基于虚拟现实（VR）技术的云南少数民族建筑数字化保护研究

邹治豪 张筱蓉

传统的建筑数字化保护手段局限性较多，无法体现建筑应有的体量感、空间感，与观众缺乏基本地互动。而近几年逐渐成熟的虚拟现实（VR）技术则恰好解决了这些问题。在少数民族建筑数字化保护领域使用最新的虚拟现实（VR）技术具有体验更逼真，沉浸感更好，发展潜力更大等优势。也有缺乏标准规范、制作难度高等技术问题。从长远考虑，虚拟现实技术是少数民族建筑数字化的必然趋势。

一、前言

云南是少数民族传统建筑最为集中的地区之一。少数民族的传统建筑历史文化悠久，是一笔宝贵的文化遗产，非常具有研究价值和研究意义。目前，随着旅游业地飞速发展和城市化的进程，城市的开发规划与这些传统建筑产生了一定的矛盾与冲突，不少有研究、保存价值的建筑得不到妥善的保护，出于长远地考虑，对于这些宝贵的文化遗产最好地保存与保护手段就是基于虚拟现实（VR）技术的数字化保护，因为数字化保护受环境影响较小，在一定条件下甚至可以做到永久保存。目前国内外的建筑数字化保护手段中的所谓虚拟现实技术大多都是采用照片、影片、3dmax模型、效果图等相对传统的技术手段。采用这些数字手段虽然能较好的反映传统建筑的环境、整体结构、材质等细节，但无法真实还原传统建筑应有的体量感、空间感等对于一个建筑而言最直观的感受，也缺乏相应的互动效果。从体验者的角度来看，这种程度的虚拟现实效果与照片的差异不大，充其量只能算是“加强版”的幻灯片，其真实性可谓是差强人意。而近几年热门的沉浸式虚拟现实（VR）技术才是较为成熟可以完美解决传统数字化手段诸多缺点的新技术。通过该技术可以完美地再现少数民族传统建筑的一切效果与细节，无论是建筑应有的体量感还是空间尺度，甚至是建筑气势等一些相对“主观”的感受都可以完美再现，体验者宛如真实的处在这些建筑环境之中。少数民族传统建筑经过虚拟现实（VR）技术保存后，其逼真程度和细节效果都是远超传统的数字化保护手段。

二、虚拟现实（VR）化数字保护的优势

相对于传统的数字化保护手段，虚拟现实（VR）技术的优势不言而喻，总体看来有以下四点优势最明显：

（一）虚拟现实（VR）技术的体验更逼真，传播更有效率

一般来说，人类接收信息的手段也有维度之分。比如说现实生活中最常见的文字就属于一种维度较低的信息传播手段，文字需要阅读者经过一定思考才能较深入地理解信息的意义，其传播效率从某种意义上来说是比较低下的，要提高文字的传播效率则需要更高的叙述水平、阅读水平与阅读时间。相对而言，音频与视频的传播效率又高于文字，因为观众处于被动接受的状态，音频与视频在相同时间内传播的信息更加丰富，传播的速度又较快。但是音频与视频虽然传播的速度较快，但是信息传播的深度有限，除非观众处于精神高度集中的状态，否则很有可能是“走马观花”，难以对传递的信息进行深程度地思考，对传播的内容很快就遗忘了。

而沉浸式虚拟现实（VR）技术则恰好综合各种传播手段的优点。首先虚拟现实（VR）技术的体验非常逼真，如果是制作准确、精良的作品，那么观众的体验是无限接近真实的，这在直观与逼真程度上就已经超过了图片和视频的极限，观众接收信息的速度也会非常快。在传播深度上，虚拟现实（VR）技术也有能媲美文字的能力，因为虚拟现实（VR）技术是多种传播方式的综合体，以建筑的VR表现为例，观众不只是简单的体验建筑的空间视觉效果，还有相对应的音频解说与环境音效，在必要的地方还有文字的解说，最重要的是这些内容都是可以互动的，比如说观众可以打开每一扇门，进入每一个房间，甚至是拿一个物品，然后仔细观察物品上的细节，改变这些物品的摆放位置等，在这些互动的过程中都有相应的音频解说与文字解说，且这些互动与解说都是可以反复进行的。逼真的互动式体验还可以加深观众对于体验内容的理解程度，拓宽观众的认知范围，因为沉浸式的互动效果具有构想性（imagination）。这些都是传统数字化保护手段中图片与视频根本无法达到的效果。正因为这种逼真，可以互动、有构想性的特性，所以非常适合用来对少数民族建筑进行数字化保护，因为少数民族建筑里包含的内容、细节非常丰富，每一根柱子，每一个结构，每一个陈设品都有对应的历史与文化，传统只用文字配合图片与视频的表现手段，在传播信息的效率与深度上有诸多缺陷，在任何方面都不如虚拟现实（VR）技术的效果。

（二）虚拟现实（VR）技术有利于宣传少数民族建筑文化

对少数民族建筑进行数字化保护一方面是为了保存这些宝贵的历史文化遗产，而另一方面数字化保护对于宣传少数民族建筑文化也非常重要。目前，我国青少年对国内优秀的的少数民族建筑文化的兴趣普遍不高，缺乏基本的了解，更谈不上欣赏这些少数民族艺术的瑰宝。其原因是多方面的，传统的数字化保护手段资料不够详细，内容不够丰富，说教意味浓厚，也是造成目前这种现状的原因之一。而虚拟现实（VR）技术的互动性可以呈现出更多精彩的内容，甚至可以尝试与游戏、电影电视等娱乐手段结合起来。高科技、新奇的体验更容易吸引青少年，从而起到更好的宣传效果。

（三）虚拟现实（VR）技术应用广泛，具有很好的发展前景2016年已经被业内称之为“虚拟现实技术”元年，同年国务院印发了《“十三五”国家信息化规划》和《“十三五”国家科技创新规划》，其中就强调了虚拟现实技术的布局，并做出了明确的规划。从2016到2017短短一年的时间里，各种理论，硬件，解决方案层出不穷。虚拟现实（VR）技术在医疗、教育、娱乐、销售、通讯、设计等多各领域迅速铺开，可以预见的是，虚拟现实（VR）技术未来一定会像现在的智能手机一样彻底改变人类的生活方式。用虚拟现实（VR）技术对少数民族建筑进行数字化保护，一方面是适应了时代的发展，另一方面也为少数民族建筑未来的发展提供了更多的可能性。

三、可预见的一些难点

（一）目前虚拟现实（VR）技术的技术标准与规范不够统一

虽然现在虚拟现实（VR）技术的发展非常快，但是整体行业仍处于发展初期阶段，还没有全球统一的权威技术标准与行业规范。因此，现在花费大量精力制作出的成果，很有可能以后会面临标准不统一，格式不规范的后果，甚至会出现完全不能使用，只能重新制作的严重后果。当然，从现状来看，在该领域较为领先的几家企业、研究机构已经逐步就技术标准与规范达成统一。如国际上在2016年就已经有多家企业达成了一个初步共识，即实现VR技术的三大关键指标：屏幕低于20ms毫秒延时，75Hz以上屏幕刷新率，1K陀螺仪刷新率。在国内，今年的4月份，由中国电子技术标准化研究院与北京理工大学牵头，小米科技公司，北京暴风魔镜公司等11家企业参与，经过调研与验证，共同制定了《 虚拟现实头戴式显示设备通用规范联盟标准 》。相信在不久的未来，全球性的VR行业标准很快就会确定。这也从侧面说明了在实施少数民族建筑虚拟现实化的过程中要时刻注意相关技术标准的发展情况，及时采用最新、最权威的技术标准与规范。

（二）虚拟现实（VR）技术要求更高的制作水平与质量

正如前文所述，要实现逼真的虚拟现实效果，场景的各种细节要求都非常的高，工作量也会比传统的数字化保护手段要多。那么从事该项工作的团队就应该是一个拥有多种专业技能人才的综合团队，必须要有懂得計算机编程、建筑结构、3D建模、后期制作、音频处理等多各专业领域的人才。简而言之，就是对参与制作的人员要求更高了。

四、结语

云南地区的少数民族传统建筑非常具有研究价值与经济效益，从长远角度来看，最好的保护办法的就是数字化保护。而数字化保护手段中，目前看来基于虚拟现实（VR）技术是最理想，也是最具有可持续性的。同时，将虚拟现实（VR）技术运用到建筑数字化保护中所形成的成果，可以应到到多个相关领域，不单适用于少数民族建筑，还可以推广到其他地区少数民族的建筑与艺术品、古迹的数字化保护中去。相信经过短时间的发展，虚拟现实（VR）技术会更加完善，未来将成为数字化保护领域的首选方案。

（作者单位：楚雄师范学院美术与艺术设计学院）