基于增强现实技术的侗族鼓楼数字化保护与推广研究

姚子杰　许可　王焕

【摘要】    本文是基于当前主流的增强现实技术的背景下，针对侗族建筑典型代表鼓楼的数字化保护及推广进行研究开发。旨在通过数字化应用软件的开发要点分析来詮释及展示侗族鼓楼的建筑文化、特征及结构，让其得到更多人的珍惜、保护、推广和发展。

【关键词】    增强现实    侗族建筑    鼓楼    数字化保护

一、概述

1.1侗族鼓楼

在我国南部的湖南、贵州、广西三省区毗邻交界处集中居住了一个古老而聪慧的少数民族——侗族。在绵亘起伏、绿树覆盖的青山和清澈潺流的溪水间，无数侗族村寨中布局灵活、主次分明地耸立着众多寨门、吊脚楼、凉亭、戏合、风雨桥和鼓楼，形成一幅美丽的古村寨画卷。

寨中的鼓楼是侗族人民集体生活活动场所的遗存，是进行祭祀女祖、寨老议事、侗民休息、青年歌舞、谈情说爱的地方。奇伟的鼓楼矗立在广场之中，成为侗族村寨奇特的标志，也可以说是侗族村寨的中心，充分显示出侗族人民团结的力量、集体劳作的智慧。

1.2增强现实技术

在当下高度信息化、高度拟真甚至于全真的时代，传统的展示方式已经在某种程度上失效了。因此对于成长于数字时代的新青年来说，它的叙事效能变得很有限，我们需要新的叙事方式去解决单一体验所带来的问题。

增强现实技术就是一种新的叙事方式。增强现实又称为Augmented Reality，简称AR，是一种将虚拟的数字信息通过屏幕或者硬件设备呈现在现实的物理世界中的技术。它具有跨平台、跨媒介等特征，也带有着强大的交互性。

二、数字化保护的意义

中国的西南地区高山林立，交通不便，历朝历代的统一事业都进行都相对缓慢。直到今天，西南地区都还生活着非常多的少数民族，侗族村寨就散布在这样的一个环境中。丰富多彩的侗族建筑蕴含着侗民们大量的社会、历史、文化和艺术要素，对我们认识中国多元一体的民族结构，研究其社会历史，丰富和发展人类的文化艺术，积极稳妥推进社会主义新农村建设有着重要的价值。

在大大小小的侗寨中，还保留着一些造型优美的鼓楼，每栋鼓楼建筑虽然有一些古旧，失去了当年的新装，但它的外观、结构及比例等都非常的完美。世世代代的侗族匠人用着口口相传的技艺建造了众多既实用又有特色的鼓楼建筑，充分展示了匠人的聪慧睿智。由此，鼓楼成了侗族建筑文化的高度概括，也具有了深刻的思想内涵和民族精神寓意，人们更应该去珍惜、保护、推广及发展，去创造出更加灿烂的世界多元建筑文明。

但在当前的全球化浪潮影响下，使得很多侗民受到大城市和工厂的吸引，年轻人大多外出务工就业，村寨剩下的大都是老人、孩子，失去了最有活力的青年群体，村寨面临着严重的空心化、老龄化、城郊化等问题，加上以木制结构构建的鼓楼受到自然风雨侵蚀及人为破坏的情况，使得村寨中的公共建筑常年失修出现了破败坍塌的迹象。因此，对侗族建筑特别是鼓楼等传统少数民族建筑的保护研究就显得非常有必要了。以增强现实技术为核心，集成艺术学、计算机三维图形学、多媒体技术等现代化手段，形成一种系统的数字化诠释、数字化展示、数字化传播等数字化抢救与保护的创新理论方法和实践路径，实现侗族建筑数字化保护与推广的创新模式，促进文化、艺术与科技融合的互动及其可持续发展。

三、开发要点分析

3.1界面设计要点

界面设计是整个项目可用性的关键，如果设计不好会非常影响用户的使用体验。为了方便用户使用本应用软件，我们首先进行了用户画像，分析到科普类应用软件的用户年龄层次分布较广，受教育程度差别很大，因此需要着重考虑到低年龄与低受教育程度的人群的使用习惯与特点。因此我们依据可用性、高效性、易学性三个原则来进行设计，帮助用户更好的使用本软件。

在可用性方面，我们保证软件的各个功能都能正常和流畅的使用。保障侗族鼓楼应用软件是可用的，能顺利帮助用户准确地实现他们想要查阅的目标。如果用户在使用应用软件的过程中不能实际完成他们想要做的事情就会显得没有意义了。

在高效性方面，我们让所有的操作都会给以用户清晰的反馈，这样可以避免用户不清楚自己的操作是否成功，并让操作逻辑清晰易懂，避免繁琐的操作，让用户能够简单高效的操作本软件。

在易学性方面，我们尽力让应用软件的操作方式接近用户的日常使用习惯，并以减少用户的学习成本，并在一些用户可能会出现疑问的地方加入了提示功能，还尽量的使用图形化的方式来设计按键图标，避免了文字在识别上的局限性。

最后我们也加入了一些情感化的设计，比如我们在主界面的设计上没有使用具体的汉字，因为在侗族的历史中没有形成统一并流传至今的文字，而汉字并不是侗族的民族文字，因此我们在按钮的图形设计上，用富有侗族传统特色的纹样来取代汉字，并使用富有侗族传统特色的色彩与纹样来装饰界面，以增加用户的沉浸式体验。

3.2三维数字化模型创建

在三维模型创建前，项目组成员前往湖南侗寨进行了侗族鼓楼的图像信息采集，使用航拍技术获取侗族鼓楼的平面数据及周围的环境特点。使用地面图片摄影、现场测绘等方式获取侗族鼓楼的详细材质纹理、外观造型、各部件的榫卯结构等信息。使用摄像及录音等方式获取当地的侗族文化特点、发展概况、历史背景等信息。

三维模型是增强现实技术的基础，本课题使用Autodesk 3ds Max软件进行三维模型制作。侗族鼓楼结构复杂多样，外观分为上段屋顶部分、中段重檐部分、下断木构墙体部分。其内部结构包含但不限于宝顶、雷公柱、蜂窝斗拱、翼角翘起、主承柱、檐柱、吊柱、瓜柱、梁枋、瓜枋及大梁等。用三维建模的方式能更直观的看到以上各部分的穿插、连接关系。模型创建好之后，通过分部件进行导出FBX格式，方便增强现实开发引擎的识别使用。