基于虚拟现实技术的“酉水船工号子”体验设计

孙淑萍 朱玉蕾 匡睿颖

（湘潭大学，湖南 湘潭 411105）

“酉水船工号子”是指酉水河段船工劳动时喊的号子，配合船工劳动动作，节奏统一，用来调动劳动情绪的一种民间歌唱形式。歌唱内容包括土家人的人文历史、地理风貌、宗教信仰、生产生活等。得益于优越的生态环境，深厚的人文历史，礼貌的文化行为和稳定的文化传承，造就了别具一格的酉水船工号子，使这种水上音乐文化具有导航、教育、娱乐等特殊的实用功能[1]。

1 酉水船工号子的传承困境及实践路径

2002年，酉水全境通航的历史正式结束，且随着号子歌唱者的相继离世，意味着湘西酉水的保靖船工号子在特殊时期才能看到其以表演的形式出现。而目前酉水船工号子仅用论文发表，资料整理、船只改造和纪录片拍摄制作等传统媒介的方式来进行保护与传承，所做成果并没有引起较大反响与关注，酉水船工号子生存环境依然严峻。

综合目前对酉水船工号子传承路径现状研究，笔者认为虚拟实境（Virtual Reality，简称 VR 技术），很好地弥补了传统媒介的不足。VR技术是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，为体验者提供视觉、听觉、触觉等感官模拟，让其如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物[2]。酉水船工号子结合VR技术进行沉浸式体验设计，通过行船实景三维搭建与交互界面趣味设计的方式，让体验者跨越时空、地域、空间限制，身临其境地体会其文化内涵与文化趣味。对无法再现行船实景的酉水船工号子而言，该技术的融合也是其有效传播文化的强有力手段。

2 酉水船工号子体验系统的结构设计

通过对酉水船工号子保护现状的分析、虚拟现实技术的应用了解与虚拟现实引擎技术的掌握，首先基于行船实景的真实性原则，确定体验系统以酉水河为背景空间，主题色调为蓝绿。其次在三维软件MAYA中对模型与场景进行建模，并把调研拍摄的视频和摄影作品进行后期处理。再将两者一并导入虚拟现实引擎IdeaVR软件中设置动画及交互界面，最后输出打包到IVR Player 引擎中漫游。让体验者不仅能通过物体感知酉水船工号子的魅力及船工们的劳作生活，还能了解酉水船工号子的具体作用及价值意义。体验系统结构设计流程如图1所示。

2.1 再现与仿真：体验系统模型搭建与场景设计

2.1.1 地域性元素赋能的模型搭建

三维模型搭建要在体验系统的沉浸式、真实性基础上，以保证用户体验的流畅度与舒适度不受影响。所以建模时须考虑2点：1）模型面数大小的数值区间。该数值要使系统在不影响高精度与逼真度视觉效果呈现下，防止被触发交互效果，导致出现卡顿与延时。2）如何进行优化设计降低整体模型对系统的负载度。该考虑都是在酉水船工号子的沉浸式体验设计中前期选择使用模型面数适中的方式建模，后期将用贴图的方式优化模型。

通过对保靖县现今保存最完整船只的实地调查、拍摄，并咨询船只主要设计者魏品富师傅，记录其在造船时较为具体的数据和相关材质要求与注意要点，综合考量船首、船身、船体的实际比例与各部分的配置，用三维软件MAYA按照1∶1比例真实还原一个完整船只的模型构造。这在一定程度上能避免比例失真，而导致设计的逼真度缺失和可视化效果的下降[3]。

模型搭建完成后导出为FBX、OBJ、3DS等通用格式，再导入IdeaVR软件中赋予材质与贴图。IdeaVR软件支持三角面，如导入模型存在明显穿插、破面、边面不兼容等情况，须在MAYA软件中进行调整与修复。导入完好模型后，根据模型的色彩外型与新旧程度在材质编辑器中进行材质的赋予与法线贴图，法线贴图能弥补模型面数低而导致细节不够、精细度低等不足的同时，大大降低表现物体渲染时需要的面数和计算内容[4]，能够满足沉浸式体验系统流畅度需求。考虑到虚拟空间的展示、行船的恢弘气势，而又不得忽略当时行船的困境，笔者决定在现有船只基础上稍加修饰，材质贴图选择还原70%～80%新，在不违背真实性原则下，又能在一定程度上体现过往行船的壮观之景。

对模型进行初步材质贴图后，添加湘西土家族苗族自治州或保靖县的地域特色元素，使其更具代表性和标识性，而湘西土家族自治州龙山县的劳动号子所属省级非遗，与酉水船工号子有异曲同工之妙，结合实际需求，将保靖县极具代表性的八部大王祭、土家族铜铃舞、竹编技艺3个非遗文化项目与保靖县比耳镇的农业主导产业-柑橘品牌提取号角、铜陵、背篓等元素，融合船工们船上生活用具如碗筷、柴火、锄头等，通过建模还原实物融入船只模型中。三维模型如图2所示。

图2 三维模型

2.1.2 多维度媒介嵌入的场景设计

模型的搭建工作完备后，应通过外部空间、内置环境场景设计等多维度媒介来营造真实的沉浸式体验氛围。场景外部空间所采用的是保靖县的河水流域全景图，通过景别虚化和远距离空间放置来增强纵深感与立体感。并添加动态水面与大风天气，环绕远处飘荡的树叶和流动的河水使人仿佛身处酉水流域。辅之绿悠悠的草堆和漂浮的货物，一方面是为营造空间的美观性，另一方面是方便漫游和传播文化。

通过应用灯光来营造出白天明亮的效果，因行船过程中，船工一般白天劳作。并结合号子是随着船工劳动时才会吟唱，起凝神聚力、鼓舞士气之作用的价值意义和晚上多半与汩汩的流水声相拥入眠，为第二天的行船蓄力的实际出发，整个沉浸式体验设计将会设置成白天行船的虚拟情境。

在空间的基础上，融入土家族特色音乐和立体环绕的音效以突出氛围，如环境中清脆的鸟叫声、清风的吹拂声、潺潺的水浪声。体验者一进入虚拟空间中，背景音乐和环境音会自动被触发，体验者将全程在这种立体环绕的氛围下进行体验。

2.2 建构与反馈 ：体验系统交互设计

2.2.1 可视化信息指向的导航图标界面设计

一个好的设计必须主线清晰，给予体验者明确的方向感去操作浏览[5]，而在空间范围不明确的虚拟空间中进行可视化信息界面设计尤为重要。界面设计为历史、影像和现状3个版块。3个导览图标分别取船身、影像盘和船桨元素，历史为船身，突出以船为家的船工相互配合的号子来源；影像为影像盘，更为直观表达导览内容；现状为船桨，号子由辉煌到无人传唱再到非物质文化遗产，如同船桨划水时惊起的涟漪一样，起起伏伏，跌宕转折。

历史亦是简介，即酉水船工号子的宣传视频，主要介绍酉水船工号子的内容与特点，让体验者快速熟知该非遗文化。影像记录酉水船工号子州级代表性传承人曹怀锋的日常生活与现状，以旁观者或体验者的身份用12张摄影作品加文案叙述的镜头语言，去描述传承人晚年生活的窘境，影像界面如图3所示。

图3 触发影像图标出现摄影作品与文案

2.2.2 立体化情景塑造的动画与音效设计

在动画编辑器与交互编辑器中对场景中的节点添加类型丰富的动态变化和交互效果，动画设计须自然且贴近现实生活，元素运动轨迹也应符合真实世界的物理规律，这样能让用户更快地认知、理解和接受。例如触发船桨，划桨音效配合划桨动画同时发生；触发纤绳，酉水船工号子音频和行船音效配合船体向前行驶，契合纤夫在拉纤过程中欢唱酉水船工号子的情景，真实感受号子在行船过程中的功用与魅力。随着船体移动的嘎吱声，号子歌词会同时投射到船棚上，体验者可通过触发不同纤绳来触发不同号子音频，号子歌词亦可以通过图标触发翻页，感受聆听号子音频、观看棚身歌词、体验拉动纤绳立体化情景塑造的魅力。并且可不受方向、坐标束缚，对场景中一切可见立体物体实现任意位置、距离的漫游、移动操作和测量，过程中也可能会触发物体的文字介绍和视频讲解，如触发船上的柑橘显隐柑橘文字介绍和播放暂停柑橘宣传片等。清晰的导航界面设计与隐藏的动画交互设计相结合，能让体验者产生更大的惊奇感和获得感。

利用音频讲解声、传承者吟唱的号子音乐、混响的环境音效、实景影像等媒体文件类阐释语言，共同构筑故事情节，引导情感升华[6]。对体验者而言，这会帮助其在短时间内快速建立对这一陌生文化的形象化印象。在此基础上，再融入物体动画设计，利用VR设备产生动画，不仅能增加交互趣味性，也能让整个虚拟空间的设计变得鲜活而生动。

3 酉水船工号子体验系统引擎技术输出

在三维软件里面完成裸模的搭建，再导入VR软件中完成对裸模的材质贴图、灯光、摄像机的设置，并在软件中对模型进行动画和交互的设计，最后将文件一起打包成为.IVR格式的文件，在另一个VR漫游引擎中IVR Player启动使用场景，进行360°全景视角的沉浸式体验。而漫游场景摄像机设置直接决定体验者的视野窗口，在未打包成场景输出时的设置可能会跟实际漫游的效果存在偏差，需要2个软件来回校正以达到预期角度。

4 结语

把酉水船工号子与虚拟现实技术相结合，以丰富观众视、听、触、空间等多方面感官体验，对其进行立体化、情景化呈现，该技术不仅能突破时间和空间的障碍，弥补酉水船工号子再也无法真实复原的遗憾，又符合其作为非遗文化具备的活态性、无形性、时空性等特征，实现非遗项目从“无形”向“有形”转变[7]。根据现场展陈与异地协同漫游实验证明，酉水船工号子与VR融合的新兴技术手段更能提高体验者了解这一非遗文化的兴趣度和参与度，身临其境的交互式特性也在某种程度上更易感染观者、引起共鸣，从而激发公众的文化主人翁意识，焕发非遗文化的活力与生机[8]。