楊雅莉 張媛媛 安凌中 閆琳

摘要：2016年以來虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文化遺產(chǎn)的數(shù)字化傳承中得到廣泛應(yīng)用，文章針對齊魯鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)開發(fā)問題進(jìn)行討論，從設(shè)計目標(biāo)、系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)軟件和硬件的選擇、系統(tǒng)功能模板的設(shè)計四方面分析虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);齊魯鄉(xiāng)村;傳統(tǒng)手工藝

“2016年被稱為“虛擬現(xiàn)實元年”，虛擬現(xiàn)實技術(shù)沉浸式的體驗形式和人機(jī)交互的操縱環(huán)境，為文化遺產(chǎn)的開發(fā)和利用提供新的空間。鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝是文化遺產(chǎn)的重要形式之一，不同種類的手工技藝所使用的材料、制作工具、工藝程序、產(chǎn)品等物理形態(tài)不同，其虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)界面呈現(xiàn)的形式不同，但系統(tǒng)的內(nèi)在搭建思路一致。文章深入分析齊魯鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)方法和內(nèi)在搭建思路，以期為齊魯鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的搭建與實踐提供指導(dǎo)性建議。

一、齊魯鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝虛擬現(xiàn)實數(shù)字化保護(hù)研究的必要性

齊魯鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝在齊魯特定區(qū)域的生活生產(chǎn)方式下，依托村民以特殊技藝為表現(xiàn)手段，以“口傳身教”作為文化傳承方式， “靜態(tài)”的數(shù)字化保護(hù)難以將其錯綜復(fù)雜的制作過程完整表達(dá)出來，因此面臨著后繼無人、技藝失傳等問題[1]，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)運(yùn)用3D等多媒體技術(shù)，營造逼真、生動的展示效果，讓用戶得到沉浸式體驗，為齊魯鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝的信息共享和再生提供有力保障。[2]

二、鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝虛擬現(xiàn)實的特點

首先，鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝虛擬現(xiàn)實還原操作者完整勞動過程。利用VR技術(shù)將鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝進(jìn)行建模，再現(xiàn)鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝的繁盛歷史、操作流程、技藝形態(tài)等。學(xué)習(xí)者真實體驗操作的過程，以實現(xiàn)沉浸式體驗。

其次，VR技術(shù)改變之前學(xué)習(xí)者對單一物理化形態(tài)的視覺感知，實現(xiàn)虛擬世界數(shù)字化形態(tài)多感知。學(xué)習(xí)身臨其境的參與到鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝的各個場景，將抽象的數(shù)據(jù)信息或經(jīng)驗變換成熟悉的體驗，提高學(xué)習(xí)效率。

再次，虛擬現(xiàn)實中鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝建模復(fù)雜，既要實現(xiàn)對鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝方法的建模，同時需對手工技藝的成品進(jìn)行建模。

三、手工技藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設(shè)計

鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計，首先需明確系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)，并對系統(tǒng)進(jìn)行需求分析;其次進(jìn)行系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計，功能模塊分為場景管理模塊和場景創(chuàng)建模塊;再次對各模塊進(jìn)行分解并詳細(xì)進(jìn)行設(shè)計，編寫代碼;最后進(jìn)行模塊整合并對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試、調(diào)試、完善。

1? 設(shè)計目標(biāo)

系統(tǒng)的設(shè)計滿足以下幾個目標(biāo)：其一、易操作性。系統(tǒng)中各個功能操作方便，內(nèi)容易于查找;其二、適用性。系統(tǒng)根據(jù)鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝獨有的文化特質(zhì)進(jìn)行設(shè)計;其三、場景真實性。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中所有鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝的展示場景、操作場景與真實場景有較高的匹配度，提高用戶的體驗度。[3]

2? 系統(tǒng)需求分析

（1）數(shù)字化存儲需求。數(shù)字化的存儲是鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝保護(hù)的重要形式，首先確定數(shù)字化信息采集的內(nèi)容。根據(jù)信息的內(nèi)容明確鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝數(shù)字化存儲的形式如文本、圖片、視頻、音頻、動作等，將數(shù)據(jù)資源分類儲存，以便實時調(diào)用。

（2）滿足鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝全方位展示的需求。針對具體的鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝提取其工藝特征，圍繞鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝涵蓋的內(nèi)容進(jìn)行信息解讀和展示。

（3）安全性需求。安全性需求是所有系統(tǒng)所具備的基本條件，除了在內(nèi)部設(shè)置可靠的防火墻，還需嚴(yán)格控制管理權(quán)限，不同用戶賦予不同的權(quán)限，以保證系統(tǒng)的安全性。

3? 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件設(shè)備的選擇

硬件設(shè)備需根據(jù)展示物體的特點進(jìn)行選擇，鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝多以手部操作為主，感知手部的動作并能模擬觸覺，身體需自由活動，因此鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)硬件選擇為數(shù)據(jù)手套、集耳機(jī)和耳麥一體的頭盔顯示器、光學(xué)追蹤系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)。

4? 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

（1）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)平臺設(shè)計框架

手工技藝虛擬展示系統(tǒng)包括用戶使用的前端交互界面和管理員使用的后端管理界面。前端交互以虛擬場景為界面，在虛擬環(huán)境中植入鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工藝的三維展示、場景演示、模擬創(chuàng)作三大模塊。在三維展示模塊中，導(dǎo)入手工技藝3D文件和3D模型，呈現(xiàn)其產(chǎn)品三維展示、產(chǎn)品紋理的三維展示、產(chǎn)品制作工具的三維介紹。

（2）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)場景創(chuàng)建模塊

（2.1）3D模型創(chuàng)建

3D模型的創(chuàng)建主要是創(chuàng)建手工技藝特定的三維立體模型，目前大多通常采用3Dmax 軟件。手工技藝建模的內(nèi)容包括：手工藝品單品建模、手工制作工具整體建模、手工制作工具小品建模、人物或景物小品建模等。

（2.2）虛擬環(huán)境創(chuàng)建

3D模型建立好后，需將其放置于特定的交互的3D 環(huán)境中，目前國內(nèi)常用工具為Vega，Vega 根據(jù)專業(yè)需要而設(shè)計的既直觀又易用的3D 環(huán)境觀察和交互接口，主要用虛擬現(xiàn)實、實時視景仿真以及其它可視化領(lǐng)域的應(yīng)用軟件環(huán)境。

（2.3）真實感模型創(chuàng)建

真實感模型主要對構(gòu)建的3D模型的材質(zhì)、透明度和紋理等進(jìn)行設(shè)置，模擬真實的物理規(guī)律，進(jìn)而制作完全仿真的動畫效果，進(jìn)而完成對虛擬仿真模型的渲染。

（3）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)場景管理模塊

虛擬場景管理包括渲染控制、漫游控制、沉浸控制。渲染控制是對部分仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行不同參數(shù)設(shè)置，進(jìn)而實現(xiàn)不同方式的渲染。漫游控制包括視角控制和動態(tài)虛擬控制。視角控制是對三維坐標(biāo)視角進(jìn)行實時轉(zhuǎn)換、縮放等，動態(tài)虛擬控制則對制作的工序進(jìn)行控制。沉浸控制借助立體顯示設(shè)備將用戶封閉于虛擬空間，完成觸覺和動覺的控制。

將上述功能模塊進(jìn)行分解，并將各部分模塊搭建到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)平臺設(shè)計框架中，進(jìn)而完成整個系統(tǒng)的設(shè)計。

四、結(jié)論

目前國內(nèi)外對特定文化遺產(chǎn)的虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)方法研究較少，不同形式的文化遺產(chǎn)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的研發(fā)將成為文化學(xué)者未來研究的重要方向。文章針對鄉(xiāng)村傳統(tǒng)手工技藝獨有特質(zhì)，分析其虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)設(shè)計方法，為其數(shù)字化復(fù)原和再現(xiàn)技術(shù)提供理論支撐。文章對鄉(xiāng)村手工技藝虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的共性設(shè)計思路進(jìn)行探討，并中未涉及具體的手工技藝，對特定手工技藝虛擬系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)和實現(xiàn)有待繼續(xù)研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]張爽，彭珊珊，凌慧東.傳統(tǒng)手工藝數(shù)字化平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].無線互聯(lián)科技，2018，5（03）：71.

[2]陳旺，朱米娜. 徽州牌坊VR 虛擬現(xiàn)實數(shù)字化保護(hù)與沉浸式研究[J]. 赤峰學(xué)院學(xué)報（ 自然科學(xué)版），2017，33（09）：87.

作者簡介：

楊雅莉，碩士，講師，工作單位：煙臺南山學(xué)院，從事膠東傳統(tǒng)民俗文化研究。