摘 要：【目的】探討如何通過數(shù)字化技術(shù)設(shè)計和實現(xiàn)一個紅色文化數(shù)字化傳承服務(wù)平臺?！痉椒ā坎捎肈jango作為后端框架，負(fù)責(zé)處理用戶請求和響應(yīng)，以及與數(shù)據(jù)庫的交互；采用Vue作為前端框架渲染用戶的界面和交互，以及后端的通信；采用Three.js來實現(xiàn)3D可視化效果。【結(jié)果】成功地設(shè)計和實現(xiàn)了一個紅色文化數(shù)字化傳承服務(wù)平臺，并通過該服務(wù)平臺，實現(xiàn)了對紅色文化遺產(chǎn)的數(shù)字化管理、展示和保護，且為廣大用戶提供了便捷訪問和參與紅色文化遺產(chǎn)的途徑?！窘Y(jié)論】結(jié)果表明，紅色文化數(shù)字化傳承服務(wù)平臺是一種有效地保護和傳承紅色文化的方式，可以為紅色文化的保護和傳承提供一些有價值的啟示和建議。

關(guān)鍵詞：紅色文化；數(shù)字化傳承服務(wù)平臺；Django框架；Vue框架；Three.js框架

中圖分類號：TP311 " " 文獻標(biāo)志碼：A " " 文章編號：1003-5168（2024）12-0030-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.12.006

Design and Implementation of Red Culture Digital Inheritance Service Platform

CUI Jiajun LI Zhiwei WANG Pengheng

（School of Information Engineering， Zhengzhou University of Science and Technology， Zhengzhou 450064， China）

Abstract：[Purposes] The purpose of this study is to explore how to design and implement a red culture digital inheritance service platform through digital technology.[Methods] This study uses Django as the back-end framework， which is responsible for handling the user's request and response， as well as the interaction with the database; Using Vue as the front-end framework to render user interface and interaction， as well as back-end communication; Use Three.js to achieve 3D visualization. [Findings] This study successfully designed and implemented a service platform for the digital inheritance of red culture， and realized the digital management， display and protection of red cultural heritage by using this service platform. This platform provides users with a convenient way to visit and participate in the red cultural heritage. [Conclusions] The results of this study show that the red culture digital inheritance service platform is an effective way to protect and inherit red culture，which provides some valuable enlightenment and suggestions for the protection and inheritance of red culture.

Keywords：Red culture; Digital inheritance service platform; Django framework; Vue framework; Three.js framework

0 引言

近年來，“云上”方式成為人們學(xué)習(xí)和娛樂的新途徑。而紅色文化數(shù)字化展示的方式給大眾帶來了一種面對“新事物”的特別感受。紅色文化數(shù)字化傳承服務(wù)平臺不僅以獨特的3D形式向用戶展示全國各個紅色景點的歷史、人物、意義等多方面的信息，而且以圖文并茂的方式讓用戶身臨其境地參觀紅色景點。該平臺可以提供更加豐富、互動和沉浸式的體驗，使用戶能夠更深入地了解和體驗紅色文化。本研究的目標(biāo)是通過數(shù)字化傳承服務(wù)平臺，將紅色文化帶給更多的人，使大眾對紅色文化產(chǎn)生更深刻的理解和認(rèn)同［1］。

1 開發(fā)技術(shù)介紹

1.1 Vue

Vue是一個JavaScript框架，通過響應(yīng)式機制實現(xiàn)數(shù)據(jù)與DOM元素的雙向綁定，并自動更新。Vue的響應(yīng)式機制是通過使用Object.defineProperty或Proxy來劫持?jǐn)?shù)據(jù)的訪問，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時，會觸發(fā)相應(yīng)的更新操作。Vue核心原理是通過虛擬DOM追蹤和管理界面狀態(tài)變化，對真實DOM進行最小化的操作，當(dāng)數(shù)據(jù)變化時，通過比較虛擬DOM樹找出差異，并只更新變化部分到真實DOM［2］。

1.2 Django

Django是一個高級的Python Web應(yīng)用程序框架，采用了MVC設(shè)計模式。Django可以提供強大的ORM工具，使開發(fā)者能夠使用Python來操作數(shù)據(jù)庫，無須編寫SQL語句。此外，Django還可以自動生成管理界面，簡化了數(shù)據(jù)庫管理的工作。甚至可以通過URL的分發(fā)，將URL映射到視圖函數(shù)上，使處理不同的URL請求變得更加簡單。

1.3 WebGL和three.js

WebGL是一項用于Web瀏覽器中實時渲染3D圖形的技術(shù)，通過與GPU通信，執(zhí)行圖形計算，實現(xiàn)高性能的3D圖形渲染。three.js是一個基于WebGL的JavaScript庫，用于創(chuàng)建和顯示3D圖形場景。three.js提供了高級接口和封裝，使得開發(fā)者不需要深入了解WebGL的細(xì)節(jié)。其可在桌面、移動設(shè)備和虛擬現(xiàn)實設(shè)備上運行，提供一致的3D體驗，包括形狀創(chuàng)建、紋理映射、光影效果、動畫和碰撞檢測等功能［3］。

2 系統(tǒng)分析

2.1 可行性分析

2.1.1 技術(shù)可行性。Django是一個強大的Python Web框架，用于構(gòu)建后端服務(wù)。Vue.js是一種現(xiàn)代的JavaScript框架，用于構(gòu)建動態(tài)的用戶界面。Three.js是用于創(chuàng)建3D圖形的JavaScript庫。三者結(jié)合在技術(shù)上是可行的，Django的強大后端功能可以處理數(shù)據(jù)管理、用戶身份驗證等任務(wù)；而Vue.js和Three.js可以用于創(chuàng)建交互式和視覺上引人入勝的前端用戶界面。三者通過相互配合，從而實現(xiàn)一個復(fù)雜的數(shù)字化傳承平臺。

2.1.2 經(jīng)濟可行性。Django和Vue.js是免費且開源的工具，無需支付使用費用；Three.js同樣也是免費的，這有助于降低開發(fā)和維護成本。但是，需要考慮到服務(wù)器和存儲的成本，特別是平臺的用戶規(guī)模較大。

2.1.3 操作可行性。Django框架的強大管理后臺極大地簡化了平臺的操作和維護工作。同時，Vue.js的單文件組件和組件化開發(fā)方式使得前端代碼更加易于維護和擴展。通過巧妙設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)并利用適當(dāng)?shù)墓ぞ?，能夠輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、導(dǎo)出和管理。這兩者的結(jié)合既為平臺提供了高效的開發(fā)和管理工具，又為用戶的良好體驗提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.2 系統(tǒng)性能分析

使用Three.js進行3D圖形渲染對系統(tǒng)性能會有一定要求，特別是在處理復(fù)雜的3D場景時，需要考慮在不同設(shè)備上的性能優(yōu)化。而合理使用緩存、異步處理和優(yōu)化數(shù)據(jù)庫查詢等手段可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和整體性能。

2.3 系統(tǒng)功能需求分析

明確定義平臺的功能需求，包括用戶管理、內(nèi)容管理、3D展示、文化傳承等方面的功能。確保系統(tǒng)具備良好的用戶體驗，包括響應(yīng)式設(shè)計、友好的界面和交互。并可以看到最新的紅色動向、要聞?wù)蜁r事動向。平臺的界面上既要有圖片輪播展示歷史上的今天所發(fā)生的事情，又要有精品文章專欄每天推送各種各樣的紅色文化文章，并以熱度進行排名。黨館展示有3D展館、黨館文獻、紅色影像和英雄故事的不同鏈接。3D展館通過3D的方式展現(xiàn)整個展館大廳的面貌，可以足不出戶地參觀其他地方的紅色展館；黨館文獻用來存放各個黨館內(nèi)的文獻、文物及黨館資料等；紅色影像存放的是與紅色歷史有關(guān)的視頻；英雄故事是存放英雄人物的個人資料。

3 紅色文化數(shù)字化傳承服務(wù)平臺功能設(shè)計

紅色平臺匯聚主頁、3D展館、黨館文獻、紅色影像、英雄故事、用戶和管理模塊，具體如圖1所示。主頁提供歷史、文章、動態(tài)和問答；3D展館模塊具有添加圖片、地址和標(biāo)題的功能；黨館文獻和紅色影像模塊具有添加與管理文獻和影像的功能；英雄故事模塊具有添加與管理英雄事跡的功能；用戶模塊包含注冊、登錄、查看和修改的功能；管理模塊則覆蓋用戶、文章和全景管理。

3.1 "前端展示模塊設(shè)計

3.1.1 主頁設(shè)計。主頁主要由導(dǎo)航欄、輪播圖、紅色文章和精品文章組成。主 頁界面效果如圖2所示［1］。

3.1.2 3D展館。3D展館提供多個紅色展館選擇，用戶可以根據(jù)興趣選擇進入不同的展館。進入展館后，用戶可以通過鼠標(biāo)在3D場景中自由瀏覽，了解展館內(nèi)部的具體場景和展品。管理員可以添加圖片、地址和標(biāo)題。具體展現(xiàn)效果如圖3、圖4所示。

3.1.3 黨館文獻。將文獻按照年代、主題等分類，方便用戶查找和閱讀。管理員可以編輯文獻。

3.1.4 紅色影像。將紅色歷史相關(guān)的影像資料整理成視頻庫，供用戶觀看。

3.1.5 英雄故事。提供各類英雄人物的個人檔案，包括生平事跡、主要貢獻等信息。

3.2 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)設(shè)計很大程度上決定了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的實現(xiàn)。本研究采用了MySQL數(shù)據(jù)庫，設(shè)計了多種信息表且相互關(guān)聯(lián)，減少了代碼的冗余及搜索時間。信息表主要有：用戶信息表、博客信息表、標(biāo)簽表、文章表、點贊表、評論表、紅色景點表、紅色景點分類表、路線表和路線提示表。

3.3 " " " 用戶功能模塊設(shè)計

3.3.1 用戶注冊與登錄。用戶可以注冊并登錄網(wǎng)站，以查閱紅色景點的文章及英雄故事、觀看紅色影像、3D漫游參觀紅色景點。紅色景點的文章內(nèi)容包括：景點的標(biāo)題、正文、發(fā)布日期、修改日期、點贊量、評論數(shù)、標(biāo)簽、分類。

3.3.2 用戶個人中心模塊。用戶不僅可以編輯個人資料，包括頭像、昵稱、個人簡介等，而且可以查看和管理自己發(fā)布的帖子，包括剪輯、刪除、隱藏等操作，還可以查看收到的點贊、評論和回復(fù)，并與其他用戶進行互動。

3.3.3 用戶管理。管理員負(fù)責(zé)管理用戶的注冊過程，確保用戶身份的合法性和安全性。在訪問過程中，管理員管理用戶的訪問權(quán)限和角色分配，根據(jù)用戶的需求和職責(zé)，分配不同的權(quán)限級別，確保用戶只能訪問所需要的功能和數(shù)據(jù)，限制對敏感信息的訪問。并且監(jiān)視用戶的活動和行為，以確保用戶遵守網(wǎng)站規(guī)則。

4 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

4.1 后端實現(xiàn)過程

4.1.1 新建Django項目和應(yīng)用。在項目中新建一個APP應(yīng)用，并在項目總路由中配置子路由。通過配置settings，將默認(rèn)數(shù)據(jù)庫的配置改為MySQL的配置，添加上所需要的配置項。

4.1.2 構(gòu)建模型編寫需要的數(shù)據(jù)庫。django通過ORM生成和操作數(shù)據(jù)庫，利用模型類來進行表示。需要創(chuàng)建一個繼承自django.db.models.Model的模型類，并定義各個字段及類型和屬性。

4.1.3 配置子路由，編寫視圖。在app的urls.py文件中定義URL映射，將URL路徑與對應(yīng)的視圖函數(shù)關(guān)聯(lián)起來。用戶在瀏覽器輸入URL后，路由會將這些URL映射到指定的視圖上。創(chuàng)建后端API接口，使用django的視圖函數(shù)或類視圖來處理請求，并返回數(shù)據(jù)。在視圖函數(shù)或類視圖中，通過數(shù)據(jù)庫查詢、業(yè)務(wù)邏輯等處理數(shù)據(jù)，并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為JSON格式返回給前端。在前端頁面中，使用axios工具發(fā)送HTTP請求到后端API接口，獲取數(shù)據(jù)并處理后端返回的數(shù)據(jù)，在前端頁面中進行展示或進一步處理。

4.2 前端實現(xiàn)過程

4.2.1 新建Vue項目。在確保安裝node.js、npm和Vue CLI的情況下，在命令行中運行vue create my-project命令來創(chuàng)建一個新的Vue項目。

4.2.2 設(shè)置路由。在 src/router 目錄下創(chuàng)建一個 index.js 文件，并在其中定義路由規(guī)則和對應(yīng)的組件。然后，在根組件中導(dǎo)入和使用路由。

4.2.3 狀態(tài)管理。在 src/store 目錄下創(chuàng)建一個 index.js 文件，并在其中定義狀態(tài)、操作和獲取器。然后，在根組件中導(dǎo)入和使用 Vuex。

4.2.4 編寫組件及引入和使用。在src/components目錄下創(chuàng)建新的Vue組件文件。在需要使用組件的地方，通過import語句將組件引入到其他組件或頁面中，然后將組件注冊為局部組件或全局組件并在模板中使用。

4.2.5 編寫視圖。在src目錄下創(chuàng)建一個views目錄，用于存放應(yīng)用程序的頁面組件。views目錄中的組件代表著不同的頁面或路由，每個組件對應(yīng)著應(yīng)用程序中的一個目錄［4］。

4.3 3D效果實現(xiàn)

4.3.1 安裝和引入three.js。在vue項目中，使用npm或yarn安裝three.js模塊，然后在需要使用three.js的組件中，利用import語句引入three.js模塊，例如：import * as THREE from three。

4.3.2 創(chuàng)建場景、相機、渲染器。使用three.js提供的API，創(chuàng)建一個場景對象、一個透視相機對象、一個WebGL渲染器對象。并設(shè)置相機的位置、角度、視野等屬性，以及渲染器的大小、顏色、陰影等屬性，將渲染器的dom元素插入到vue組件的模板中［5］。

4.3.3 加載模型和材質(zhì)。使用three.js提供的加載器THREE.Loader或自定義的加載器，加載3D展館的模型文件和材質(zhì)文件。例如，OBJLoader、 MTLLoader、GLTFLoader等。加載完成后，將模型和材質(zhì)添加到場景中，設(shè)置模型的位置、旋轉(zhuǎn)、縮放等屬性。

4.3.4 添加光源和控制器。使用three.js提供的光源對象，創(chuàng)建并添加一些光源到場景中。例如，環(huán)境光、點光源、聚光燈等。設(shè)置光源的位置、顏色、強度、角度等屬性，使3D展館看起來更真實。使用three.js提供的控制器對象，創(chuàng)建并添加一個控制器到相機中，使用戶可以通過鼠標(biāo)或觸摸屏來旋轉(zhuǎn)、縮放、平移3D展館。

4.3.5 渲染和動畫。使用three.js提供的動畫循環(huán)函數(shù)，創(chuàng)建一個渲染函數(shù)，在該函數(shù)中調(diào)用渲染器的render方法，將場景和相機作為參數(shù)傳入，實現(xiàn)每幀渲染3D展館。在渲染函數(shù)中，也可以添加一些動畫效果。例如，讓模型旋轉(zhuǎn)、移動、變形等。在vue組件的mounted生命周期鉤子中，調(diào)用渲染函數(shù)，開始渲染和動畫。在vue組件的beforeDestroy生命周期鉤子中，取消動畫循環(huán)函數(shù)，釋放資源。

5 結(jié)語

本研究通過使用Django和Vue框架，構(gòu)建了一個紅色文化數(shù)字化傳承服務(wù)平臺，用于管理和展示與紅色文化相關(guān)的數(shù)字資料。該平臺可以提供多種功能，其中包括展示最新的紅色動向和要文摘要，展示歷史上今天發(fā)生的重要事件，推送紅色文化文章并按熱度排名，3D展館，存儲黨館文獻、紅色影像和英雄故事等。

通過紅色文化數(shù)字化傳承服務(wù)平臺，人們可以身臨其境地了解各個紅色景點的歷史、人物和意義等信息。這將提高紅色文化的傳播力和影響力，滿足人們對紅色文化精神學(xué)習(xí)的需求。

參考文獻：

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［3］汪浩，田豐，張文俊.基于WebGL的交互平臺設(shè)計與實現(xiàn)［J］.電子測量技術(shù)，2015，38（8）：119-122，128.

［4］謝曉偉，包琦.基于Django與Vue的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯管理平臺［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2022（12）：246-249.

［5］王騰飛，劉俊男，周更新.基于Three.js 3D引擎的三維網(wǎng)頁實現(xiàn)與加密［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，33（2）：79-80.