體感交互技術在文化遺產保護中的應用意義研究

摘要：本文從物質文化遺產數字化展示的體驗者角度出發，討論將體感交互技術融入物質文化遺產的展示中，并通過此案例探討體感交互技術對物質文化遺產展示的意義。研究首先從物質文化遺產保護發展史切入，對物質文化遺產的數字化展示現狀進行討論，結合體感交互技術的現狀對體感交互應用于物質文化遺產展示進行可行性分析;其次運用相應的體感交互裝置及計算機編程軟件，制作對物質文化遺產的交互性展示基于體感交互技術在物質文化遺產數字化展示中的運用，討論此技術在數字化展示領域的發展前景以及其最后應用于其他領域的可能性。

關鍵詞：體感交互技術;文化遺產保護;參與感;互動影像

中圖分類號：G122 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）02-00-02

1 選題背景

1.1 選題來源及背景

文化遺產承載的信息是多樣化的，物質文化遺產中的“物”，除了物質本身以外，還具有時代背景、地理人文等“非物”的文化內涵，物質文化遺產作為人類文明歷史的載體，其內容、載體及傳播形式更是多種多樣[1]。我國的物質文化遺產數量眾多，數字化保護剛剛起步，大眾群體對本國物質文化遺產的認知需求越來越大，這對物質文化遺產的數字化展現形式提出了比看、聽更高的要求。

20世紀90年代以來，數字化技術開始應用于物質文化遺產的保護領域，國務院于2005年頒發的《關于加強中國文化遺產保護工作的通知》首次在官方文件中用“文化遺產”取代了過去經常使用的“文物古跡”概念，充分反映了我國政府對“文化遺產”的全新理解以及對遺產保護、宣傳工作的高度重視[2]。數字化展現可以使物質文化遺產更容易被大眾接受，但我國應用于物質文化遺產的數字化展示技術才剛剛起步，展現形式趨于單一，對文化遺產信息缺乏多樣性的展示和交互體驗。5G時代來臨，數據傳輸速度的革新以及計算機技術的高速發展使物質文化遺產的展示形式發生改變，導致大眾對文化遺產展示的訴求已不局限于遺產本身的展示和對其背景的簡單文字敘述，而開始尋求更具交互性的展示方式，以及更高級、更具科技感的觀賞體驗。

體感交互技術作為21世紀最熱門的人機交互方式之一，近年來得到了迅速發展，同時人們也在探索該技術在未來的發展及應用[3]。體感交互技術可以通過肢體動作與相應的體感數字設備直接實現身臨其境的互動，從而增強大眾在接受文化熏陶過程中的參與感。本課題站在體感交互技術受眾群體的角度，嘗試利用體感交互技術解決物質文化遺產數字化展示中參與感缺乏的問題。

1.2 文獻綜述

聯合國教科文組織于1992年啟動了“世界的記憶”項目，建立了《世界記憶名錄》文獻遺產項目。美國加州大學伯克利建筑學院和VSMM機構于1996年聯合建立了虛擬遺產網絡。德國于2002年建立了歐洲文化遺產網絡，盧浮宮官網（https：//www.louvre.fr/zh）成為世界上最早擁有完備教育功能的數字博物館。國內也開展了一些關于物質文化遺產實質性質的數字化保護項目。中國博物館學會數字化專業委員會于2003年正式成立。敦煌研究院于2017年啟動“數字敦煌”資源庫英文版上線儀式，宣布首次向全球正式發布“數字敦煌”資源庫英文版，這是敦煌研究院繼2016年發布“數字敦煌資源庫平臺”后，進一步開創性地推進數字資源全球共享模式，“數字敦煌”項目于2019年已完成200多個洞窟。浙江大學與清華大學等高校研究室在數字文化遺產保護領域也有著豐富的研究經驗。我國國家科研院校及政府發布的項目有浙江大學2009年啟動的“973計劃”，浙江大學CADV&CG國家重點實驗室的“民間表演藝術的數字化搶救保護與開發的關鍵技術研究”，浙江大學計算機學院現代工業設計研究所的“楚文化編鐘樂舞數字化技術研究”“云南斑銅工藝品數字化輔助設計系統”，河南政府決策研究招標課題“河南世界文化遺產可持續發展研究”，河南省高等學校人文社會科學研究項目“河南文化遺產數字化保護與展示”。

鄭巨欣、陳鋒所著的《文化遺產保護的數字化展示與傳播》對數字化文化遺產保護研究的概念、定義、分類以及數字化技術的應用現狀進行了研究，并將數字化技術的處理、儲存技術、虛擬現實技術的實現對應結合了相應的實際案例[4]。高曉芳、喬芳琦的《中國物質文化遺產的特點與傳播研究》將物質文化遺產的特點歸納為共有性、時代性（或稱不可再生性）、傳承性、藝術性四點，并論述了大眾傳媒對文化遺產的“議程設置”和“加工處理”后進行傳播的必要性。孫曉燕的《文化遺產的數字化保護與展示》將現代文化遺產保護的數字化展示分為實體化展示和數字化展示兩類，并從文化遺產保護和展示的“原真性”原則入手，結合禹州傳統鈞瓷手工藝傳承的實例，對文化遺產的數字化展示進行研究。周松林、趙鳳芹的《山東民間美術數字化保護研究》結合民間美術的發展歷史研究山東民間美術的案例，并從社會發展的角度探討數字化保護對山東民間美術的意義及社會價值。黃永林、談國新的《中國非物質文化遺產數字化保護與開發研究》論述了數字化技術在文化遺產保護與傳承中發揮的重要作用，并著重討論深度開發數字化新技術手段與多媒體交互體系平臺的結合意義。彭冬梅、潘魯生、孫守遷的《數字化保護——非物質文化遺產保護的新手段》對民間藝術本源及其展示轉播的數字技術和民間藝術圖案輔助設計系統進行研究，其項目成果包含通用的民間數字化關鍵技術，并在技術層面上討論了面向文化遺產的多媒體虛擬場景建模技術、多媒體虛擬場景協調展示技術、基于感性工學的輔助咨詢與決策技術這些關鍵技術在其他相關民間藝術中應用的可能。楊爽的《數字化技術在中國民間美術傳承與保護上的應用研究》探討了民間美術數字化形態轉換的新方法，并提出數字化交互設計的應用思維，探討將民間美術作品放置于動態數字化交互環境中的意義。

總體來說，我國物質文化遺產的保護研究處于起步階段，體感交互與數字化展示結合的領域還未進行系統的案例研究。國外對數字化技術運用于物質文化遺產的信息收集、處理有較為深入的技術研究，在體感交互技術層面（手勢識別、交互設備應用等）也有較為完善的案例研究和設備研發支持，但在體感交互技術與文化遺產數字化展示結合的方面沒有深入研究以及實現互動的案例。

2 體感交互技術

在物質文化遺產數字化記錄與保護的技術應用層面上，喬治·帕夫利迪斯、阿尼提斯·庫索迪斯等人在《文化遺產3D數字化方法》中論述了記錄文化遺產信息的性質及目的，并簡述了適用于文化遺產記錄的三維數字化方法。意大利佛羅倫薩大學的馬西米利亞·諾皮埃拉奇尼在《文化遺產的3D數字化》中簡述了可應用于文化遺產的3D數字化采集技術，并應用案例研究對特定應用的數字化技術進行評估與測試，表明3D數字化技術已在文化遺產保護領域得到了廣泛的應用。美國普渡大學的丹尼爾·阿利加、貝蒂諾·埃莉莎和米蘭大學巴爾托利納·斯特凡諾《DECHO-物質文化遺產的數字化框架探索》基于現有計算機水平和信息傳播速度提供的平臺提出了一種易于使用的框架概念，使物質文化遺產數據信息的采集和管理更為準確和高效，并探討了較具吸引力的可視化展示手段。

在體感交互技術的技術層面上，舒米塔·米特拉、丁庫·阿查里亞的《手勢識別綜述》論述了手勢識別在設計智能高效的人機界面時的重要性，并提供了對手勢與面部表情的相關調查數據，對運用手勢識別技術算法進行了詳細討論[5]。帕多瓦大學信息工程系的朱利奧·馬林、法比奧·多米尼奧和法比比奧·扎努蒂格在《運用leap motion設備和kinect設備的手勢識別》中將Kinect的一組計算數據與Leap Motion的計算數據相結合，提高其識別的精度與準確性，并提出了針對動態手勢的識別方案。利·埃倫·波特、杰克·阿勞洛和劉易斯·卡特發表的《Leap Motion控制器：手語視圖》結合澳大利亞手語識別的案例研究了Leap Motion控制器對跟蹤手指運動的準確性以及部分可能失誤的手勢識別情況，并討論了Leap Motion在手語識別領域的發展可能性[6]。凱·尼克爾、雷納·斯蒂芬哈根的《基于面部、手部和頭部方向的3D跟蹤的指向手勢識別》提出了一種能夠檢測視覺的3D指向方法，為體感交互技術中動作的采集提供了相應的技術支持[7]。

體感交互技術近年來應用于建筑、會展、游戲等各行各業，開發者們依然探索著其可應用的領域。體感交互技術在運動、醫療康復領域也有相應的應用及獨特的使用環境。這種技術只需要簡單的交互就可以得到明顯快捷的反饋及回應，在人機交互方面可謂是最容易且便攜的方式方法，這種方式既可以增強沉浸感，也可以使交互過程更加自然[8]。選擇合適的體感識別設備和編程交互應用軟件是完成項目的重點。

3 研究意義

在計算機技術應用廣泛的現代化社會，數字化的記錄和儲存已成為普遍的應用手段，數據信息處理技術及其相關設備的發展應用也隨著計算機數字化虛擬現實技術的完善日趨成熟，尋求更合適的展示方法以及如何將數字化技術完善地應用到物質文化遺產保護和展示中，成為了業內人士探索關注的新課題。

現階段對物質文化遺產的傳播推廣方式多為文字、圖片、視頻、動畫等，這些推廣方式局限于平面的視覺展示，不僅缺乏感知角度中直覺感知的聽覺、行為、視聽方面的內容傳達，只呈現了視覺展示的最終結果，而對物質文化遺產內容的故事性講述和文化遺產的保護修復行為沒有充分的展示[9]。物質文化遺產的可視化技術基本用圖片、視頻、三維動畫等形式實現，而物質文化遺產本身就具有文化載體多樣性的特征，這導致我們還需將知識可視化作為其展示傳播的要點，物質文化遺產的知識可視化表達主要包括知識源層、知識描述層、可視化表達層和知識應用層[10]。不同的用戶群體對不同的文化遺產展示方式的理解能力和接受度有較大差異，因此尋求兼具營造性、敘述性、交互性和代入感的推廣手段，對物質文化遺產保護的數字化展示有著重要的現實意義。

4 結語

信息技術的發展改變了物質文化遺產在大眾面前的展示方式，體感交互技術的革新增強了大眾在接受文化熏陶過程中的參與感。我國物質文化遺產數量眾多，隨著人們對物質文化遺產保護意識的增強以及對本國物質文化遺產認知需求的提高，交互性和參與感更強的物質文化遺產展示成為大眾的普遍體驗需求。體感交互技術不可避免地將計算機編程代入藝術領域，數字化編程應用于多媒體的動態展現是近年來數字媒體技術與藝術的結合，計算機的編程思維將機械的理性美與藝術本身的感性美融為一體，形成全新的科技體驗。運用計算機編程技術將體感技術融入藝術表現是本文的研究重點，大眾不僅可以觀賞物質文化遺產數字化展示的最終視覺效果，而且可以對創作過程以及背景故事有更深入的理解。

體驗交互技術應用于物質文化遺產的數字化展示是理性美與感性美的實驗性結合，在強化體驗交互性的同時，也增強了大眾對物質文化遺產展示的參與感，潛移默化地增強了大眾保護物質文化遺產的意識，從而推動物質文化遺產整體性保護的發展。

參考文獻：

[1] 劉魁立.論全球化背景下的中國非物質文化遺產保護[J].河南社會科學，2007，15（01）：25-34.

[2] 彭冬梅.面向剪紙藝術的非物質文化遺產數字化保護技術研究[D].浙江大學，2008：12-15.

[3] 李清水，方志剛，沈模衛，等.手勢識別技術及其在人機交互中的應用[J].人類工效學，2002（1）：27-29.

[4] 鄭巨欣，陳峰.文化遺產保護的數字化展示與傳播[M].學苑出版社，2011：64-65.

[5] 孫曉燕.文化遺產的數字化保護與展示——以禹州傳統鈞瓷手工藝為例[J].藝術生活， 2013（3）：58-60.

[6] 帕夫利迪斯.文化遺產三維數字化方法[J].文化遺產雜志，2007，8（1）：93-98.

[7] 周松林，趙鳳芹.山東民間美術數字化保護研究[J].美術大觀，2010（04）：22-23.

[8] 彭冬梅，潘魯生，孫守遷.數字化保護——非物質文化遺產保護的新手段[J].美術研究， 2006（01）：47-51.

[9] 楊爽.數字化技術在中國民間美術傳承與保護上的應用研究[J].西部皮革， 2018，40（18）：129-130.

[10] 高曉芳，喬芳琪.中國物質文化遺產的特點與傳播研究[J].社會科學戰線， 2015（8）：260-263.

作者簡介：肖雯麗（1995—），女，河北廊坊人，碩士在讀，研究方向：數媒與影像數字化。