基于虚拟现实技术的热贡唐卡创新开发设计

许王旭宇 储蕾芳

关键词：热贡唐卡 虚拟体验 线上涂色 线下打印

引言

热贡唐卡代表了西藏传统文化的精髓，公元七世纪已有关于唐卡的文字记载，经过1300多年的不懈努力与探索，热贡唐卡走出了一条新的风格。

然而，现如今的热贡唐卡文化传承与开发应用无法适应当前的形势。为保护传承热贡唐卡，呼应国家的号召，保护非物质文化遗产，势必要用数字技术创新设计开发热贡唐卡，在传统保护的基础上，结合现代的理念，找到其专属的价值。

一、热贡唐卡的创新与开发现状

唐卡艺术源远流长，热贡唐卡作为唐卡的诸多类别之一，不但继承了西藏唐卡鲜明的艺术风格，而且还有序地吸收了汉地文化的精髓。经过不断的传承及变迁，热贡唐卡形成了鲜明的风格，传统意义上对于热贡唐卡的传承与保护主要集中于画面色彩以及画像题材，专注于唐卡的颜色搭配与画面表现，这对于唐卡的新时代保护开发来说是远远不够的，随着政府与社会对于非物质文化遗产的保护越来越重视，热贡唐卡越来越广为人知，受到重视。从事热贡唐卡创新与传承的人数越来越多，其创新传承与现代化开发利用已颇受关注。在新时代应该探索更现代的开发方法与应用措施。

随着技术的发展，人们越来越熟悉数字交互的方式，数字技术给中华传统优秀文化的传播提供了完备的可视化数字解决方案。数字技术提供了崭新的保护手段，有助于聚合创造性思维，丰富交互体验。虚拟现实技术是数字化技术的组成部分之一，符合现代公众的审美趋势，在设计的过程中应该重新思考利用虚拟现实技术开发热贡唐卡元素的方式。

二、虚拟现实技术的应用分析

虚拟现实技术是一个将计算机图形和传感器技术等先进技术相结合的学科和研究领域。用户能够在虚拟世界里自由跨越空间与时间，拥有完整的交互体验，并且虚拟现实切实有效地解决目前尚待解决的问题，目前虚拟现实技术已被广泛运用到教育、医疗、军事、娱乐等领域。

国内权威的市场分析公司智妍在《2018-2024中国虚拟现实（VR）行业市场分析预测及发展趋势研究报告》中指出2018年虚拟现实的市场投资将首次突破百亿大关，并于2020年达到300亿人民币，其中头戴设备与消费级内宅的投资约占69.7%。虚拟现实技术受到市场与投资者的关注，中国会成为第一个将虚拟现实普及的国家。由此可见，虚拟现实的体验模式获得了公众与市场的认可，把虚拟现实技术应用于文化、教育等领域符合公众的实际需求

（一）虚拟现实在文化教育领域的应用

教育领域与文化领域各自独立又互相关联。目前Google Cardboard、Oculus Rift以及Leap Motion等公司平台都尝试把虚拟现实与文化教育结合，让虚拟现实产生更多的社会价值。以一款名为“化学VR”的APP为例，这是一款应用了体验式虚拟现实技术的教育类应用。其把化学理论和收集化学元素的互动冒险任务相结合，在APP内指导用户根据文字信息找到H元素和O元素，把它们组成一个H20水分子。对于学生而言，传统的面授化学课并不有趣，结合了虚拟现实技术的“化VR”一改化学课乏味无趣的印象，通过在三维环境中的与元素的互动，提升了课堂的趣味性，既提升了课堂效率，又解决了目前学习中的不足。

由此可见，虚拟现实技术与文化教育结合的尝试与市场已经趋于成熟，新鲜有趣的互动形式打破了传统体验的限制。虚拟现实的开放度高，支持在线互动，公众对于虚拟现实的接受度极高，把虚拟现实和文化教育相结合符合市场需求。

（二）虚拟现实在三维打印中的应用

三维打印是现代科技的宠儿，它是以增加材料的方式将数字模型制造成三维实体物件的过程。其优势是能与多种技术对接，便捷有效，因此广泛运用于各个领域。三维打印技术与虚拟现实通过技术端口能直接对接。以英国伦敦皇家艺术学院于2017年举办的“虚拟真实”三维打印虚拟现实艺术展为例，艺术家使用Google的“Tilt Brush”和其他3DI具创建虚拟设计空间。观众可以通过头戴式虚拟现实设备进入虚拟世界。同时还可以用3D打印技术物理输出虚拟空间的艺术品。

三维打印和虚拟现实结合的想法减少了艺术家创作的成本，打通了线上和线下的渠道。观众不仅可以在虚拟世界从各个方面欣赏艺术，还可以在现实世界中直接打印这些作品。由此可见，虚拟现实和三维打印的结合赋予虚拟现实新的活力，有助于聚合创造性思维。

三、基于虚拟现实技术的热贡唐卡开发应用

（一）热贡唐卡可开发元素提取——自由涂色定制个性化唐卡

利用虚拟现实技术提取热贡唐卡元素，可以在传统平面展示的基础上增加互动体验，聚合用户的兴趣，打破单一的保护方式，提升了热贡唐卡的利用与开发价值。以敦煌研究院与腾讯公司于2018年6月合作开发的“在线数字供养人计划”为例，该计划设置了基于互联网技术的在线壁画涂色体验。用户通过一个链接就能进入涂色页面，在页面里有简单的动作提示，比如如何选取颜色，如何为壁画涂色等。这—方式拉近了用户与敦煌壁画的距离，交互轻松愉快，简洁易上手。通过这个例子可知，与之前的开发推广方式相比，年轻人更倾向于通过在线交互了解敦煌文化。数字化技术与传统文化结合的想法由来已久。

热贡唐卡的色彩鲜亮优美，预先提取唐卡的色彩元素、分门别类的归纳能为热贡唐卡与虚拟现实结合做充分的准备。唐卡的主色大約有赤、绿、蓝、黄、白五色。根据题材不同，色彩有不同的组合方式。唐卡的红色代表智慧与慈悲;蓝色深邃幽远，令人联想到天空、理性与信念;白色代表纯洁寒冷，宁静雅致;绿色代表着平静、安全，是生命和青春的代表;黄色传达高贵、神圣之意。热贡唐卡颜色分析，如图1。

（二）用虚拟现实技术打通线上线下开发渠道

因为虚拟现实具有全感官交互的先天优势，因此，虚拟现实技术能把唐卡实物虚化，把模型虚物实化，弥补观众不能与唐卡互动的不足;而且与基于平面技术的互动方案相比，虚拟现实的体验更丰富。手势交互技术能够进一步增强虚拟现实的真实感。Leap Motion公司精于体感交互技术的研究，其近日研究出了名为“Interaction Engine”（交互引擎）的技术，该技术把Leap Motion与unity引擎结合，把用户手势传递至unity引擎，因此在虚拟现实里便能实现手势操作。这意味着，虚拟现实技术有了更广阔的应用空间，

本构想作品全名为“热贡唐卡涂色定制VR”，目标人群是想了解热贡唐卡的公众，具有传播热贡唐卡的用途。设有线上涂色工艺品定制交互体验，线下三维打印工艺品两部分，以简洁易懂的方式推广热贡唐卡。

本作品在技术方面第一步是用三维软件建模，把3DMAx和unity3D引擎结合构建虚拟体验馆，用Leap Motion和虚拟现实显示设备在场馆里线上定制个性化热贡唐卡，第二步是通过C#程序语言编写端口语言，把虚拟现实技术与三维打印技术结合线下定制工艺品，推广唐卡。本构想意在把在线体验和定制结合，打通线上体验和线下价值开发之间的壁垒

1.在虚拟体验馆中线上定制个性化热贡唐卡：综上所述，第一步在虚拟体验馆中线上定制个性化热贡唐卡，利用手势交互式虚拟现实技术的虚拟线上热贡唐卡定制的方案如下：

首先，在技术实现阶段，可以利用三维建模软件比如3dsmax软件构建未涂色的立体唐卡模型和三维虚拟场景。之后，把模型导入unity 3D软件，调整材质与贴图、完成与unity3D以及Leap Moton引擎的相關设置，在unity引擎里搭建出一个虚拟的唐卡涂色体验馆。

其次，在交互阶段，打开unity引擎，连接虚拟现实头盔，两者完成对接。观众戴上虚拟显示头盔后可以直接进入unity虚拟体验馆，在场馆里可以全角度行走，旋转、放大或缩小唐卡模型。之后，连接Leap motion手势交互设备，把leap motion与unity引擎、虚拟现实头盔连接。leap motion负责与虚拟现实对接，手势交互，用户可以直接在场景用手势交互，避免了手柄交互不便捷的劣势。手势式虚拟现实交互体验，如图2。

值得一提的是，场景左边列出了未涂色的唐卡列表，用户可以手指左右滑动翻看唐卡列表，在找到喜欢的唐卡后，手指点击选择想要涂色的唐卡，与此同时手指向内捏合或向外展开可以放大缩小自己喜欢的唐卡，仅获取画面的某一部分的特写，仅为特写部分涂色，比如为画面里的莲花涂色。选择完成后唐卡的线稿会出现在场景中间。场景右边列出了可供涂色的颜色，颜色按色相归纳排列，方便取色。唐卡预设了涂色路径，用户可以用手点击代表唐卡颜色的图形，按住不放，把颜色拖动到唐卡上的某一个区域上就能为该区域完成涂色。虚拟体验馆涂色体验，如图3。

场景的上方根据用户点击的颜色给出相应提示。比如：用户在选择蓝色之后，场景上方会提示“蓝色令人联想到天空、信念，通常运用在给天空涂色”，而用户选择白色时，场景上方会提示“白色令^联想到光明、寒冷，代表了宁静高雅、明亮纯净，可以与其他颜色调和”。用这样的方式引导用户在涂色时保持画面风格和谐。涂色提示和预设涂色路径的方式让没有接受过专业的美术训练的用户能轻松定制唐卡。在多次操作之后，用户就能根据心意定制一幅个性化热贡唐卡，点击场景下方的保存就能导出图片。

2.虚拟现实与三维打印技术结合线下唐卡推广：现有的传统文化体验交互模式都止步于线上体验，上文所提到的“在线数字供养人计划”为敦煌壁画设置了涂色体验，但是仅仅止步于涂色，用户在涂色时兴致盎然，但是涂好色没有后续跟进步骤，用户容易遗忘。如果能线上线下结合，则不但可以进一步开发热贡唐卡元素，还可以挖掘出更多的经济价值。因此，在保护、开发热贡唐卡元素的时候，应该打通线上定制和线下打印、配送之间的壁垒，用户不仅可以在虚拟空间里定制符合心意的专属唐卡，而且还可以把涂好色的唐卡图案印在工艺品上，通过三维打印的方式获得工艺品的实物，让唐卡元素成为精致的生活态度的一部分。

综上所述，打通线上线下开发渠道的设计方案如下：首先，在设计方面。在虚拟展馆已完成热贡唐卡定制的基础上，进一步定制热贡唐卡工艺品。手指点击完成涂色。此时场景清空，在场景左侧放置刚刚涂色的唐卡，在场景右侧显示各类家庭装饰用工艺品的素模。具体交互与涂色类似，手指上下滑动选择工艺品，点击后工艺品显示在场景中间。点击左边的唐卡图案，工艺品上就会根据选择印上热贡唐卡的图案。图案可以放大、缩小或旋转，以作进一步调整。调整完成之后，点击保存，根据唐卡图案而定制的工艺品就完成了。然后，在服务方面，依托于虚拟现实的在线交互特性，定制完成之后，点击场景下方的发送，就能输入个人信息，把工艺品模型直接发送给三维打印生产商。经由生产商确定之后，打印完毕直接邮寄至用户填写的收货地址。用户根据喜好把工艺品放在家里的某一处地方作装饰。同时，因为三维打印材料具有坚固耐用、易降解的特性，工艺品就能观赏较长的时间，对环境影响极小。工艺品定制与三维打印，如图4。

这样就实现了足不出户，仅仅需要虚拟现实和手势交互设备就能在线上给热贡唐卡涂色，定制个性化唐卡和工艺品，在线下直接配送三维打印工艺品的想法。把线上和线下的优势联系在一起，让两者优势互补，让热贡唐卡的开发应用更轻松便捷。

总结

传统文化的保护与创新传承与对于我们这个时代而言是永恒不变的主题，非物质文化遗产的保护要结合其他先进技术，创新地开发与应用其价值。热贡唐卡历史久远，但是唐卡理论晦涩难懂，基于虚拟现实技术的进步，热贡唐卡有了广泛传播的可能性。本文用虚拟现实技术的方式打通线上线下开发的渠道，让热贡唐卡的宣传更接近公众，同时产生具体的经济效益。通过这样的方式，让公众更愿意了解热贡唐卡，热贡唐卡的传承有了新的曙光。