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        基于混合現(xiàn)實技術的古廊橋數字化應用研究

        2022-03-29 23:41:25盧成塘
        美與時代·上 2022年2期
        關鍵詞:文化遺產數字化

        摘? 要:混合現(xiàn)實技術是一種新興的多媒體交互技術,能夠將虛擬世界與真實世界相互融合。泰順古廊橋是我國橋建筑文化遺產中一個不可或缺的組成部分。由于受到自然的侵蝕和人為的破壞,廊橋面臨消失的危險。基于混合現(xiàn)實技術下的古廊橋虛擬數字化展示,適應新媒體時代信息傳播規(guī)律和社會大眾的數字思維方式,使社會大眾了解泰順古廊橋文化并提高文化保護意識,有效提高古廊橋文化傳播效率,為泰順古廊橋文化傳承保護提供了新的研究思路。

        關鍵詞:混合現(xiàn)實技術;古廊橋;文化遺產;數字化

        基金項目:本文系2021年浙江省大學生科技創(chuàng)新活動計劃暨新苗人才計劃“混合現(xiàn)實在古廊橋數字化非遺保護中的應用研究”(XMS2106048;XMS2106048P01)研究成果。

        一、混合現(xiàn)實技術的研究

        (一)混合現(xiàn)實技術的定義

        混合現(xiàn)實技術(MR,Mixed Reality)是一種能使真實世界與虛擬世界相融合同時呈現(xiàn)在一個顯示設備中的計算機虛擬現(xiàn)實技術。混合現(xiàn)實技術的工作原理是通過攝像頭、傳感器和定位器等技術設備,實時獲得真實世界中的相關信息,結合位置跟蹤軟件和空間地圖技術,將真實世界與計算機生成的虛擬世界相融合,并且虛擬世界坐標會隨著真實世界位置的移動而隨時發(fā)生變化?;旌犀F(xiàn)實技術也是一種基于真實現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、增強虛擬與虛擬現(xiàn)實的相互融合下產生的技術,匯集了VR技術和AR技術的優(yōu)勢,實現(xiàn)真實世界、增強世界和虛擬世界的深度融合,生成一個與人類感官相匹配的、虛實融合的、多通道反饋的系統(tǒng)。

        (二)混合現(xiàn)實技術的特點

        在混合現(xiàn)實系統(tǒng)中,真實世界和虛擬世界是共存的。混合現(xiàn)實對真實世界和虛擬世界一視同仁,無論將虛擬物體融入真實環(huán)境,還是將真實的物體融入到虛擬環(huán)境,都是允許的。例如,將虛擬的物體放在真實的環(huán)境中組合成一個新的空間,在該空間中人們很難區(qū)分這個空間中哪些物體是虛擬的、哪些物體是真實的?;旌犀F(xiàn)實技術在虛擬現(xiàn)實技術“沉浸性”特點的基礎上,將真實現(xiàn)實中的感知、交互與虛擬現(xiàn)實進行結合,增強了用戶體驗的互動性,使其獲得更真實的感受。因此,混合現(xiàn)實技術具有真實性、實時交互性、構想性等特點。

        1.真實性

        目前,市場上應用比較廣的三大虛擬數字技術分別為:虛擬現(xiàn)實技術、混合現(xiàn)實技術和增強現(xiàn)實技術。虛擬現(xiàn)實技術以全封閉式虛擬環(huán)境為主要特征,使用戶能夠獲得極強的沉浸體驗;增強現(xiàn)實技術主要是以真實世界為依托,對真實環(huán)境進行虛擬數字化。然而,混合現(xiàn)實技術是將虛擬世界和真實世界相互結合,為用戶提供真實的感官體驗,使其沉浸在虛擬空間中,難以分辨物體的真假。

        2.實時交互性

        實時交互性的特征已經普遍成為虛擬數字技術的一個重要技術特征。用戶對于物體的觀察不會僅限于在某一個固定點,可以在連續(xù)的運動中實時觀察。從這種特點出發(fā),在混合現(xiàn)實與古廊橋的結合應用中,混合現(xiàn)實系統(tǒng)會實時更新用戶在真實世界中的物理位置、觀察方向和姿態(tài)等信息的變化,并將該物理信息映射到計算機中生成虛擬空間,得到一個虛擬世界的虛擬位置和姿態(tài)信息。換言之,用戶可以隨意移動自身在真實世界中的位置,依然能與虛擬場景進行實時交互,感受不同角度的體驗效果。

        3.構想性

        混合現(xiàn)實技術的構想性表現(xiàn)為對真實世界中存在的物體或環(huán)境的數字化復原,以及對真實世界中不存在的物體和環(huán)境的構想創(chuàng)建。在混合現(xiàn)實技術輔助下,用戶可以隨意將虛擬物體與任意的真實環(huán)境進行結合,拓寬虛擬物體的應用場景,在這個過程中極大激發(fā)用戶的構想能力。

        二、混合現(xiàn)實技術在古廊橋數字化中的應用

        泰順古廊橋,作為中華民族橋建筑文化遺產中的一朵奇葩展示在世人面前,在中國橋梁建筑文化遺產中占有極其重要的地位。古廊橋以自身的實用性、藝術性而極大地影響和改變了人類的生活方式。然而,由于受到時代變遷、自然災害、人為破壞等眾多因素的影響,古廊橋受到嚴重的破損,甚至致使古廊橋面臨著消失的危險。將混合現(xiàn)實技術應用于古廊橋數字化中,可以對古廊橋進行數字化修復和復原,以及實現(xiàn)虛擬廊橋建筑與多個真實空間結合,為用戶提供不同場景中的廊橋景觀體驗。

        (一)數字化修復和復原

        由于常年受到大自然的腐蝕和破壞,古廊橋建筑結構表面裝飾、及木質材料出現(xiàn)嚴重破損現(xiàn)象,使得廊橋亟需修繕。傳統(tǒng)橋梁修繕方法是工人直接對實體廊橋建筑進行加工修繕。這種修繕方法要消耗較長周期,且修繕經濟成本較大。此外,由于工人對初始廊橋不了解,修繕后的廊橋和初始的廊橋會出現(xiàn)差異。因此,混合現(xiàn)實技術,對古廊橋建筑的數字化修復和復原方面,能夠起到兩方面的作用:一方面通過混合現(xiàn)實技術的數字化復原古廊橋,可以為實體廊橋建筑的修繕提供科學的指導意見,從而提高修繕的效率和精度,同時極大價格低了經濟成本;另一方面,通過混合現(xiàn)實技術對古廊橋包括建筑結構、外部形狀、表面裝飾、功能等方面進行科學的數字化修復,綜合分析廊橋結構裝飾等因素,使得修繕結果更加貼近廊橋的初始狀態(tài)。

        (二)虛擬古廊橋與真實空間的結合展示

        要想實現(xiàn)古廊橋建筑文化保護繼承的目的,僅僅在文化宣傳工作上下功夫是不夠的,更要將古廊橋建筑文化推廣應用。以混合現(xiàn)實技術為支撐,采用“古廊橋+”思維方式多空間展現(xiàn)古廊橋,實現(xiàn)古廊橋與不同真實空間的組合,拓展古廊橋建筑文化發(fā)揚傳承的平臺。例如,通過混合現(xiàn)實技術,將古廊橋與城市中心公園湖面、濕地公園湖面、學校湖面等不同空間進行結合,用戶攜帶MR輔助設備并可以提前感受不同場景中展示出的廊橋效果。古廊橋與不同城市場景結合的同時能夠有效發(fā)揮其文化傳播的作用。

        三、混合現(xiàn)實技術在古廊橋數字化應用中的利弊

        (一)混合現(xiàn)實技術在古廊橋數字化應用中的優(yōu)勢

        1.增強用戶參與的積極性

        基于混合現(xiàn)實技術的古廊橋數字化展示,不僅能夠真實還原古廊橋建筑遺跡,還能夠為用戶提供豐富的與廊橋相關的歷史文化信息。用戶通過體驗不僅能夠獲得視覺、聽覺等感官享受,同時還對廊橋歷史文化獲得更深層次的認識和了解,激發(fā)用戶參與體驗的積極性和主動性。相較于線下實體博物館的參觀體驗,混合現(xiàn)實技術數字化古廊橋體驗采用“MR+”的方式能夠迎和數字化時代下人們的體驗方式,而實體博物館的古廊橋模型參觀更顯得呆板和無趣。

        2.提高古廊橋傳播效率

        古廊橋數字化展示不僅能夠降低廊橋文化保護和宣傳推廣的成本,更能夠極大提高廊橋文化傳播的有效性。數字化廊橋宣傳打破了時間和空間的限制,實現(xiàn)了跨時空傳播廊橋建筑文化,有效拉近了用戶與古廊橋文化之間的距離。例如,基于混合現(xiàn)實技術下虛擬廊橋建筑以信息數據的形式存在于計算機和互聯(lián)網中,用戶可以在其他城市借助混合現(xiàn)實輔助設備隨時隨地體驗廊橋建筑,并能主動獲得相應的文化信息,提高廊橋文化傳播的效率。

        (二)混合現(xiàn)實技術在古廊橋數字化應用中的問題

        1.專業(yè)人才的缺乏

        當今人才市場相當缺乏混合現(xiàn)實技術專業(yè)性技術人才,不僅是因為混合現(xiàn)實技術自身具有較高的技術性要求,而且我們國家教育行業(yè)對混合現(xiàn)實技術的人才培養(yǎng)缺乏足夠的重視和科學的認知。因此,基于混合現(xiàn)實技術在古廊橋文化數字化展示傳播中,在技術操作方面還不是很成熟,還有很大的提升空間。希望未來有更多、更專業(yè)的人士能將混合現(xiàn)實技術利用與文化遺產保護領域,充分發(fā)揮混合現(xiàn)實技術的優(yōu)勢,使其更好地為文化傳播服務。

        2.MR設備價格高昂

        現(xiàn)在市場中大多數混合現(xiàn)實設備價格比較昂貴,一般個體用戶不會花高額價錢購買MR設備,更多還只是局限于科研機構和企業(yè)公司內部使用,這就造成用戶需要到專門的古廊橋混合數字化展示地點,通過借助專業(yè)的設備才能感受體驗古廊橋建筑文化。

        四、結語

        我國綜合國力的提升,不斷使我們增強文化自信,大力弘揚傳承中華優(yōu)秀文化,這就凸顯文化遺產傳承保護工作的重要性。泰順古廊橋是建筑文化遺產中一個重要的組成部分,不僅體現(xiàn)了古人造橋的智慧,同時也承載了獨特的泰順地域文化。無論從自然生態(tài)角度還是人文生態(tài)角度而言,廊橋都具有重要的研究價值。通過采用先進科學技術,古廊橋建筑文化以數字化方式得以保存記錄和傳播,迎合未來交互式的智能體驗需求,以嶄新的表現(xiàn)形式向受眾傳遞廊橋文化。

        將混合現(xiàn)實技術應用于古廊橋建筑文化遺產傳播領域,充分發(fā)揮混合現(xiàn)實的技術優(yōu)勢,不僅可以實現(xiàn)對廊橋的數字化復現(xiàn),同時可以以數字化的方式記錄保存廊橋。將虛擬廊橋與真實世界有機結合起來創(chuàng)作古廊橋虛擬系統(tǒng),實現(xiàn)古廊橋以數字化方式傳播,拓寬古廊橋文化傳播的途徑和渠道,不斷推動古廊橋文化的傳承與發(fā)展。

        參考文獻:

        [1]付堯.混合現(xiàn)實技術(mixed reality)在高校非物質文化遺產教育傳承的應用研究[J].中國多媒體與網絡教學學報(中旬刊),2019(7):222-224.

        [2]蔣燁.中國廊橋建筑與文化研究[D].長沙:中南大學,2010.

        [3]畢盈盈.混合現(xiàn)實技術在數字化產品展示設計中的應用[D].杭州:中國美術學院,2012.

        作者簡介:盧成塘,溫州大學碩士研究生。

        編輯:宋國棟

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