基于文化遺產的虛擬現實藝術設計策略研究

基金項目：本文系2024年北京高等教育本科教學改革創新項目“城市數智化背景下首都文化資源與設計學教育融合實踐研究”的階段性研究成果。

2023年6月2日，習近平總書記在文化傳承發展座談會上發表重要講話時指出，在新的起點上繼續推動文化繁榮、建設中華民族現代文明，要在守正創新中傳承弘揚中華優秀傳統文化，更要創作出更多彰顯新時代中國特色的文化作品滿足人民群眾多樣化的文化需求。文化遺產既是中華傳統文化的重要表現，也是中華文化的延續和傳承，更是國家文化軟實力的重要體現和重要組成部分。隨著虛擬現實技術的發展，其在文化遺產領域的應用逐漸深入，這些應用可以使觀眾跨越時間、空間的限制，隨時隨地感受文化遺產的魅力。文化遺產存在著保存較難，容易受到人為因素的破壞等困難，虛擬現實技術與文化遺產的結合，能夠促進文化遺產的數字化保護與傳播，是一種新型的文化傳承方式。這種結合形式可以加強感官體驗、創新表達形式。因此，應該積極探索將虛擬現實、增強現實等新技術融入文化遺產，使文化遺產在新時代得到“活化”，發揮文化遺產的價值功能和時代意義。立足于以上背景，本研究基于文化遺產的虛擬現實藝術設計策略，試圖為該領域理論探索提供一些有益的參考。

一、文化遺產的概念

文化遺產是歷史留給人類的寶貴財富，物質文化遺產是指具有歷史、藝術、科學等方面的文化遺產；非物質文化遺產就是以無形的形式，存在于人們的生活中，并與人們的生活緊密聯系在一起代代相傳。文化遺產能較好地反映當時社會的許多情況，是人們進行史學研究的重要基礎。由于文化遺產的傳承受到人為破壞等多種因素的侵蝕與影響，因此，對其進行保護已成為當務之急。

二、虛擬現實藝術概述

2012年，消費級別的HMDOcuusRi設備出現，開啟了消費級VR設備的浪潮，其可移植性和低成本性意味著VR成為一種實用的流行媒體。伴隨著VR技術不斷更新迭代，出現了“虛擬現實元年”（2016年）、“元宇宙元年”（2021年）等新浪潮。

虛擬現實藝術是文化與科技的融合，是以虛擬現實技術為基礎的“新藝術”。這種新藝術通過屏幕、眼鏡、頭盔、手柄等硬件設施，為使用者帶來視、聽、觸等多層次感官互動體驗，使人有一種身臨其境的感覺。

虛擬現實技術在文化遺產領域的應用越來越多，主要集中在古建筑的數字化保護與傳承方面。利用三維可視化模型、攝影測量方法、影像紋理映射法等方法，對建筑及石雕進行虛擬再現。在用戶使用端，可以通過眼動儀、手勢互動以及全息投影，來與展品近距離互動，通過符號、圖形、文字、色彩等細節形式，使虛擬文物與真實世界交流互動。

在文化遺產保護方面，虛擬現實的運用可分為兩個方面，一是文物保護，二是文物展示。虛擬現實等新技術在文化遺產保護方面有增效作用。在文物保護領域，如何快速、精確地構建文物的三維模型是當前研究的熱點，而虛擬現實可以通過反復的模擬來選擇最合適的修復方法，減少對文物的損傷，減少維修費用，是一項非常有意義的工作。在文物的輔助展示中，虛擬現實技術依賴沉浸式、多感知的特性，讓用戶可以在非現場對古代建筑和文物進行沉浸式參觀，捕捉用戶的好奇心，增強參觀的興趣，對文物進行更深層次的理解，拓展文物知識的傳播范圍3。

由此可以看出，虛擬現實技術所具備的視覺、交互、沉浸等特性，對文化遺產的保護與傳播具有重要意義。VR藝術基于文化遺產的歷史背景進行設計，搭建出虛擬的歷史環境，使用戶與VR系統產生交互性聯系。體驗者可以切身體會，感受到很強的沉浸性。目前，這類藝術會安放在博物館和美術館等文化交流場所中，它們可以激發參觀者的好奇心和求知欲，更好地傳播歷史文化知識。

三、基于文化遺產的虛擬現實藝術案例分析

（一）敦煌VR古籍尋游記

2023年3月，敦煌博物館聯合字節跳動、中國第一歷史檔案館等共同打造“古籍尋游記”，基于相關史料記載、考古遺址，以故事化的敘事方式帶領用戶觸摸歷史，直接體驗古籍記載的歷史和故事。

在視聽體驗方面，“古籍尋游記”采用了最新的廣度高清晰Pancake技術，以及PICO公司自己開發的6自由度光學定位系統，利用頭顯上的四目攝像機進行空間定位和精確的算法跟蹤，用戶不僅能看到天上的絢麗星辰，還能準確地拾起桌子上的觀星儀，讓VR體驗變得更加有趣。在“敦煌遺書”篇中，用戶體驗壁畫修復的完整過程，近距離感受敦煌之美（如圖1）。在“明清檔案”篇中，用戶作為天文生跟隨欽天監監正南懷仁登上觀星臺記錄星象，南懷仁身著清代康熙年間官員服飾，朱紅頂朝冠搭配蒼藍色朝服，使用戶感受到逼真的臨場感。項目運用了雙立體聲揚聲器打造空間感音頻，因此，當南懷仁站在用戶虛擬形象的身邊時，他說話的聲音也從該方向清晰地傳遞過來，帶來更有方位感、更細膩、更真實的聲音感受。

該項目給用戶帶來了更好的交互體驗，通過3A場景搭建，以及符合歷史背景的故事腳本，設置了合理的道具互動，對古文獻發現的歷史進行了創造性解讀。例如，在“殷墟甲骨”篇中，用戶穿越至商朝，考證當時古人如何使用龜甲卜卦，搖動手柄敲打甲骨，可以清晰聽到甲骨相擊之聲，感受錘擊的震動感，有種身臨其境之感。在“居延漢簡”篇中，用戶扮演東漢時期的邊塞戰土，可以感受到敵人來犯時的緊張氛圍，并能在危急時刻點燃烽火，還可以完成斧頭劈柴、手持弩箭射擊等動作，反饋逼真。項目考慮到了交互易用性，每個交互動作都有光標提示，用戶能夠在沒有提示文字的情況下流暢完成交互體驗。在寬頻馬達的加持下，使用者拖拽下的天空環，呈現出了一種真實的變化，每一個細微的動作設計了不同的振動頻率，充滿了樂趣和代入感。

為了打造沉浸式的體驗，該項目將用戶轉移到不同的時空，例如商朝、東漢時期，循序漸進地交代角色、故事情節，讓用戶在清醒的狀態下來到夢境，獲得非同尋常的感覺與認知。虛擬現實藝術打造的虛擬空間與現實中觀眾感受到的身體移動，共同交織成奇異的穿越感，虛擬與現實的界限變得模糊。

（二）故宮VR倦勤齋

2021年12月，故宮博物院與騰訊聯合主辦“紋以載道——故宮騰訊沉浸式數字體驗展”，由Rokid為“夢幻江南”的倦勤齋提供VR、AR技術支持。跟隨虛擬導游的語音指導，了解倦勤齋中的字畫內容、壁畫繪制工藝以及樓宇建筑的建造巧思。

為了達到逼真的視聽效果，倦勤齋VR項目運用攝影測量、三維建模、虛擬現實技術，將建筑形制和內部通景線法畫都很好地復刻出來。通景線法畫，即與建筑融合的透視繪畫，布滿倦勤齋西四間的北墻、西墻和天頂，環繞著方亭戲臺。例如，北墻通景線法畫主要描繪的是皇宮花園景致，紅柱黃瓦的歇山殿宇和尖頂亭臺，遠處是紅墻青瓦的宮墻。殿宇旁有湖石假山、青松花卉，還有株株紫藤繞柱而上（如圖2）。畫中的斑竹籬墻與倦勤齋室內真實存在的木雕漆籬墻遙相呼應。借助騰訊的沉浸式渲染和全景聲技術，倦勤齋VR畫面形成亦真亦幻的視覺空間，令用戶沉浸其中、虛實難辨。

虛擬導游采用對話框和語音引導的交互方式，帶領用戶體驗倦勤齋的“貼雕竹簧”工藝，將跳躍的小鹿與松竹圖案的竹片貼到對應墻面裝飾，感受貼雕竹簧工藝的精致與生靈的律動。據考究《倦勤齋江南織錦的仿制》，設置撣灰、補修的互動環節，讓用戶切身體會蘇繡、云錦的修復過程，令人感受到先人的智慧與巧思。

倦勤齋的通景畫受到意大利巴洛克藝術風格的影響，在繪畫風格上帶有焦點透視與明暗關系，倦勤齋VR項目巧妙地強調透視，將通景畫通過三維建模打造成可以進入的幻境，里面的仙鶴展翼舞姿如生，紫花垂落生機盤然，紅柱黃瓦的殿宇高大矗立。通景畫用色豐富，主要有青綠棕黃四種顏色，其中黃色明度、純度較高，呈現出壯麗、恢弘的美學意境；搭配低明度、純度的青色墻瓦裝飾，形成對比色配色，給人帶來強烈的視覺沖擊。用戶欣賞通景畫，仿佛置身真實場景，這種真實感一方面來自通景線法畫對空間的營造，另一方面則來自畫中景物所表達的季節感與時間感。時間與空間在倦勤齋中合二為一。

（三）秦·兵馬俑VR影片

2023年12月，秦始皇帝陵博物院聯合PICO、西安可視可覺公司，基于秦始皇帝陵博物院館藏的國家級文物以及文博IP“壹秦”，推出的《兵馬俑奇妙夜》VR影片作品。

為了達到更好的視聽效果，該作品基于實時渲染和無線串流技術，也是國內首個使用了虛幻五引擎UE5進行3A級場景搭建及特效制作的影片，也是數字化文化歷史內容以妙趣橫生的故事落地于線下文旅場景的全新探索。用戶與小玩偶“壹秦”一同步入一個宛如真實的第一人稱敘事世界，隨著劇情的一步步展開，博物館內的所有元素都將鮮活生動地“復蘇”過來（如圖3）。用戶可以在娛樂中探尋古跡，觸摸文物，在作品故事化的敘事方式中，更加深入地了解兵馬俑的歷史和文化背景。

《兵馬俑奇妙夜》重在打造更真實的交互體驗，在傳統純視覺VR體驗之上，增加了騎乘體感系統，進階到了現實維度，結合劇情讓用戶感受到騎馬奔騰、駕馭飛鳥等奇妙經歷，大大增加了對用戶體感的刺激。

沉浸式的體驗設計，不僅使用戶更加親近和理解歷史文化遺產，也激發了他們對保護和傳承這些寶貴遺產的關注和責任感。《兵馬俑奇妙夜》使中華文明的精髓在互動和體驗中得以延續和發揚，進一步增強了用戶的文化認同和歷史使命，進而傳承中華文明的精髓。

四、基于文化遺產的虛擬現實藝術設計策略分析

（一）視覺空間應反映文化遺產的歷史背景

在視覺設計方面應該基于文化遺產的歷史背景來打造視覺空間。因此，虛擬現實藝術作品應利用各種視覺手段來表達文化遺產的深厚歷史底蘊和獨特魅力。使用戶通過視覺體驗留存對文化遺產的記憶，進而提升文化遺產對觀眾的吸引力。例如，VR項目《絲路榮耀》利用高清圖像和細致建模，還原了繁華的絲路景象，商賈行人、絲路貿易中的奇珍異寶在眼前觸手可及，空氣中的熱浪和地面的風沙由真實的物理引擎模擬，虛擬的視覺畫面帶來偽觸覺感受。夜晚的沙漠古城燈火通明，孔明燈懸浮而上，煙花在空中炸開，逼真的光線追蹤算法使絲路的繁華重現。

（二）聲音設計應烘托真實的文化場景

在聲音設計方面，應選取文化遺產所處時代的樂曲或音效進行配樂，以烘托真實的文化場景。加入立體聲技術，運用聲音制作最新技術，還原具有空間真實感的聲音。例如，VR項目《來自大灣區》采用空間音頻技術，展示了舞獅表演的全貌，醒獅點地的聲音、背景音樂，甚至是表演者的細微心跳聲都有一定程度的還原。VR項目《風起洛陽》實現了影視場景在虛擬世界的全景呈現，背景音樂是悠揚的古箏聲，用戶扮演洛陽俠客，在體驗劇情的同時能夠聽到耳邊傳來湍急的水流聲、馬蹄聲、刀劍交錯的打斗聲，多層次的聲音疊加使用戶更加沉浸在洛陽的場景中。

（三）敘事性的交互設計

如今，越來越多的虛擬現實藝術使用敘事性的交互設計。在符合易用性原則的基礎上，加入游戲化元素，讓用戶在互動體驗中扮演角色，體驗基于歷史背景的故事情節，并從中獲得成就。在游歷場景的過程中，增加下卦問天、科考問答的腦力挑戰，奏樂對詩、飲茶舞蹈的娛樂欣賞。例如，在VR項目《行走敦煌》中，用戶以第三人稱的視角走進敦煌莫高窟第285號洞窟，他可以根據交互界面的提示撿起油燈照亮洞窟，推門走進僧人禪修的房間，觸摸壁畫看飛天形象騰空變換。

（四）沉浸式的文化環境

虛擬現實藝術使用了燈光、影像、聲音等元素來打造沉浸式的文化環境。在認知過程中，用戶需要從外界環境和身體感知獲取信息，在用戶的心智模式下，以用戶的感覺和認識為中心5。因此，用戶可以從視覺、聽覺和觸覺等多方面體驗VR系統。中國傳統美學的“天人合一”是沉浸式體驗的文化先導，它強調人與環境的和諧共生，注重將審美融入日常。因此，“潤物細無聲”式的沉浸式體驗更容易被用戶接納。多感官體驗可以給用戶帶來更深的沉浸感和情感共鳴。

五、結語

隨著數智時代的到來以及文化數字化浪潮的出現，消費者追求更加個性化、沉浸式的文旅體驗。本文對中國文化遺產虛擬現實藝術的優秀案例進行了分析，并在以上研究的基礎上，提出了基于文化遺產的虛擬現實藝術設計策略，主要在視覺、聽覺、交互和沉浸四個方面，包括視覺空間應反映文化遺產的歷史背景，聲音設計應烘托真實的文化場景，敘事性的交互設計，以及沉浸式的文化環境。在未來，虛擬現實藝術作品的交互方式將逐漸趨向自然、順暢，并可以提供視覺、聽覺和觸覺等多感官體驗，構建更加逼真的虛擬體驗。文化遺產與虛擬現實技術的融合在深度上有待進一步拓展，開發出既具有文化遺產特色又有著自然交互的VR項目。

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作者簡介：

王蕊嘉，北京工商大學設計與藝術學院藝術設計專業23級在讀研究生。研究方向：數字媒體設計。

通訊作者：蔣永華，碩士，北京工商大學設計與藝術學院副教授，碩士生導師。研究方向：數字媒體設計、中國畫。

編輯：姜閃閃