虛擬現實技術助力弘揚青銅器文化*

傅 駿 ， 馮 鵬 ， 吳高靜 ， 張治浩 ， 馮雨康 ， 彭皓鈺 ， 諸冬婷 ， 余思雨

（1.四川工程職業技術學院材料工程系，四川 德陽 618000；2.四川工程職業技術學院經濟管理系，四川 德陽 618000）

青銅器亦稱彝器，在我國具有悠久燦爛的傳統。夏商周三代盛產青銅器，作為兵器和禮儀器具，器型端莊典雅，紋飾或優柔溫和或面目猙獰，銘文記事頌德。“盛世出寶鼎”，人們無不為獲得出土彝器欣喜若狂，日夜摩挲，睹物思人，詳加參研。

數量眾多的青銅器也為愛好者們帶來了困擾，阻礙了青銅器文化的傳播。本課題組在完成省級大學生課題課程中，結合虛擬現實技術與C#語言，建立了青銅器園區。園區分為五個展館，每個展館又分別分成四個展室，多角度展示了我國青銅器文化的器型、紋飾、銘文、制作技術，助力弘揚青銅器文化。

1 總體設計

1.1 園區

建立了青銅器園區，園區占地面積400 m×250 m。園區分為五個展館，每個展館又分別分成幾個展室。

1.2 展館內容

園區分為通識館、專題館、國別館、技術館、資料館五個展館，每個展館又分別細分成幾個展室[1]。

1）通識館分為入門知識、彝器賞析、辨偽常識、博物館導引四個展室。

入門知識包括青銅器簡史、功能、工藝、物勒工名等。“國之大事，在祀與戎”。上古時期，青銅器便被中國人視為天命、權力與地位的象征，擁有者代表了宗族、王朝與百姓，祭天與祭祀鬼神、祖先，以祈求王朝和平昌盛，遠離自然災害。“物勒工名”是指器物上刻上制作者的姓名，以方便管理者檢驗產品質量。

彝器賞析展示了我國出土的著名青銅器，如蓮鶴方壺、虢季子白盤、曾侯乙尊盤、何尊，鼎、盤、壺、盉、簋、鬲、豆、卣、銅鏡、兵器等。蓮鶴方壺采用分鑄法，曾侯乙尊盤采用了失蠟鑄造。何尊的“宅茲中國”是“中國”一詞最早的記載。

辨偽常識有作偽簡史、宋仿銅器特征、古代辨偽成果、作偽手法與辨別等。夏商周三代以后，青銅器退出日常生活，但作偽隊伍一直活躍，也積累了特有的技術特征，產生了一部分青銅器精品。

博物館導引介紹了故宮博物院、中國國家博物館、上海博物館、湖北博物館、湖南博物館等在青銅器方面的收藏及研究成果。

2）專題館分為時代特征、器型、紋飾、銘文四個展室。

大家對青銅器愛不釋手，所謂“觀其器，誦其言，形容仿佛，以追三代之遺風，如見其人矣；以意逆志，或探其制作之原，以補經傳之闕亡，正諸儒之謬誤，天下后世之君子有意于古者，亦將有考焉”。

時代特征分為夏時代、早商、中晚商、周原時期、東周、西周、春秋、戰國。青銅器時代之前的陶藝為青銅器技術奠定了基礎。“二重證據法”對出土青銅器的真偽提供了理論依據，標準器對斷代有標桿作用。

時代、地域影響著青銅器的器型、紋飾和銘文，它們一起構成了青銅器的特征。器型分為鼎、鐘、錢幣、鼓、銅車馬、佛像等。紋飾包括饕餮紋、夔龍紋、虺紋、鳳紋、獸面紋等。銘文包括象形體、波磔體、玉箸體、蝌蚪文、鳥蟲書、著名銘文賞析等。

3）國別館分為地域特征、天子、諸侯國、三星堆四個展室。

地域特征總括了天子與諸侯國的地域特征。由于諸侯與天子國地理氣候、文化心理不同，青銅器具有顯著的地域特征。如天子青銅器沉穩厚重不怒自威，燕常年征戰所以其青銅器具有游牧民族特色，吳越兵器則兼具美觀與實用。

天子展室介紹了商周簡史、爵、斝、盉、鬲、保卣、小盂鼎等。各青銅器介紹內容包括了出土傳承、器型賞析、紋飾淵源、銘文研究等。

諸侯展室介紹了晉、齊、魯、燕、秦、楚、吳、越等諸侯國，包括各國簡史，典型的青銅器如鬲、甗、鐜、豆、壺、匜、帶、符、節、卣、鉦、鐸、燿、淳于、矛、劍。

神秘的三星堆專辟一室，基本按三星堆博物館復制，介紹發掘歷史、典型青銅器、修復技藝，引領人們漫游西南，與上古蜀人對話。

4）技術館分為鑄造技術、銘文技術、修復技術、復制技術四個展室。

鑄造技術展示了青銅器的造型技術、熔煉技術、澆注技術、后處理技術等。鑄造技術主要有陶質塊范鑄造、泥范鑄造、石范鑄造、失蠟鑄造等。《考工記》記載了銅錫比例與用途，采用現代化學成分分析方法可以檢測出不同時期青銅器的礦石來源與熔煉技術。

銘文包括徽記、祭辭、冊命、訓誥、追孝、律令等。“銘文之可貴在足以徵史”，它們具有豐富的史料價值，保存著大量的文字學、音韻學、訓詁學等資料。子孫們追思先祖時，每見“子子孫孫永寶用”無不潸然淚下。毛公鼎銘文字數最多，記錄了周宣王與毛公治國之論。

修復技術以圖片和視頻方式展示了鼎、尊、盤、壺、盉、三星堆器物的修復技術。修復技術講究修舊如舊，通常有清洗、整形、配補、作色等步驟。

復制技術采用現代技術復制中國古代青銅器，尤其是三維掃描與3D打印技術使用以來，復制青銅器技術長足進步。李學勤、華覺明、沈其文、田長滸、楊曉鄔等諸位先生在復制中國古代的青銅兵器、樂器、禮器進行了大膽的探索，收獲頗豐。

5）資料館包括名人堂、出土遺址、技術文獻、歷史文獻四個展室。

名人堂介紹了禹、啟、歐冶子、干將莫邪、張協、葛洪、董欽、沈括、曾鼎等在我國青銅器鑄造史及研究史的名人，這些令人景仰的歷代先賢們對青銅器的發展作出了卓越貢獻。

出土遺址介紹了馬家窯、西城驛、齊家山、王城崗、陶寺、二里頭、三星堆等。對出土遺址的發掘、研究可以最真實地還原當時社會環境和文化風貌。

技術文獻記錄了我國古代的青銅器制造技術及研究成果，主要有《墨子·耕柱》《管子》《國語·齊語》《考工記》《尚書·禹貢》《呂氏春秋》《夢溪筆談》《永樂大典》《西清古鑒》等。

歷史文獻中蘊含著青銅器的文化信息，主要介紹了《今古文尚書》《竹書紀年》《逸周書》《史記》《三代吉金文存》《考古圖》《西周金文辭大系考釋》《商周彝器通考》《清華簡》等。

2 關鍵技術

收集素材，采用Unity2018.1f版本教育版引擎，用C#編程實現主要功能。Unity是實時3D互動內容創作和運營平臺，可用于創作游戲、美術、影視等運營和變現任何實時互動的2D和3D內容，支持平臺包括手機、平板電腦、PC、游戲主機、增強現實和虛擬現實設備。Unity公司秉承理念，開放了Unity Personal教育版給師生使用，用戶注冊、經過校園身份驗證后即可免費使用[2-3]。

2.1 素材收集

素材包括圖片、聲音、配音、視頻等。利用素材時，注意版權保護。

采用三維軟件繪制園區與展館、展室，轉化為fbx格式后，導入Unity。圖片要進行尺寸和顏色處理，聲音采用項目開發的AI程序生成各個物品的配音。

請教行業專家，生成各類題目。對題目分級分類，適合不同用戶選擇。

2.2 主界面

進入主界面后，青銅器園區旋轉，展示各個場館和各室的結構。

按鈕“播放歡迎詞”可以控制是否播放歡迎詞。點擊各按鈕可以進入場館漫游和五個場館中。點擊“結束”即可結束程序運行。

實現GUI界面及園區旋轉的代碼是：

2.3 人物移動

點擊對應的場館按鈕，切換場景，用戶的位置在對應場館入口處。可漫游全場，整個青銅器展館都布置了燈光。W、A、S、D和上下左右箭頭移動；Q、E、鼠標左右鍵旋轉。設置了墻壁，不可穿過。可以控制是否播放使用指南、背景音樂。可以回到主界面，跳轉到任意場館。

添加膠囊體Capsule設置tag=“參觀者”，添加相機Camera設置其為Capsule的子物體，調整到合適位置。實現參觀者移動和旋轉的代碼：

2.4 觸發

靠近物品有語音介紹。玩家進入觸發范圍，游戲自動播放相關語音文字說明或者視頻。步驟如下：配音mp3放在Unity的Assets/Resources下；為參觀者設置碰撞體及其中心和尺寸，腳本掛在參觀者上；為物品設置剛體和碰撞體、標簽tag，并選中物品的Is Trigger。參觀者進入“青銅鼎”和“夢溪筆談”范圍內，自動觸發解說的代碼：

2.5 互動環節

玩家每學習一個青銅器就對其進行提問，提問方式或一道選擇題或一道判斷題，各種題型。

1）問答。歷史人物，如文丁，商朝二十九代王，為祭祀其母，組織鑄造大型青銅鼎“司母戊”；厲王（姬胡）鑄造“大克鼎”；干將與莫邪，春秋時期吳國的鑄劍名師；董欽，隋朝開皇四年造鎏金銅佛像群。青銅器，如后母戊鼎，商代晚期的青銅器，重達832.84千克；青銅爵，流行于夏商時期。

2）玩家對抗。通過精美的畫風以及互動劇情再現青銅器時代，通過劇情交互來獲得各種制作材料合成青銅器，劇情包含各種小游戲，投壺、祭祀、大典等等。還可進行在線PK，累計世界排名。玩家將以第一人稱視角參與游戲，鏡頭旋轉和移動玩家鏡頭將會同步進行。參與劇情游戲時系統將調整到第三人稱視角，玩家也可以切換為第一人稱。

2.6 協程技術

協程技術是等某個操作完成之后再執行后面的代碼，或者說是控制代碼在特定的時機執行。而多線程在 Unity 渲染和復雜邏輯運算時可以高效地使用多核 CPU，幫助程序可以更高效運行[4]。Unity編程時，主線程執行主程序代碼，創建額外的線程和主線程同時運行。如果同時要處理很多事情或者與Unity的對象互動小，用thread，否則使用coroutine。

3 結束語

本課題組依托的平臺為國家級虛擬仿真實訓培育基地，基地網址為scetc.walkclass.com。團隊擁有虛擬現實正版開發軟件及響應開發 調試硬件。團隊聘請了行業專家作為項目顧問和指導教師，已經開發了多個青銅器版本。在測試過程中，選擇了不同年齡層次的用戶，廣泛收集意見，提升了作品質量。