周 未，王存睿，王楠楠，段曉東，吳 旭

(大連民族大學(xué) a.計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院； b.大連市民族文化數(shù)字技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116605)

云南佤族文化數(shù)字化保護(hù)研究

周 未a,b，王存睿a,b，王楠楠b，段曉東a,b，吳 旭a,b

(大連民族大學(xué) a.計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院； b.大連市民族文化數(shù)字技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連 116605)

在研究佤族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)數(shù)字化的基礎(chǔ)上，對(duì)采集的佤族文化與實(shí)體資源進(jìn)行數(shù)字化和編目，構(gòu)建佤族文化數(shù)字化平臺(tái)。完成了佤族舞蹈建筑等人文資源的加工入庫(kù)與資源管理系統(tǒng)的構(gòu)建，并與旅游服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行融合,使佤族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)資源的數(shù)字化科學(xué)存儲(chǔ)以及旅游數(shù)字化體驗(yàn)、村寨展陳、佤族舞蹈的虛擬交互整合為一個(gè)大型系統(tǒng)。強(qiáng)化了少數(shù)民族文化遺產(chǎn)的服務(wù)創(chuàng)新模式，提高少數(shù)民族文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)和擴(kuò)展能力。

文化保護(hù)；數(shù)字化；體感交互；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；虛擬現(xiàn)實(shí)；大數(shù)據(jù)移動(dòng)平臺(tái)

Abstract:On the basis of studying the digitization of the traditional culture heritage of Wa nationality, the Wa culture and the entity resources are digitized and catalogued, and the digital platform of Wa culture is constructed. The construction of resources management system of the human resources, such as Wa dance, architecture and so on are completed, which has been integrated into the tourism service system. We also integrate the digital, scientific storage of Wa traditional cultural heritage resources, tourism digital experience, village show, WA dance virtual interaction into a large system. The service innovation model of ethnic minority cultural heritage is strengthened so as to improve the digital protection and expansion ability of minority cultural heritage.

Keywords:cultural protection; digitizing; somatosensory interaction; augmented reality; virtual reality; large data mobile platform

數(shù)字化技術(shù)發(fā)展非常迅速，以體感交互、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和大數(shù)據(jù)移動(dòng)平臺(tái)等的現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)手段，成為新興媒體藝術(shù)的主流[1]。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)的交互設(shè)計(jì)，重新詮釋和體驗(yàn)民族文化的精髓，創(chuàng)造出豐富獨(dú)特的現(xiàn)代視聽(tīng)效果[2]。能為佤族文化資源的保護(hù)與發(fā)展提供新的道路。通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)以及大數(shù)據(jù)移動(dòng)平臺(tái)服務(wù)來(lái)豐富和完善傳統(tǒng)民族文化，使文化與科技更好的結(jié)合與跨界，從而促進(jìn)云南佤族文化融入世界民族文化的繁衍之中。通過(guò)這樣的方式可以吸引其他少數(shù)民族推動(dòng)其本民族健康可持續(xù)的發(fā)展。

1 目前佤族數(shù)字化保護(hù)的現(xiàn)狀

佤族是中國(guó)少數(shù)民族之一，分布在我國(guó)云南地區(qū)，現(xiàn)有人口42萬(wàn)多人[3]，也是我國(guó)跨境民族。佤族的文化傳播和數(shù)字化現(xiàn)狀如下[4]：

民族文化宮博物館和中國(guó)少數(shù)民族圖書(shū)館館藏?cái)?shù)量不超過(guò)350件；在互聯(lián)網(wǎng)方面淘寶網(wǎng)上佤族商品僅20余種不重復(fù)商品，以服飾居多,而文化旅游產(chǎn)品基本空白；在互聯(lián)網(wǎng)娛樂(lè)媒體中，優(yōu)酷上佤族視頻僅6882個(gè)，其中高清畫(huà)質(zhì)4340個(gè)，視頻長(zhǎng)度在10-30分鐘以上有106個(gè)，30分鐘以上15個(gè)；在手機(jī)應(yīng)用軟件方面，蘋(píng)果APP和佤族相關(guān)的數(shù)量為1(佤邦資訊)，沒(méi)有關(guān)于佤族著名翁丁旅游相關(guān)APP，Android應(yīng)用商店沒(méi)有佤族相關(guān)APP；而微信端，關(guān)于佤族和翁丁微信認(rèn)證非政府的文化傳媒微信公眾號(hào)僅有5個(gè)。

從目前來(lái)看對(duì)于少數(shù)民族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)工作進(jìn)展緩慢，特別是在現(xiàn)代化和科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，少數(shù)民族文化的生存和發(fā)展的環(huán)境日趨受到破壞，特別是以特色文化和言傳身授的方式來(lái)傳承的少數(shù)民族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)[5]。

2 佤族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)與活用

首先通過(guò)數(shù)字化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展所帶來(lái)的服務(wù)，如利用數(shù)字化建設(shè)中相關(guān)的圖像，聲音，視頻及三維數(shù)據(jù)信息等資源來(lái)支撐數(shù)字化保護(hù)方式[6-7]；并進(jìn)一步為傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)，尤其是在三維信息獲取、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究與應(yīng)用發(fā)展，為物質(zhì)及非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化研究與保護(hù)開(kāi)發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.1 開(kāi)發(fā)佤族舞蹈體感交互軟件

首先，利用Kinect體感攝影機(jī)開(kāi)發(fā)佤族舞蹈體感交互軟件，進(jìn)行舞蹈數(shù)據(jù)的采集。其中，體感交互包括了任何硬件裝置技術(shù)并涵蓋了圖像識(shí)別、聲音識(shí)別、信號(hào)處理等領(lǐng)域，一般需要借助數(shù)據(jù)手套、3D 頭盔等硬件實(shí)現(xiàn)。隨著計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別、機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)的發(fā)展，可以直接利用機(jī)器捕獲的身體數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，利用Kinect體感攝影機(jī)使人機(jī)交互無(wú)需昂貴的硬件支撐也可實(shí)現(xiàn)[8]。一方面利用Kinect傳感器獲取RGB和深度圖像數(shù)據(jù)，支持實(shí)時(shí)的全身和骨骼跟蹤，可以識(shí)別一系列的動(dòng)作。Kinect 還有陣列式麥克風(fēng)，并可同時(shí)捕捉彩色影像，3D深度影像和聲音信號(hào)；另一方面在數(shù)據(jù)處理上Kinect能夠精確地進(jìn)行骨架跟蹤，更精確地進(jìn)行關(guān)節(jié)和肢體活動(dòng)的映射[9]。

其次，利用3DSMAX建模軟件對(duì)特征人體和面部進(jìn)行三維建模，針對(duì)Kinect的骨骼識(shí)別要求，實(shí)現(xiàn)了三維模型的骨骼設(shè)定，驅(qū)動(dòng)權(quán)重，優(yōu)化和測(cè)試，演示過(guò)程如圖1。

圖1 佤族舞蹈數(shù)據(jù)采集

通過(guò)Kinect等動(dòng)作捕捉系統(tǒng)捕捉非遺舞蹈動(dòng)作信息，并把動(dòng)作信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，將非遺舞蹈動(dòng)作長(zhǎng)久保留，以及設(shè)計(jì)三維角色，利用舞蹈動(dòng)作數(shù)據(jù)創(chuàng)造三維動(dòng)畫(huà)，能增加在人機(jī)交互體驗(yàn)中的趣味性，使非遺舞蹈得以更廣泛的傳承和傳播。在軟件中，通過(guò)大尺寸屏幕顯示設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的感官體驗(yàn)效果，如對(duì)具有代表性的佤族舞蹈—“木鼓舞”等，用戶(hù)通過(guò)攝像頭跟屏幕中的各類(lèi)虛擬形象互動(dòng)，進(jìn)行可視化、情境化的演繹、展示與交互等。

2.2 翁丁佤族古村落全景虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用于佤族建筑的數(shù)字化復(fù)原，虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖2。主要涉及的技術(shù)有：3D建模技術(shù)、虛擬交互技術(shù)以及系統(tǒng)集成技術(shù)[10]。其中，3D建模技術(shù)目的是獲取虛擬三維模型和虛擬場(chǎng)景，并根據(jù)需要，利用虛擬模型，通過(guò)貼圖烘焙手段，將場(chǎng)景中的物體表面的照明效果烘焙成為紋理，然后將烘焙后的結(jié)果作為物體的表面紋理來(lái)模擬。

圖2 虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)過(guò)程

以翁丁佤族古村落全景虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)為例，虛擬場(chǎng)景如圖3。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)方式將多媒體技術(shù)與三維動(dòng)畫(huà)相結(jié)合，可以有效地解決抽象思維與建筑實(shí)體之間的接觸問(wèn)題，直觀(guān)的表現(xiàn)，讓人們有身臨其境的感覺(jué)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登錄方式，以虛擬體驗(yàn)者的身份進(jìn)入到高清晰度三維全景虛擬環(huán)境中，而且體驗(yàn)者可以設(shè)定自己喜歡的場(chǎng)景，通過(guò)此次系統(tǒng)的制作，將翁丁佤族古村落這座人類(lèi)文化遺產(chǎn)的部分優(yōu)秀傳統(tǒng)建筑模擬建造并可視化，更形象地展示給廣大人們?nèi)罕姡尭嗳肆私膺@座古村落，對(duì)于佤族古村落的旅游行業(yè)，旅游景點(diǎn)的宣傳也能起到了一定的推動(dòng)作用。通過(guò)收集佤族傳統(tǒng)民族建筑樣式資料，為保護(hù)歷史遺產(chǎn)盡微薄之力，同時(shí)基于虛擬現(xiàn)實(shí)效果進(jìn)行建模，讓人身臨其境，更好的了解翁丁民居建筑，去游覽，欣賞這些傳統(tǒng)建筑，感受其的藝術(shù)魅力。

圖3 虛擬場(chǎng)景效果

2.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的佤族明數(shù)字信片

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)AR)，是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺(jué)信息,聲音,味道,觸覺(jué)等),通過(guò)電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類(lèi)感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)；使真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫(huà)面或空間同時(shí)存在[11-13]。

在實(shí)際操作中，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將明信片對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)視頻標(biāo)定生成虛擬對(duì)象顯示到用戶(hù)設(shè)備所掃描的完整區(qū)域內(nèi)，對(duì)于真實(shí)環(huán)境下明信片的表面紋理是通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的攝像頭實(shí)時(shí)連續(xù)標(biāo)定，從而建立虛擬環(huán)境的三維或二維空間，達(dá)到“虛中有實(shí)”的表現(xiàn)效果。在虛擬環(huán)境出現(xiàn)了來(lái)自于真實(shí)世界的實(shí)時(shí)圖像，其中明信片上的紋理都來(lái)自于相機(jī)采集的圖像如圖4。

圖4 利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)掃描明信片

圖中筆記本對(duì)一幅佤族明信片的圖像，進(jìn)行定位和定姿態(tài)，然后應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)圖片信息，進(jìn)行識(shí)別匹配，當(dāng)匹配成功播放出關(guān)于此明信片的視頻，通過(guò)這樣的方式將靜態(tài)的物體轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)的畫(huà)面，而且當(dāng)攝像頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，虛擬對(duì)象可以同步跟蹤真實(shí)物體，利用這種效果已經(jīng)達(dá)到了提高增強(qiáng)交互性的目的。

通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在佤族明信片使得其脫離了作為實(shí)際物品的意義，而是作為一種數(shù)字化的傳播代表。將AR技術(shù)融合到佤族文化保護(hù)中為例，進(jìn)一步讓民族藝術(shù)以一種全新的媒介、新穎的方式融入到信息化建設(shè)中，帶來(lái)更智能的感知體驗(yàn)同時(shí)，幫助其更好的了解這些少數(shù)民族文化的價(jià)值及其代表的獨(dú)具魅力的文化內(nèi)涵。

2.4 佤族文化遺產(chǎn)保護(hù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)

整合了佤族所有優(yōu)質(zhì)文化數(shù)據(jù)資料歸類(lèi)成庫(kù)，依據(jù)平臺(tái)功能的不同，可劃分為佤族文化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，佤族巡檢數(shù)據(jù)，佤族展示數(shù)據(jù)等模塊，為佤族少數(shù)民族文化產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)檢索，存儲(chǔ)，講解共享，導(dǎo)覽等功能于一體的綜合性，系統(tǒng)性，開(kāi)放性的服務(wù)，推動(dòng)了佤族文化產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)的傳播與流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享。同時(shí)，佤族文化遺產(chǎn)保護(hù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)與移動(dòng)客戶(hù)端有效銜接，打造移動(dòng)客戶(hù)端APP，游客在前往佤族旅游，欣賞少數(shù)民族文化特色時(shí)，只需打開(kāi)移動(dòng)端APP，就能了解到當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土民情特色文化以及在線(xiàn)講解等服務(wù)，加深對(duì)佤族文化的認(rèn)知與理解。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的佤族文化平臺(tái)如圖5。

3 結(jié) 語(yǔ)

以云南佤族非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)為例，打造以數(shù)字化建設(shè)為基礎(chǔ)的平臺(tái)，并利用體感交互、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和大數(shù)據(jù)移動(dòng)平臺(tái)技術(shù)對(duì)佤族特色傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)進(jìn)行保護(hù)與傳承。通過(guò)該案例開(kāi)展對(duì)民族文化數(shù)字化保護(hù)與傳承的研究，強(qiáng)化了少數(shù)民族文化遺產(chǎn)的服務(wù)創(chuàng)新模式，提高少數(shù)民族文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)和擴(kuò)展能力。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)對(duì)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)和傳播，將其推向市場(chǎng)，成為一種新興文化產(chǎn)業(yè)，這種保護(hù)途徑將最具文化延續(xù)性和創(chuàng)造力。為在數(shù)字化時(shí)代背景下保護(hù)民族文化獲得有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)和探索。

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(責(zé)任編輯 趙環(huán)宇)

ResearchonNationalCultureandDigitalProtectionofYunnanWaNationality

ZHOUWeia,b，WANGCun-ruia,b，WANGNan-nanb，DUANXiao-donga,b，WUXua,b

(a.School of Computer Science and Engineering, Dalian Minzu University, Dalian Liaoning 116605,China; b.Dalian Key Lab of Digital Technology for National Culture, Dalian Minzu University,Dalian Liaoning 116605, China)

TU317

A

2017-03-28；

2017-07-20

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(DC201502100401)。

周未(1991)，男，安徽阜陽(yáng)人，大連民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生，主要從事軟件工程與人工智能研究。

作者簡(jiǎn)介：王存睿 (1980-)，男，吉林遼源人，副教授，主要從事軟件工程與人工智能研究，E-mail:wcr@dlnu.edu.cn。

2096-1383(2017)05-0499-04