虚拟现实技术在徽文化保护和传承中的应用

冯裕良，焦梦杰，池芳龙

（黄山学院 艺术学院，安徽 黄山 245041）

虚拟现实技术在徽文化保护和传承中的应用

冯裕良，焦梦杰，池芳龙

（黄山学院 艺术学院，安徽 黄山 245041）

虚拟现实技术在徽文化保护和传承方面有着独特的优势，它能够真实再现和保存徽文化中的物质和非物质遗产.本文阐述了虚拟现实技术的记录保护方式及计算机虚拟再现的制作案例，供相关同行业人士参考.

虚拟现实；制作

徽文化以徽州经济、文化、科学、技术等为研究对象，是徽州独特文化的综合，被誉为中国传统三大显学之一.徽州三雕则是徽州优秀文化的典型代表.通过对损坏的三雕进行复原是对徽文化的一种保护措施，同时也是对徽州三雕数字化保存的一个重要手段的探索.徽州三雕历史悠久，技艺精湛，世代相传，其精湛的雕刻技艺和不朽的艺术价值，充分体现了古代汉族劳动人民的卓越才能和和艺术创造力.

近年来，由于社会的变革、经济发展的加速、当地建筑观念的改变以及其他一些复杂原因，徽州“三雕”艺术正在逐步远离自己原有的应用空间，保护状况更是堪忧.另外，随着现代化进程的加快和当地旅游文化产业的快速发展，包括“三雕”在内的文物保护工作再一次面临着严峻的挑战.很多明清古民居建筑因年久失修和旧房屋的拆迁改造，人为的损坏（急功近利的、盲目的开发或拆迁）严重，因此很多珍贵的徽州三雕作品亟待修复.2011年11月安徽大学艺术学院程波涛撰写的《徽州“三雕”艺术保护与传承摭论》主要将徽州三雕的保护传承作为研究对象.2012年4月重庆大学的苏磊撰写的《徽州龙川胡氏宗祠木雕的数字化保护与传承》硕士论文，主要针对木雕的数字化保护与传承进行了相关研究.在众多的研究成果中，采用三维虚拟技术对徽州三雕的修复实践研究仍然比较缺少.本研究将在以往研究的基础上，试图利用虚拟现实的角度进行研究，以期从最大意义上传承徽州三雕和保护徽文化.

VR虚拟现实技术目前已经较为成熟，2015年下半年全球虚拟现实技术及设备程爆炸式发展.其中以HTC、微软为首的国际大公司的VR设备的商业化为龙头，虚拟现实以大众化、实用性迅速风靡全球.沉浸式VR是最有代表性，它主要利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉.同时，它利用数据手套把用户的手感通道封闭起来，产生虚拟触动感.系统采用语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的实时性.

1 数字化真实记录传承和计算机模拟虚拟现实再现

1.1 全景相机能够通过360度的拍摄，保存一张全景图片，利用相应的计算机软件制作成基于安卓或PC端的文件.能够通过电脑、手机进行观看当时拍摄的现场内容，属于静止画面内容.

VR摄像机的问世使得虚拟技术又有了一个突破性的进步，通过VR摄像机记录全景动态视频.观众通过VR眼镜设备沉浸入视频内部，360度动态化观看录制内容.

1.2 计算机模拟虚拟现实的制作是一个较为复杂的工作流程，它较数字拍摄记录有更为广阔的应用空间.数字拍摄记录的前提要求是现实空间要真是存在，有相应的拍摄对象.计算机模拟则不需要真实存在的，通过前期的细致策划设计，对模拟的事迹或场景进行前期设定便可以呈现在观众眼前的VR作品为计算机模拟虚拟现实.

2 计算机虚拟现实：通过MAYA软件制作徽州马头墙阐述虚拟现实制作

首先通过实地考察、网络收集、参考文献了解掌握马头墙的实际制作原理，然后初步设计马头墙的设计初稿.

马头墙俗称封火墙，主要是用来起防火作用的山墙.一般马头墙分为两叠式、三叠式、四叠式、五叠式，其中三叠式、四叠式、最为常见，五叠式一般用于大户人家叫做“五岳朝天”.

马头墙随屋面的高度一层一层叠加，以斜坡长度定为若干档，墙顶挑三线排檐砖，用小青瓦覆盖在每只垛头顶端安装金花板.上面安装各种马头，样式各部相同，有鹊尾式、印斗式、坐吻式等多种形式.

（1）素材收集齐全后，利用三维软件MAYA进行模型制作.

首先把素材导入MAYA软件，由于选择的图片为正面，所以进入正面Front界面，View——Image plane——Impport Image——导入资料图片（马头墙）.

3-1 导入素材

3-2 马头墙构造及挤压图

然后进入透视图进行模型制作，先分析模型的答题结构，总结分析模型当中的同类型模型，分组优化制作构成.基座、搭瓦（小青瓦）为条状瓦、马头为鹊尾，侧瓦印有雕花.如图3-2.创建马头墙山墙，进入POLYGON模式，创建多边形Create——polygon primitives——plane进入属性 width:24, height:12,depth:8,subdivisions width:6,subdivisions height:3, subdivisions depth:1.如图3-2.

利用变形挤出工具编辑器editmesh，extrude命令挤出一下模型如下3-2图.

制作马头墙顶端的垛头，通过edit mesh，extrude命令挤出一下模型如下3-3图.

3-3 挤压图

3-4 加拱形

进入工具编辑器edit mesh，split polygon工具在模型中间加2条线并，进入点模式将中间顶端2点提高.挤压顶端面，形成矩形并形成拱形面.如图：3-4.

拱形制作完成后，拱形边缘过于硬，不能够圆滑的过度.通过软边工具进行软化，工具编辑器edit mesh，bevel属性具体数值如下：3-5软化边缘.

3-5 软化边缘

3-6 瓦复制

创建平板长方形，做成小青瓦的形状，上下各四块形成半圆相扣状.选择上面四块瓦进行复制，edit——duplicate special具体数值如图3-6.把所有瓦选择后.进行打组（ctrl+G），然后进入Modify——center pivot(中心回归物体中心坐标).edit——duplicate special，把 rotate Z轴更改为-180，确定复制.如图3-7.

3-7 瓦片复制

3-8 鹊尾

马头的垛角部分通过挤压拉拽旋转等方式做成雀尾状，同时选择整体组进行镜像复制.如图3-8.通过整体复制，最马头墙的其余部分进行制作，最终得出最后全部模型效果.如图3-9.

3-9 整体效果

3 总结

通过以上案例制作的徽州独特的马头墙的制作过程，阐述了计算机虚拟现实的制作模式及它能够在文化传承和保护中起到相当大的作用.本文因篇幅原因未对模型进行UV拆分合材质制作，以上制作流程仅供同行参考.

〔1〕冯裕良,有亚琴,冯裕林.基于MAYA技术对角色骨骼绑定的探究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2016（05）:152-154.

〔2〕冯裕良.高精度模型法线贴图的制作流程[J].大舞台,2012（03）:141-142.

〔3〕冯裕良.数字模拟高精度质量建模制作流程探析[J].黄山学院学报,2011(06):132-134.

TP391.9；G125

A

1673-260X（2017）01-0017-02

2016-10-22

国家级大学生创新训练项目：基于HTCvive设备的沉浸式VR展示制作研究（201610375031）阶段性成果；安徽省高校人文社科研究重点项目：VR虚拟现实技术在徽州雕塑数字化修复及展示中的应用研究——以徽州石雕为例，阶段性成果；安徽省高校人文社科研究一般项目：新媒体环境下徽州漆艺传承性研究，阶段性成果；安徽省高校人文社科研究一般项目：基于徽州竹文化下的现代竹木家具设计研究，阶段性成果；安徽高校人文社科研究重大项目《基于设计美学的徽派建筑传承与创新研究》（SK2015ZD23）项目阶段性成果；安徽省高等教育振兴计划重大教研项目《基于徽文化的应用型设计学专业教学改革研究》（2014zdjy121）项目阶段性成果