梁勝,袁哲,李瑩,強(qiáng)明禮,王璐佳,崔甜月
(西南林業(yè)大學(xué),云南 昆明 650224)
云南民族地區(qū)民居建筑,承載著特有的文化和建筑遺產(chǎn)基因,民族建筑文化遺產(chǎn)因各種因素瀕臨消亡。美麗鄉(xiāng)村建設(shè)、城鎮(zhèn)化發(fā)展及扶貧異地搬遷等工作的開展,為少數(shù)民族同胞謀得幸福的同時(shí),原有的民居建筑出現(xiàn)無(wú)人照看、破敗坍塌的情況,規(guī)劃的新民居建筑呈現(xiàn)出“穿衣戴帽”的現(xiàn)象,少數(shù)民族傳統(tǒng)民居建筑文化未得到真正傳承并應(yīng)用,使得少數(shù)民族傳統(tǒng)民居建筑文化逐漸斷代消亡。所以,對(duì)少數(shù)民族傳統(tǒng)民居建筑的保護(hù)研究顯得非常迫切。利用VR技術(shù)對(duì)民族建筑文化遺產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)研究,虛擬重構(gòu)相應(yīng)的民居建筑數(shù)字模型,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)民族建筑文化的數(shù)字保存;同時(shí),通過(guò)這些虛擬重構(gòu)的數(shù)字化資料,實(shí)現(xiàn)虛擬重現(xiàn)、體驗(yàn)、交互等功能,可為傳統(tǒng)民族建筑文化遺產(chǎn)的“保護(hù)保存、傳播傳承、發(fā)展利用”等研究工作提供直觀的感官體驗(yàn)和參考資料。
VR技術(shù)是結(jié)合圖形圖像、仿真、視覺(jué)表現(xiàn)及多媒體等相關(guān)技術(shù)的計(jì)算機(jī)核心技術(shù),通過(guò)感官體驗(yàn)為用戶提供逼真的虛擬環(huán)境,用戶通過(guò)人機(jī)交互與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互,給人身臨其境的感官體驗(yàn)。因其在研究、保護(hù)以及傳播文化和建筑遺產(chǎn)方面有著重要作用,利用這一高新技術(shù)對(duì)建筑文化遺產(chǎn)構(gòu)建虛擬仿真系統(tǒng),已受國(guó)際文化遺產(chǎn)保護(hù)關(guān)注和認(rèn)同[1]。建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)已成為民族建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)和傳承最有效的方法之一。國(guó)外對(duì)此類研究開展較早,且取得了許多研究成果;國(guó)內(nèi)相對(duì)較晚,但近年來(lái)受多方重視,也取得一定的研究成果。
自1995年英國(guó)虛擬世界遺產(chǎn)會(huì)議展示了“虛擬了龐貝古城”和“英國(guó)自然歷史博物館”,VR技術(shù)開始被應(yīng)用于文物古跡、歷史古建筑群的研究和復(fù)原上。美國(guó)加州大學(xué)完成了古耶撒冷聚落的虛擬重建,開創(chuàng)建筑遺產(chǎn)保護(hù)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的先例。2010年法國(guó)文化部宣布“文化、科學(xué)和教育內(nèi)容數(shù)字化”在第四季度正式啟動(dòng)[2]。今西良男對(duì)日本唐招提寺進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)。譚、宋等人以新加坡的淡濱尼華人廟宇為例,提出了一個(gè)詳細(xì)的方法框架,以創(chuàng)建虛擬游覽、保護(hù)文化遺產(chǎn)空間內(nèi)的物理建筑環(huán)境以及非物質(zhì)歷史文化和社會(huì)文化元素。
2005年國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)文化遺產(chǎn)保護(hù)工作的意見,明確提出“要運(yùn)用文字、錄音、錄像、數(shù)字化多媒體等各種方式,對(duì)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行真實(shí)、系統(tǒng)和全面的記錄,建立檔案和數(shù)據(jù)庫(kù)”[3]。文化部2017年指出要引導(dǎo)數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,促進(jìn)優(yōu)秀文化資源數(shù)字化,鼓勵(lì)對(duì)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)等文化資源進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)化和開發(fā),實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化資源的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新性發(fā)展。2003年故宮文化資產(chǎn)數(shù)字研究所推出《紫禁城·天子的宮殿》。2006年電影紀(jì)錄片《圓明園》,再現(xiàn)圓明園盛世皇家園林的磅礴氣勢(shì)。2010年上海世博會(huì)《清明上河圖》讓觀眾流連忘返、嘆為觀止。2016年“數(shù)字敦煌”資源庫(kù)上線,用戶可高速瀏覽超大分辨率的圖像,進(jìn)行資料智能關(guān)聯(lián)、基于敦煌學(xué)詞匯的高效檢索,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘。
建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化,目的在于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久保存并長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,不僅是虛擬再現(xiàn),更應(yīng)強(qiáng)調(diào)交互體驗(yàn)文化性、藝術(shù)性,以提升感染力為最終目的,實(shí)現(xiàn)對(duì)其數(shù)字化保護(hù)及最大化傳播與傳承,對(duì)設(shè)計(jì)和發(fā)展研究提供重要參考。
無(wú)疑,數(shù)字化是當(dāng)下甚至未來(lái)文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承的主要方式之一。VR系統(tǒng)對(duì)環(huán)境進(jìn)行數(shù)字化構(gòu)建,給人身臨其境的、自然的交互方式,這種數(shù)字化過(guò)程對(duì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)等方面有著重要意義[4]。隨著5G及人工智能的發(fā)展進(jìn)步,為VR技術(shù)普及大眾化、為虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字化保護(hù)提供更好條件,使傳統(tǒng)民族建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)技術(shù)得以突破。
藏族民居建筑類型獨(dú)特,已有研究資料表明:藏族群眾因地制宜,善于運(yùn)用當(dāng)?shù)夭牧虾瓦m宜技術(shù)建造民居,同時(shí)具備豐富的文化內(nèi)涵[5]。利用VR技術(shù)對(duì)滇藏區(qū)藏族民居小木作進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)研究,可以實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)與民族藝術(shù)的完美結(jié)合、與民族文化的相互促進(jìn),既是對(duì)VR技術(shù)的推廣,也是對(duì)民族建筑文化遺產(chǎn)的保護(hù)與傳承,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
利用VR技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)藏族民居小木作進(jìn)行虛擬重建,進(jìn)行搶救性數(shù)字化長(zhǎng)效保護(hù),保證小木作的原真性,其后期維護(hù)成本較傳統(tǒng)保護(hù)方式低。通過(guò)實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)資料、后期建模及虛擬場(chǎng)景搭建,記錄和虛擬重建小木作的原真面貌,使傳統(tǒng)藏族民族建筑文化遺產(chǎn)得以長(zhǎng)效保存保護(hù),為大眾“切身體會(huì)”民族建筑文化遺產(chǎn)的魅力提供基礎(chǔ)。
科技信息時(shí)代,創(chuàng)新才能創(chuàng)造奇跡,要緊跟時(shí)代腳步,堅(jiān)持以“時(shí)代主題”為中心,以“傳播”與“傳承”為基本點(diǎn)。將互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)限空間、無(wú)限時(shí)間、無(wú)限作者、無(wú)限受眾,同虛擬現(xiàn)實(shí)的3I特性相結(jié)合,利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì),使傳統(tǒng)民族建筑文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)跟上時(shí)代腳步,切合時(shí)代主題,讓VR數(shù)字化的展示、傳播、體驗(yàn)效益最大化。VR數(shù)字化文化遺產(chǎn)具有傳播性強(qiáng)的特性,網(wǎng)絡(luò)媒體使虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字化得以快速、便捷的傳播,用戶只需一套VR設(shè)備,便可盡情了解藏族民居小木作相關(guān)文化,乃至其他民族文化遺產(chǎn),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)共享,使得藏族民居小木作跨時(shí)空、全方位的直觀展示給用戶。融合各媒介“我無(wú)他有”、“他無(wú)我有”,兼收并蓄,互利共贏,促進(jìn)行業(yè)發(fā)展進(jìn)步[6],加快民族建筑文化遺產(chǎn)傳播速度。
VR數(shù)字化的保護(hù)保存、傳播傳承,為民族建筑文化遺產(chǎn)的發(fā)展利用提供基礎(chǔ)與保障,為中華民族優(yōu)秀文化遺產(chǎn)的開發(fā)利用提供了巨大的利用空間。小到美力鄉(xiāng)村建設(shè),大到未來(lái)智慧城市規(guī)劃發(fā)展,通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備,觀看傳統(tǒng)民族建筑文化遺產(chǎn),實(shí)時(shí)調(diào)取數(shù)據(jù)資料,運(yùn)用到規(guī)劃設(shè)計(jì)當(dāng)中,使得民族建筑文化遺產(chǎn)“活化”,并得以發(fā)展利用、傳承與創(chuàng)新,使之融入現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)其真正的“生命的延續(xù)”。
數(shù)據(jù)資料的采集至關(guān)重要,是后期進(jìn)行建模的重要依據(jù)。主要有圖像信息采集、空間位置關(guān)系數(shù)據(jù)采集、音視頻信息采集等。激光掃描儀在物體或掃描儀有任何動(dòng)作時(shí),都會(huì)扭曲收集到的數(shù)據(jù),溫度的變化也可能使掃描儀輕微移動(dòng)[7]。綜合使用圖像信息采集和空間位置關(guān)系數(shù)據(jù)采集的方法,使用航拍獲取建筑平面數(shù)據(jù)及周圍環(huán)境,采用攝影圖片、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪等手段收集滇藏區(qū)藏族民居小木作詳細(xì)細(xì)節(jié)紋理數(shù)據(jù)和幾何信息資料;收集周邊人文、發(fā)展概況、歷史背景等資料,以加深文化內(nèi)涵了解,采集實(shí)體空間信息和文化信息。文化信息的獲取相對(duì)比較麻煩,通過(guò)實(shí)地考察或者查閱文獻(xiàn),最后分析整理而得。選取高寒壩區(qū)的“閃片房”和干熱河谷地區(qū)的“土掌房”,為數(shù)據(jù)資料采集對(duì)象,對(duì)收集資料進(jìn)行分類存儲(chǔ),分析整理,形成直觀、系統(tǒng)的對(duì)比。
三維建模作為VR技術(shù)的重要部分,對(duì)藏族民居小木作進(jìn)行三維建模,虛擬重構(gòu)其原始面貌,有效促進(jìn)虛擬環(huán)境的真實(shí)性。以收集整理的小木作圖集、數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ),通過(guò)三維建模軟件對(duì)小木作進(jìn)行虛擬重構(gòu),建立精確三維模型。據(jù)小木作各構(gòu)件的尺寸大小,進(jìn)行等比例建模,記錄對(duì)應(yīng)參數(shù),以備后用。據(jù)處理采集的高保真細(xì)節(jié)紋理及色彩圖集制作紋理貼圖,賦予模型,高度還原藏族民居小木作。按衛(wèi)星地圖或航拍平面圖建立民居建筑周邊地形地貌,高仿真還原滇藏區(qū)藏族民居建筑所處環(huán)境。
使用UE4搭建藏族民居小木作VR交互場(chǎng)景。將三維模型和地形地貌,導(dǎo)入U(xiǎn)E4引擎,調(diào)整小木作相應(yīng)參數(shù),高保真還原藏族民居建筑,提高虛擬場(chǎng)景的真實(shí)度。在搭建完成虛擬場(chǎng)景后,為場(chǎng)景中模型添加碰撞體,采用UE4藍(lán)圖功能實(shí)現(xiàn)虛擬角色的漫游及交互功能。在虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字化交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需滿足體驗(yàn)者的審美,才能真正吸引觀者,因此需要加入角色互動(dòng)、故事解說(shuō)系統(tǒng)設(shè)計(jì),利用角色進(jìn)行說(shuō)明性圖片、動(dòng)畫、視頻介紹,提供高分辨率圖形圖像,增強(qiáng)視覺(jué)感觀,并為虛擬場(chǎng)景添加配音、音效、字幕等引導(dǎo)手段,獲取更加優(yōu)質(zhì)的視聽效果,加深感官體驗(yàn)[8]。
VR技術(shù)在民族建筑文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)中的運(yùn)用,對(duì)于民族建筑文化的保護(hù)和發(fā)展無(wú)疑是重大利好。其低成本、高效率的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),解決傳統(tǒng)保護(hù)方式的諸多短板,必然成為未來(lái)數(shù)字化保護(hù)的主流方式之一,為民族建筑文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)提供更加可靠的方案,實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。以滇藏區(qū)藏族民居小木作案例為引,以VR技術(shù)建立建全云南少數(shù)民族民居建筑文化遺產(chǎn)資料庫(kù),形成云南少數(shù)民族建筑文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)體系,對(duì)優(yōu)秀的少數(shù)民族傳統(tǒng)建筑文化實(shí)現(xiàn)保護(hù)保存、傳播傳承,最大限度的實(shí)現(xiàn)民族建筑文化遺產(chǎn)的社會(huì)效益,形成“保護(hù)保存、傳播傳承、發(fā)展利用一體化”的數(shù)字化保護(hù)策略,推進(jìn)民族建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域革新,帶動(dòng)地方特色文化、經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提升文化軟實(shí)力,傳承中華民族根脈,促進(jìn)文化自信建設(shè)。
通訊作者:袁哲