獲得更為深刻的感知。這種虛擬交互與以往的真實世界完全不同。通過不同方位的體驗最終實現情感的認知。在關于合肥三國文化主題體驗感知下的利用數字技術主要基于虛擬現實角度的展示。這種以體驗為主的歷史文化展示。三國歷史文化主題展館通過虛擬數字化技術使觀眾猶如穿梭在歷史的片段中，全方位的感官體驗讓人們在三國建筑中體驗出一種與視頻或者聲音全然不同的感受。三國歷史建筑中的虛擬現實展示，創新與穿越的原創視頻內容，空間跳躍的視頻片段，從天而降的視頻片段。耳朵產生的風游客們戴著頭盔，隨著音樂的變化，他們隨著隆隆的鼓聲從云層中跳下來，燃燒的懸崖戰場展現在他們面前。當攝像機放大時，鮮艷的火焰和落水的聲音會讓人尖叫。在交互式座椅的手柄上，有一些按鈕可以激活箭頭，與頭戴式顯示器上的陀螺儀連接，以校準目標。

通過觀眾的身臨其境的體驗會加深對此歷史文化的印象。通過現代科技手段將三國歷史文化的特色和及其淵源都得到了充分的展示。通過這樣豐富的視聽體驗不僅僅表達了一種觀眾的體驗感受，還能夠表達歷史進程中合肥地區的三國文化典故等歷史淵源，使得觀眾的情感與我國優秀的傳統歷史文化相結合，引發大眾對于歷史的興趣和情感共鳴，促進地區文化的宣傳。

五、結語

在體驗語境中進行合肥三國文化主題展示，有利于體驗的深化。體驗感受的層面不僅僅是在三維空間，更多的是一種多維的全方位的體驗。多維空間展示的是在視聽結合基礎之上的更多地表現出在情感上和感知器官的聯系。通過一次身臨其境的感受和體驗之后，觀眾可以在這樣的體驗場館中產生一定的情感的體驗，加深觀眾的認知。同時這樣的景點漫游系統也豐富了合肥地區文化的宣揚。三國歷史中的各種優秀的文化典故可以與現代化的數字化手段相融合，相互促進相互襯托。科學和技術手段都在不斷地更新進步。優秀的傳統文化也可以隨之進行不同手段的表達。這是一種全新的技術和方法的融合革新。虛擬現實和增強現實都是在不斷地加強擴充其能夠表達的體驗。這種體驗為我國的三國歷史帶來了全新的展示手段。合肥地區三國文化的發展一直處于比較緩慢的階段，從另外一個方面可以表現其更大的發展潛力。充分利用數字化技術手段，打造出地區文化品牌。

參考文獻：

[1]張杰，陳恒鑫，王家輝.虛擬現實技術在中國古建筑教育的應用——斗拱文化體驗式教學軟件的設計與實現[J].高等建筑教育，2019.

[2]羅方雅.試論虛擬現實技術在非物質文化遺產保護中的應用[J].中國文房四寶，2014.

課題名稱：2018年國家級大學生創新創業項目《基于文化體驗式的VR技術景點漫游再現與展示——以合肥三國遺址公園為例》（項目編號：201812216013）

作者簡介：許梅（1990—），女，漢族，安徽合肥人，碩士，講師，研究方向：數字媒體技術;裴必明（1995—），男，漢族，數字媒體技術專業學生，研究方向：數字媒體技術。