基于VR技術的3D互聯網在揚州城市文化傳播中的應用

劉秋平

（揚州市職業大學，江蘇 揚州225000）

0 前言

古城揚州位于長江三角洲的中心區域，是世界遺產城市、世界美食之都、世界運河之都及國家首批二十四座歷史文化名城之一。為了推動揚州文化的進一步發展，揚州市委根據省委要求，提出將揚州建設成“揚州人自豪、外地人喜愛、投資者關注、旅游者青睞”的“世界名城”的奮斗目標[1]。揚州要實現建設世界名城的目標，必須要做好面向世界的文化傳播，而基于虛擬現實技術的3D互聯網無疑是一種最合適、最便捷的網絡傳播載體。

1 基于虛擬現實技術的3 D互聯網的應用狀況及意義

近年來我國虛擬現實技術在3D網絡的應用發展方面非常迅猛，VR技術應用的現實價值得到了政府部門與研究機構的高度重視，大力開展了VR技術的應用研究，例如，從“九五”國家規劃開始，國家各類重大基金會及研究發展計劃等都將VR列入了重點科技研究項目[2]。為了緊跟虛擬現實技術的技術發展趨勢，國內許多重點院校都積極投入VR領域的應用研究。國內成功的案例如數字故宮和敦煌石窟項目通過虛擬現實重現與漫游相結合，由于一些技術瓶頸目前還并沒有做到對大眾的全面開放，但它為虛擬現實技術的實際應用的普及起了一定程度的鋪墊作用，隨著技術的進一步發展，越來越多的人足不出戶就可以高度逼真地領略到文化瑰寶與自然景觀的魅力。

由于技術、成本及硬件等一系列因素的影響，基于虛擬現實技術的3D互聯網應用在國內比較罕見，在城市文化傳播領域的應用近乎零，但隨著基于虛擬現實技術的3D互聯網應用價值的不斷提高，信息技術的不斷提高及硬件性能的突飛猛進使該應用的進一步發展成為現實，率先應用者無疑將成為這種文化傳播方式的最大受益者。

2 基于虛擬現實技術的3 D城市網站的構建

本課題通過基于虛擬現實技術的3D政府網站的原型搭建，確定了基于虛擬現實技術的3D互聯網在城市官方網站應用的可行性，對基于虛擬現實技術的3D政府網站的應用研究做出了實質性的進展，對3D網站的應用有一定的理論價值和現實意義。構建基于虛擬現實技術的3D城市官方網站的原型需要按照以下步驟來實現。

2.1 網站的基本架構設計

根據城市官方網站文化傳播的應用需求，可將網站設計成瀏覽器與服務器架構，也就是通常所說的B/S架構，全球的網絡用戶可通過網絡瀏覽器方便地訪問到城市官方網站的Web服務器，從而滿足信息訪問的要求。設計者還要根據網站的需求分析設計網站欄目及其內容，制定網站開發流程及順序，本課題實現的城市官方網站可采取原有網站的重新開發的形式也可以對原有的二維網站進行改造。由于城市官方網站的功能與性能要求較高，在本課題的網站中由于虛擬模型的圖像處理對網站的硬件有較高的性能要求，虛擬模型數據庫也要求系統的數據庫服務器達到較高的配置，所以必須最大限度地進行硬件資源的分配與管理。

2.2 基于虛擬現實技術的景點、工藝品等三維模型在網頁虛擬展示的實現

自然與文化遺產無疑是城市文化的瑰寶，通過虛擬現實技術可以將其逼真地展現出來，讓世界人民通過網絡全面地了解與分享城市的文化財富是實現城市文化傳播高效全面傳播的有效途徑。要在網頁上虛擬展現這些遺產中相關的景觀與工藝品可通過以下步驟來實現。

2.2.1 數據的采集

在基于虛擬現實技術的3D城市官方網站中涉及的景點及工藝品要完成虛擬模型首先要進行數據的采集，對于城市景點的數據（包括模型比例、貼圖、布局位置這三方面數據）只能通過現場采集來獲取素材，城市景點的面積非常大，而且建筑類型復雜，通過數碼相機采取無人機航拍取得全景數碼照片是非常方便和快捷的途徑。在具體的景點內采集數碼照片應達到幾千張以上才能滿足基本需求，才能達到將景點中所有景觀囊括在內并且全面地展現景點的全貌[3]。而對于場景中需要交互的景觀，可以先通過無人機航拍獲得建筑大致的輪廓數據與外形，然后通過訪問互聯網提供的衛星圖得到建筑較精確的布局數據及外觀尺寸，再通過剪裁照片獲取景物外觀的貼圖數據，這些采集的數據是建模與貼圖步驟的數據來源。對于工藝品的建模要簡單很多，可采用與景點建模相同的方法，在此就不一一贅述了。

2.2.2 平面圖制作

對于3D城市官方網站中涉及的景點虛擬模型數據如果一次性加載入網頁，由于載入數據量太大將導致過于慢長地訪問等待時間甚至無法正常運行，要減少虛擬模型數據的一次載入量可采取將景點制作成直觀的平面圖紙的形式，再在圖紙的相應景觀標識處建立超鏈接的形式，這樣用戶可更自主選擇景點的景觀鏈接進行景觀的虛擬訪問。這樣不僅提高了網站的訪問速度，而且提高了網站的交互性，網站在保證功能正常實現的前提下提高了性能。開發者可從之前準備的大量數據進行分析從而形成有效信息來建立城市景點的二維平面圖。

2.2.3 虛擬現實模型建立與網站網頁實現

景點或工藝品的虛擬模型的建立在整個網頁的設計中工作量是非常龐大的，在之前采集的大量數據的基礎上采用3ds Max進行實體的建模工作，在建模的過程中要完成景點中的關鍵建筑模型、場景小品模型以及場景的背景模型（包括天空與地形環境模型）等模型的建立。在完成三維模型后，再將模型轉換為VRML代碼從而實現虛擬模型的建立，當然要提高虛擬模型的功能與交互性，還需設計相應虛擬交互代碼。在整個網站的設計中可采用先完成部分虛擬模型建立與測試，再進行擴展虛擬模型數量的開發模式，這種模式就是在軟件工程中提出的快速原型法，快速原型法實現了本網站開發由易到難、由簡到繁的飛躍。

2 構建3 D城市網站的核心技術對實現提高文化傳播有效性的影響

2.1 虛擬模型數據庫技術提供了提高文化傳播有效性的數據保證

本課題中的虛擬模型的建立是采用3ds Max進行場景建模，為實現虛擬場景數據庫可以采用關系數據庫來存儲、管理和優化虛擬模型中的代碼數據以及網站二維交互控制所需的交互數據，采用了若干個表構建了虛擬模型數據庫，其中虛擬模型元素表用以存放已建立的各虛擬場景基本元素的代碼。為滿足二維交互控制建立了節點表將三維的虛擬場景基本元素與二維平面圖上的節點進行一一對應，除此之外還建立了景點信息表將具體景點二維平面圖上的節點明細進行統一管理，隨著系統功能復雜性地提高還會為數據庫添加相應的數據表滿足功能的要求。

2.2 基于VR技術的3D網絡傳媒與影視傳媒等不同媒體傳播形式的資源共享為實現了城市文化最大化傳播提供了有效保障

隨著三維建模技術的發展，三維建模的模型被大量地應用于影視媒體，由于三維建模實現的模型不僅可以是現實世界真實的寫照，而且可以是虛構的物體，使越來越多的歷史文化大片及科幻大片采用真人拍攝與3D場景合成的方式。本課題中采用了虛擬模型數據庫實現了虛擬模型的共享，通過虛擬模型的共享減小了虛擬模型制作成本。城市3D網站將反映本城市文化的虛擬模型數據庫提供給影視制作公司，提高了虛擬模型的使用頻率，擴大了城市文化傳播的廣度，使文化傳播的效率呈幾何級數增長。

2.3 5G網絡的廣泛應用為3D城市互聯網的文化傳播提供了的網絡保障

基于VR技術的3D互聯網的實現對網絡的傳輸速度的要求非常高，3D互聯網中三維模型龐大的信息量對網絡傳輸技術無疑是前所未有的挑戰。而5G網絡通信技術的應用為移動終端便攜地訪問基于VR技術的3D互聯網提供了必要的網絡保障。

5G網絡通信技術的首要特點就是網絡傳輸速度非常快，5G網絡通信作為當前世界上最先進的網絡通信技術之一，其在傳輸速度上的優勢是之前的移動網絡通信技術所無法比擬的。其次5G網絡通信技術具備更穩定的數據傳輸能力，不會因為工作環境的場景復雜而導致傳輸不穩定或者傳輸時間過長的不良現象發生。5G網絡通信技術所使用的高頻傳輸技術也是它顯著的優點。高頻傳輸技術對保障5G網絡通信技術高性能數據傳輸起了非常重要的作用[4]。因此5G網絡的應用普及為3D城市互聯網應用提供了的網絡保障。

3 基于虛擬現實技術的3 D互聯網在揚州世界名城文化傳播中的影響

基于虛擬現實技術的3D城市網站對城市文化傳播是基于網絡傳播學的范疇的，目前網絡傳播已成為信息傳播的主導，但與此同時虛假信息泛濫、網絡病毒與黑客以及網絡犯罪等問題嚴重困擾著網絡傳播的發展。因而建立基于虛擬現實技術的3D城市官方網站，發揮政府在城市文化網絡傳播的主導作用是有十分重要的意義的。

人們提出現代的傳播學與種子傳播的方式是相通的，本課題建立的基于虛擬現實技術的城市3D網站雛形實現了與種子的自體傳播和種子的鳥傳播的相似的傳播方式。城市3D網站通過網絡平臺實現了城市文化全球范圍的廣泛傳播，使網絡用戶通過訪問網站自主并深入地了解到城市的狀態，網絡傳播的方式使城市文化的傳播達到了一定的廣度。虛擬場景數據庫的創建使城市文化的傳播從網絡傳播到影視傳播的擴展成了可能性。讓影視制作公司共享虛擬場景數據庫中的虛擬場景，影視公司就像種子的鳥傳播中展翅飛翔的小鳥將城市的文化深深地植入全球觀眾的心中，實現文化傳播的深度。3D網站在商業網站領域中的異軍突起及計算機圖像技術在影視作品中普及與成功預示著基于虛擬現實技術的3D互聯網必定會在城市文化傳播中發揮更大的作用。

4 結語

隨著計算機圖像技術、5G網絡、三維模型數據庫技術等技術的進一步發展，3D互聯網將成為互聯網應用的主流，作為官方網站傳播城市文化的城市3D網站將為全球的網絡用戶提供自主地、生動地接觸城市文化的平臺，虛擬模型數據庫的共享將促使政府與影視媒體公司更深層次的合作，由此相信基于虛擬現實技術的3D互聯網將為揚州的世界名城文化傳播搭建一條通向世界人民的傳播大道，揚州博大精深的名城文化將在全球展現出永恒的魅力。