王雪寧，李本建

引言

隨著萬物互聯(lián)時代的到來，數(shù)字技術已成為當下文化保護的有效方式。目前國內對數(shù)字技術的理解還存在普遍偏差，認為數(shù)字化僅僅是對數(shù)據(jù)庫的采集和建立。數(shù)字化提供了大量的文字記錄保護新技術，但這些技術并不完全與我國少數(shù)民族非物質文化遺產的保護相適應。例如，在對貴州少數(shù)民族非物質文化遺產的數(shù)字化保護實踐中，就存在信息格式單一、內容技術滯后、主體分散等問題[1]。為避免同類問題的出現(xiàn)，筆者在充分了解了侗族木構建筑營造技藝的基礎上，有選擇性地將其納入游戲文本中，并采用虛擬游戲的形式，對侗族木構建筑營造技藝進行內容開發(fā)和數(shù)字化保護。

虛擬游戲的沉浸性、互動性和想象性等特點，潛在影響著青少年的性格，其內設場景甚至可以分解青少年的價值觀，造成虛實認知混亂的不良影響[2]?；诖耍敬斡螒蛟O計將依據(jù)心流體驗理論，以寓教于樂的方式輸出非遺文化知識，對青少年價值觀起到正確的引導作用，使參與游戲的玩家能夠充分感受到非遺文化的魅力[3]。

本次游戲設計共分三個步驟，第一步分析侗族木構建筑營造技藝，并根據(jù)心流理論的三個層次，將游戲設計分為游戲目標、游戲機制、核心技術三個板塊；第二步進行游戲設計實踐，搭建游戲框架，使用慣性動作捕捉、三維虛擬聲音、三維人臉生成等核心技術進行游戲后期制作；第三步使用封測用戶調查法，提出游戲在技術、體驗、操作等層面存在的問題，以待后期修改完善。

一、侗族木構建筑營造技藝原理分析及其在虛擬游戲設計中的可行性分析

（一）侗族木構建筑營造技藝原理分析

侗族木構建筑以高超的技巧和獨特的造型久負盛名，其主要采用榫卯結構。榫卯就是呈“凹凸”的兩種構件，互相穿插而成，凸起的部分為榫，凹下去的部分為卯，侗族木構依靠材料的摩擦力達到無縫拼接[4]。

榫卯結構大致可分為三類：第一類以面與面的結合為主，也有邊與邊的結合。例如，企口榫、燕尾榫、槽口榫、穿帶榫等。第二類是作為“點”的結構方法，一般用于橫豎材丁字結合、交叉和成角結合，以及直材和弧形材的延伸結合。例如，格肩榫、勾掛榫、鍥釘榫等。第三類是將三個構件組合在一起，相互連結的構造方法，這種結構的運用在技術上有一定難度。例如，托角榫、抱肩榫、粽角榫、長短榫等[5]。這三類榫卯結構在侗族木構建筑中均有運用，一般是三類榫卯結構組合使用。但在拉結中，使用率最高的是前兩種類型，包括透榫、半榫、燕尾榫和十字榫等。透榫的連接方式為穿透柱子；半榫是插到柱子中，不露榫頭，半榫的咬合度小于透榫，但是美觀性較好，在實際應用中透榫和半榫一般會結合使用；燕尾榫的斷面呈梯形，其結合強度大于透榫，順向結合或角接都可以使用燕尾榫；十字榫是將木材的厚度各去掉一半，相交之后仍保持木材原有的厚度，這種樣式十分普遍，常起到拉結的作用[6]（見表1）。

表1 侗族木構建筑中較為常見的榫卯結構

構件本身不能在榫頭上制作，因為受木材紋路的影響易斷裂，故需銷子等附加小構件，以起到固定加強的作用。銷子一般由圓錐的尖頭木料制成，其中穿銷有平直和楔形之分，可以抵御木枋的拉力。暗銷隱于木枋中，可以固定上下兩層木枋。木匠師傅為防止脫榫情況的發(fā)生，會在木枋的接口斜切口子，建造者會錯位連接各個構件，變動榫卯相互連接的位置，以提高柱子的承重力[7]?？偠灾弊迥緲嫿ㄖo密而有層次，工藝淳樸，對榫卯結構的運用十分靈活，有較為廣闊的發(fā)展前景[8]。

（二）侗族木構建筑營造技藝在虛擬游戲設計中的可行性分析

1.侗族木構建筑營造技藝的研究現(xiàn)狀

侗族木構建筑營造技藝在 2008 年被列入國家級非物質文化遺產代表性項目名錄，此后逐漸被廣泛運用在建筑、裝飾、娛樂等領域。隨著經營模式和制作技藝的更新，侗族木構建筑營造技藝的應用與發(fā)展越來越適應現(xiàn)代社會的需要。有關侗族木構建筑營造技藝的研究涉及多個領域。例如，吳雨晴[9]基于心理學理論，設計出學習侗族木構建筑營造技藝的界面交互系統(tǒng)。侯玉霞等[10]從生態(tài)學視角出發(fā)，將侗族木構建筑營造技藝融入創(chuàng)意驅動的旅游生態(tài)中。徐晨帆[11]將動漫與侗族木構建筑營造技藝相結合，提出開發(fā)動漫衍生品的建議。畢浩然等[12]利用舶來品漢諾塔玩具，將其結構間的連接方式更換為侗族木構建筑中常用的直榫和燕尾榫。孫鵬[13]將火車的造型進行抽象化處理，選用企口榫、十字榫、燕尾榫等結構，搭建了可拆卸式的玩具，在保持玩具結構穩(wěn)定性的基礎上，還降低了生產的技術要求。由此可見，侗族木構建筑營造技藝在娛樂產品方面的研究有一定的開拓性進展，但在虛擬游戲設計方面，仍有較大的進步空間。

2.虛擬游戲運用在侗族木構建筑營造技藝上的意義

（1）沉浸式體驗侗族木構建筑營造技藝

虛擬游戲最大的特點就是沉浸式體驗感，通過設置視覺、聽覺、觸覺等感覺來營造游戲環(huán)境，讓玩家獲得真實的游戲體驗。侗族木構建筑營造技藝的真實度，首先可通過視覺直接感受。木質結構的造型較為簡單，從已有的建模技術來看，只要資料足夠完整，在虛擬游戲中完全可以達到模型的準確度。其次是聽覺。虛擬游戲借鑒影視中的視聽語言，通過聽覺刺激本能，烘托氛圍。例如，鋸木的聲音、木屑的沙沙聲、自然的環(huán)境聲等。最后是觸覺。虛擬游戲通過體感交互技術讓玩家在觸覺中獲得真實的體驗。玩家在虛擬環(huán)境中的角色扮演可以促使其對侗族木構建筑營造技藝產生文化體驗。當玩家進入游戲的虛擬系統(tǒng)時，通過在游戲中的探索與發(fā)現(xiàn)，感知侗族木構建筑營造技藝的外觀造型、文化內涵、美學價值等。

（2）促進侗族木構建筑營造技藝的傳播

虛擬游戲的娛樂性和侗族木構建筑營造技藝的嚴肅性相結合，滿足玩家寓教于樂的需求。虛擬游戲不受時間和空間的限制，可以有效促進侗族木構建筑營造技藝的傳播。隨著科學技術的發(fā)展，新媒體技術不斷被應用，文化傳播的方式也發(fā)生著變化，非遺文化也要提升自身的娛樂性。侗族木構建筑營造技藝在虛擬游戲中的運用，使虛擬游戲成為文化傳播的新載體，能更好地促進侗族木構建筑營造技藝的傳播。

二、心流理論下侗族木構建筑營造技藝虛擬游戲設計框架

本次游戲設計，以侗族木構建筑營造技藝為基本內容，遵循心流理論中的條件因素，分難度提取榫卯的樣式結構進行三維模型虛擬重構。在游戲娛樂功能的基礎上，科普榫卯知識，傳承優(yōu)秀的非遺文化，感受侗族木構建筑營造技藝的獨特魅力。

（一）心流理論的發(fā)展

20 世紀中期，米哈里·契克森米哈賴（Mihaly Csikszentmihalyi）在創(chuàng)意研究中提出了心流概念，并把心流定義為將個人全部精力投注于某一活動上的一種有序且和諧的感覺。米哈里·契克森米哈賴基于心流狀態(tài)理論建立了三分區(qū)心流模型，后由米蘭大學的Massimin 和 Carli 修正了三分區(qū)心流模型，最終提煉出四分區(qū)心流模型（見圖1）。米哈里·契克森米哈賴經過大量實驗，將心流歸納為明確目標、即時反饋、技能與挑戰(zhàn)相匹配、行動與意識融合、專注、掌控感、自發(fā)體驗、遺失自我意識、時間感知九點表現(xiàn)特征。以米哈里·契克森米哈賴所建立的心流模型為主干，影響心流體驗的主要因素有三個層次，通過對目標、反饋、挑戰(zhàn)和技能的調整，可以讓玩家在進行虛擬游戲時獲得沉浸式體驗，甚至在潛移默化中得到更高級的文化體驗。

圖1 四分區(qū)心流模型

虛擬游戲本身具有動態(tài)性、非線性、多維度的特點。在數(shù)字時代，虛擬游戲為玩家提供了多樣化的交互類型，虛擬游戲的中心點也從“系統(tǒng)”轉變?yōu)椤巴婕摇?。因此，能否在虛擬游戲中獲得充足的沉浸感成為玩家關注的重點。

心流是個體與環(huán)境互融的心理體驗，將心流的原理與虛擬游戲的獎懲規(guī)則、人物設定、故事情節(jié)等方面相結合，采用當代網絡技術進行游戲設置，可以有效增強虛擬游戲與玩家的黏合度。

（二）虛擬游戲設計框架

為完成本次游戲設計，筆者將心流理論的要素分為三點，即確立清晰的體驗目標、提供即時且全方位的反饋、保持技能與挑戰(zhàn)的平衡（見圖2）。

圖2 心流理論下侗族木構建筑營造技藝虛擬游戲設計框架

1.確立清晰的體驗目標

清晰的體驗目標是進入心流狀態(tài)的前提條件。一般來說，體驗目標越清晰，心流的價值就越大，玩家的體驗動機就越高，在游戲中的表現(xiàn)就越規(guī)范[14]。因此，在確立清晰的體驗目標這一層級，筆者設立了基礎技巧學習和闖關模式兩種游戲機制。

2.提供即時且全方位的反饋

全方位的反饋分為預設反饋與情感反饋，情感反饋是玩家與作品相互作用的結果。游戲體驗主要通過作品和玩家兩個對象構建情感聯(lián)系，保持心流穩(wěn)定性。全方位的反饋層級引入三維虛擬聲音技術建立人類聽覺模型、引入人機自然交互技術進行真實人物動作捕捉、引入圖像驅動三維人臉自動生成技術進行人物三維虛擬肖像繪制，以獲取多種感官的情感反饋信息。

3.保持技能與挑戰(zhàn)的平衡

技能與挑戰(zhàn)是引發(fā)心流體驗的必要條件，當玩家所掌握的技能和挑戰(zhàn)成正比時，體驗感才能保持穩(wěn)定。技能與挑戰(zhàn)層級是建立在游戲玩家完成基礎技能學習的前提下，設置游戲解謎提示和全網玩家分等級出題的游戲機制。當玩家在同一關卡出現(xiàn)五次錯誤時，就會觸動第一次游戲解謎提示，解謎不限次數(shù)，系統(tǒng)會根據(jù)玩家的操作程度無限制觸動，直至玩家順利過關。聯(lián)網競技的游戲機制，不僅可以增強游戲與玩家的黏合度，還可以使玩家得到侗族木構建筑營造技藝的文化體驗。

三、游戲設計實踐

本研究以慣性傳感器為動作捕捉基礎，玩家需在指定區(qū)域錄入自己的位置進行游戲。筆者使用Unreal Engine4.14.0虛擬引擎對捕捉后的動作重新進行參數(shù)設置，意在設計一個促進侗族木構建筑營造技藝傳承與推廣的虛擬游戲。游戲設計的目標是通過虛擬游戲系統(tǒng)，引導玩家進入心流體驗，增強游戲對侗族木構建筑營造技藝的理解，促使玩家對侗族木構建筑營造技藝產生興趣，進而能夠在日常生活中發(fā)揚侗族木構建筑營造技藝的優(yōu)秀文化。

本次游戲設計使用了Unreal Engine 4.14.0、TrueMotion、Unity3D等軟件，其中TrueMotion捕捉到的動作需符合Unreal Engine 4.14.0所支持的BVH格 式。Unreal Engine 4.14.0對硬件和系統(tǒng)環(huán)境有規(guī)格參數(shù)要求，對本次游戲設計來說，生物角色的對象推薦三角面數(shù)≤ 10000，機械設備的對象推薦三角面數(shù)≤ 10000，兩者均有布線要求，兩者的貼圖尺寸均≤512，均需漫反射貼圖和首層UV。此外，生物角色需要骨骼動畫（見表2）。

表2 Unreal Engine 4.14.0硬件及系統(tǒng)需求

（一）游戲規(guī)則可視化設計

整個游戲框架設定基礎修行、技藝切磋、已達成就三個空間，分別對應初級、中級、高級三個游戲目標。游戲劇情設定為一個侗族木匠在虛擬世界中學習基礎的木構建筑營造技藝，在完成所有的初級任務后，進入中級解鎖更有難度的關卡，高級的游戲目標是聯(lián)網排位賽，即全網玩家一起互動。玩家可運用已有的榫卯結構營造技巧建造家具、建筑等，系統(tǒng)會根據(jù)玩家提交作品的完成度進行難度分級，然后上傳到互聯(lián)網，由其他玩家自主選擇適合自己難度的作品進行解碼。為達到在短時間內獲得最大的游戲快感，游戲設置了提示和解謎按鈕。在這一游戲過程中，玩家能夠充分了解侗族木構建筑營造技藝的核心技術（見圖3）。

圖3 游戲規(guī)則可視化設計圖

（二）游戲技術內容

1.基礎模型建模

侗族木構建筑總體來說有三步施工工序，分別是選材、工具、建筑。選材方面，基本采用材質強、紋理直、防腐細膩的樟子松為基本木材；工具方面，有釘斧、刨、魯班尺、丈桿、墨斗等；建筑方面，分為制作丈桿、材料初加工、畫線、制作構件、組裝等。在本次游戲設計中，筆者提取了建筑工序中的制作構件和組裝兩個步驟并進行簡化。簡化過程為：首先，準備一塊加工完成的凹木料，凸起部分由玩家根據(jù)提示來制作；其次，根據(jù)這一虛擬制作過程，引入墨斗工具對木料進行切邊；最后，將兩塊木料合成即可。這一簡化過程選取了侗族木構建筑營造技藝中較常見的透榫、燕尾榫和十字榫等為原型進行基礎建模打樣，再使用Autodesk Maya建模軟件，采用樟子松木材質進行UV展開貼圖，完成后的導出格式為FBX。

本次游戲設計將對人物動作進行實時捕捉，然后導入Unreal Engine 4.14.0中進行骨骼節(jié)點的匹配。游戲的基本動作為選擇、拉近、縮小、切換、旋轉；游戲的技術動作為整體切除和切邊，基本動作和技術動作可以同時使用。不僅可以在游戲中對木料的可選擇區(qū)域進行一個單元或多個單元的選擇，也可以對提示、解謎、墨斗等工具進行選擇，還可以對其中一塊木料進行放大、縮小或旋轉等細節(jié)操作，更可以揮動手臂對游戲中的上下兩塊木料進行切換選擇，以準確掌握侗族木構建筑的結構。技術動作是游戲的常規(guī)操作，玩家可以選中切除多余木料，使用墨斗工具切除斜角邊，以增加游戲的體驗感。

3.引入三維虛擬聲音技術

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)常采用耳機作為輸出設備。為建立真實的三維虛擬聲音，首先從單聲耳源開始，經過聲音系統(tǒng)處理，生成分離的左右信號，最終傳入玩家的耳機里。本次游戲設計中，需要將計算機合成的聲音與采樣的真實聲音疊加在一起，建立正確的人類聽覺模型。

4.三維人臉重建技術

玩家利用攝像頭上傳人臉照片，系統(tǒng)會自動進行人臉檢測，完整提取人臉輪廓和五官細節(jié)，再利用紋理圖像融合和重新采樣獲取完整的人臉紋理圖像，最終合成三維頭部模型作為玩家的游戲形象。三維人臉重建技術在本次游戲設計中的運用極大地增強了游戲的趣味性。

（三）封測用戶調查分析

本次游戲設計將通過封測期間的調查發(fā)現(xiàn)其存在的問題，提前了解玩家對游戲形象、畫面風格、操作動作、基礎技能、社交功能等體驗的評價、看法和建議，為游戲的改進和完善提供依據(jù)。游戲測試共計四天，設計了四份調查問卷，問卷賬號與玩家的游戲平臺賬號相關聯(lián)，根據(jù)玩家的游戲進度匹配相對應的問卷。玩家每登錄一天，便能完成當天的問卷。每份問卷的內容側重點各有不同。

本次游戲設計擺脫了傳統(tǒng)鼠鍵單一的游戲方式，引用了增強現(xiàn)實技術，營造了一個虛擬與現(xiàn)實相結合的游戲場景，經過此次游戲設計封測用戶調查，筆者發(fā)現(xiàn)以下問題。

第一，玩家對游戲基礎學習的知識接受度不高，欠缺游戲體驗的文化內涵，游戲中榫卯結構模型的立體感剖析需加強，整體視覺效果有待加強。

第二，玩家認為動作體驗效果不是很流暢，動作識別有延遲。登錄界面的人臉識別與真人的匹配度不高，人物模型不夠美觀。

第三，進階的社交功能過于復雜，操作困難，游戲滿足感較低。高階排行榜關卡的系統(tǒng)提示不夠準確，使玩家理解有偏差，不能匹配好友一起過關。

此次調查報告為下一步游戲的改進和完善提供了重要的數(shù)據(jù)。接下來筆者會在本研究的基礎上，不斷完善和加強游戲細節(jié)，建立更完善的侗族木構建筑營造技藝數(shù)據(jù)庫，以提升游戲的趣味性，促進游戲與非遺文化的更好融合。

四、結語

基于心流理論，將本次游戲設計分為游戲設備選擇、游戲規(guī)則制定、游戲元素設計三個板塊，分別對其進行游戲機制設計、核心技術支持研究。每個板塊采取相應的任務，使其具備引發(fā)心流的前提條件，保證玩家在游戲中始終處于心流狀態(tài)。在游戲娛樂的基礎上，把侗族木構建筑營造技藝滲透進日常娛樂生活中，寓教于樂，進而影響更多的人去了解和接受侗族木構建筑營造技藝。