劉洋

摘 要：中國的物質(zhì)文化遺產(chǎn)是中國悠久歷史文化的積淀，在新的數(shù)字化時(shí)代需要結(jié)合新的技術(shù)手段來提高它的生命力，拓展出新的藝術(shù)形式，拓寬它的傳播范圍。本文以耀州瓷瓶為例，引入U(xiǎn)nity3D引擎實(shí)現(xiàn)其三維虛擬展示，以此探討Unity引擎在實(shí)現(xiàn)面向文化遺產(chǎn)的虛擬展示中的作用。

關(guān)鍵詞：虛擬展示技術(shù)；耀州瓷；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)；紋理映射；Unity3D

1 背景分析

計(jì)算機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使得我們對(duì)文化記錄與傳播的載體選擇有了更多探索的空間。人們不斷提高的文化需求與體驗(yàn)需求也對(duì)研究如何利用新的技術(shù)手段來承襲與展現(xiàn)歷史文化提出了更高的要求。面向文化遺產(chǎn)的數(shù)字化展示技術(shù)就是其中十分重要的一個(gè)方面。

2 現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的展示方式多數(shù)是將文物或標(biāo)本等作為展示內(nèi)容，通過一定的主題或排序方式進(jìn)行分類和組合，以櫥窗陳列附以說明為形式進(jìn)行展現(xiàn)。這樣的展示方式雖然具有真實(shí)、直觀、準(zhǔn)確和生動(dòng)的特點(diǎn)，但給參觀者的觀看角度和觀看距離等往往非常受限，多數(shù)展品無法提供給參觀者全方位的信息。同時(shí)實(shí)物展示會(huì)受到時(shí)間與空間的制約，觀者只能在特定的時(shí)間和地點(diǎn)參觀特定數(shù)量的展品，信息量受到直接的影響。且將文物陳列于展館當(dāng)中會(huì)對(duì)文物有一定的損壞影響，不利于其保護(hù)。

這樣的靜態(tài)的、單一角度的呈現(xiàn)方式，缺乏互動(dòng)性和趣味性，對(duì)許多參觀者吸引力并不大，參觀過程只是“走馬觀花”，造成參觀效果和學(xué)習(xí)效果并不理想。加之其具有一定的時(shí)間與空間的局限性，不利于大范圍和長久的文化傳播。

3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱AR），被稱為21世紀(jì)最有前景的研究領(lǐng)域之一，它是把計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體或其他信息合成到用戶感知的真實(shí)世界中的一種技術(shù)。[1]AR技術(shù)是虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維注冊(cè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，是利用附加的圖形或文字信息，對(duì)周圍真實(shí)世界的場景動(dòng)態(tài)進(jìn)行增強(qiáng)，[2]比虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR）技術(shù)有更大的優(yōu)勢。

4 基于Unity3D的耀州瓷虛擬展示技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)

在進(jìn)行3D模型采樣時(shí)需注意選取器型標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)物進(jìn)行3D模型建立，以保證其三維虛擬效果的準(zhǔn)確度。

4.1 3D模型的建立

（1）產(chǎn)生3D對(duì)象。在3D MAX環(huán)境下通過提取特征線，反復(fù)比對(duì)修改特征線后，旋轉(zhuǎn)得到曲面造型。

（2）導(dǎo)出3ds.文件。將文件命名為yaozhouci，然后使用“導(dǎo)出”命令，保存文件，文件類型選擇3ds.導(dǎo)出完成。

4.2 提取紋理

將數(shù)碼相機(jī)固定在三腳架上，由于瓷瓶的反光性，需要使用柔光箱進(jìn)行拍攝。測量瓷瓶中心軸將耀州瓷瓶放置在旋轉(zhuǎn)臺(tái)中心，調(diào)整相對(duì)位置，使相機(jī)鏡頭與瓷瓶中軸平行。每次旋轉(zhuǎn)5度，共72個(gè)角度。由于瓷瓶為球面，所拍攝照片有非常大的球面變形，而每張圖片的中心部分垂直于相機(jī)基本沒有形變，因此截取每張圖片的中心部分進(jìn)行拼接。又由于瓷瓶直徑上下不同，將其分為上下6個(gè)部進(jìn)行采集，即獲得432張圖案素材。

獲取完成后在Photoshop進(jìn)行拼接處理，調(diào)整位置及尺寸使得花紋連續(xù)，且首尾相接。拼接工作完成后需要進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整處理，對(duì)比實(shí)物矯正顏色，調(diào)節(jié)亮度及飽和度等。

最終獲得的瓷瓶花紋拼接效果如圖所示。

4.3 確定識(shí)別標(biāo)記

（1）制作二維識(shí)別圖。將照片文件經(jīng)過photoshop處理制作出可作為二維識(shí)別圖的文件。

（2）生成識(shí)別圖Unity包。將識(shí)別圖上傳至高通網(wǎng)站（https：//developer.vuforia.com）后，下載其對(duì)應(yīng)Unity包。

4.4 虛擬展示程序的實(shí)現(xiàn)

將三維模型、紋理貼圖、識(shí)別圖對(duì)應(yīng)Unity包及安卓開發(fā)工具包導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D中。

刪除main camera，搜索AR Camera并將其拖動(dòng)到Hierarchy窗口中，將ImageTarget同樣拖動(dòng)進(jìn)來，再將3D模型拖動(dòng)至ImageTarget。對(duì)ImageTarget進(jìn)行修改，將Data Set修改為識(shí)別圖的Unity包（yaozhouci），ImageTarget選擇二維識(shí)別圖（_MG_290945）。

單擊AR Camera，調(diào)整相機(jī)位置至3D模型正上方，并進(jìn)入Data Set Load Behavior（Script）選項(xiàng)，勾選Load Data Set yaozhouci后再勾選Activate，即可完成運(yùn)行程序后識(shí)別二維識(shí)別圖自動(dòng)加載對(duì)應(yīng)3D模型的命令。

以Android為例，導(dǎo)出apk.文件，并進(jìn)行測試。測試效果如圖。

5 結(jié)語

對(duì)比實(shí)物與展示效果，可以發(fā)現(xiàn)Unity3D引擎能夠高度還原展示信息。相比其他虛擬展示，通過Unity引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的展示效果還原度比較理想，給觀者身臨其境的感覺，具有更強(qiáng)的生動(dòng)性和吸引力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 齊越，馬紅妹.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)：特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2004，25（5）：900-903.

[2] Azuma R.Survey of Augmented Reality[J]. Teleoperators and Virtual Environments，1997，6（4）：355-385.

[3] Unity、劃時(shí)代的超級(jí)引擎[DB/OL]. www.souvr.com/event/ 201211/59451html.