基于VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”交互融合设计

吴萌琼 邱水财

摘 要：在“互联网+5G”时代，千兆光纤网络将覆盖数亿户家庭，实现对智慧家庭、8K、VR、AR等超高清视频的网络支撑，使基于VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”，可以近距离接触英石盆景匠师，促使匠师与消费者之间形成良好互动，能够让游客进行身临其境的沉浸式交互体验，从而推动“非遗+旅游”的发展模式，促进清远与粤港澳大湾区的文化交流。笔者以英石假山盆景技艺为例，主要通过对英德地区的实地调研，探讨如何从市场和文化创意产业发展的角度，开发基于VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”的具体设计思路、制作方法，探讨如何在保护与传承英石假山盆景技艺的同时，将结合新的创新方法，利用数字科技赋能优秀传统文化与传播。

关键词： 英石假山 文化馆  VR展馆 交互融合设计

1 引言

虚拟现实 （Virtual Reality，以下简称 VR）的概念由 Jaron Lanier 在1987 年首次明确提出，它能利用计算机技术通过图像、声音等其他知觉为用户营造身临其境的感受并提供了非比寻常的交互体验[1]从VR看房的720°实景，到“虚拟旅游”、“虚拟直播”、受到市场的青睐。但通过大量调研发现市面上推出的 “虚拟旅游”的 APP、小程序亦或是其他在线旅游平台（OTA）[2]大多通过单一的手机设备对，图片、视频识别，交互模式相对单一、沉浸性体验不深，因此，引入 3D图形显示与体感（Kinect）技术系统、VR头盔协同、局域网互联技术等设备进行交互设计及应用，可以很好的提升用户的沉浸性体验效果，也可以通过前期3dsmax建模制作英石盆景的虚拟场景，利用建E全景→全景发布→全景图合成技术，得到基于在线VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”，游客通过自带的安卓或苹果手机，就可以在千里之外，适时观看体验在线展馆，对“3D模型+3D空间”进行交互设计及应用，从而在结合综合开发成本，兼顾线上展馆方案的同时，对 AR 增强现实技术在交互性及高度沉浸性等方面进行探索。

2  VR虚拟现实的类型划分

2.1通过3D全景相机对真实环境拍摄，对真实环境进行数据分析和处理的一种新兴技术。在VR看房中，通过3D全景相机拍摄，123看房AI版APP，一键上传，自动生成，主要是对现实环境进行数据分析和处理，通过虚拟现实設备再次将数据特征点和数据集还原的一种新兴技术[3]。利用 VR 全景图像技术，游客可以在亲临景点之前自由选择景点，合理规划好旅游路线[4]。

2.2 通过从现实生活中的场景采集数据，根据专业3D扫描仪，通过工程师对着物体进行扫描，直接生成1：1三维模型，导出相应的格式，上传自主研发的3D数字化平台，结合VR/AR小程序、就可以生成相应的手机端或PC端互动体验展示作品。

2.3 通过从现实中的英石盆景采集数据，根据现场拍照或视频内容，利用三维软件3dsmax、maya三维软件进行重新建模，然后导入unity3D软件中制作虚拟现实场景的材质、形状、纹理和运动等，最后生成相应的手机端或PC端格式，进行观看[5]。

2.4 根据搜集的相关的英石盆景资料，运用CAD软件绘制清远英石假山盆景文化馆平面布置方案，然后导入3dsmax中，进行三维建模，在模型建立完成之后，导入unity3D中进行物理建模，物理建模包括构建模型的材质、形状、纹理和运动等[3]。做好交互之后、需要通过用于移动设备的增强现实软件开发工（SDK）Vuforia，创建增强现实应用程序。

2.5 按照以往的经验，一般大面积观影区，主要采用的是，沉浸洞穴式虚拟现实（Cave）技术系统，包括立体显示、虚拟现实外围网络（VRPN： Virtual-Reality Peripheral Network）标准等技术实现，游戏娱乐区，主要采用 HTC Vive（由HTC 与 Valve 联合开发的一款虚拟现实头戴式显示器）的虚拟现实头盔技术[2]，而普通的观看作品交互，主要采用增强现实（AR）技术。

3 基于VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”的具体方案

根据“清远英石假山盆景文化馆”相关部门的规化、资金投入、制订相应的平面布局图，通过不同规模的资金，可以设计成不同规模的文化馆，根据市场调研和英石盆景产业发展的角度，本方案采用一般性资金投入的方案，即“清远英石假山盆景文化馆”由由五大主题交互区域构成，同时，每个规化区，采用不同的技术融合，分为英石盆景文化导览区、英石盆景游戏娱乐区、英石文创互动区、英石盆景作品互动区、英石盆景文创展示区。

4 基于VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”的设计过程

基于VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”的设计步骤繁多、需要考虑的因素很多，从市场和经济的角度来看，本文从非遗项目的实际出发，利用相对低成本打造较好的，VR技术的高度沉浸性、立体交互性，让体验者犹如身临各种场景中[5]。“清远英石假山盆景文化馆”主要分为五大主题区域，每个区域采用不同的技术融合，按照不同的主题进行设计：

英石盆景文化导览区，向游客直观展现文化馆的整体布局，根据游客自身的兴趣，选出最佳游览路线。主要采用大屏触摸一体机、3D 体感（Kinect）技术系统融合，构建体感虚拟现实的非遗文化典型应用;

英石盆景游戏娱乐区，提取英石盆景情境，设计密室逃脱互动游戏，主要采用 HTC Vive（头戴式显示器）的虚拟现实头盔技术、局域网互联技术，并预留千兆光纤网络接口，可以提供在线多人同时进行高度沉浸式互动体验，构建联网协同的头戴式虚拟现实典型应用;

英石文创互动区，主要采用增强现实（AR）技术，利用游客自带的安卓或苹果手机，扫一扫三维文创模型为内容的 AR 交互卡片，向游客展示英石文创作品，摆放在客厅及卧室的细节，并按照文创模型设计搭配个性化摆放情境。

英石盆景作品互动区，也是采用增强现实（AR）技术，利用游客自带的安卓或苹果手机，分别设计图片识别或视频识别内容，了解英石盆景匠师创作的过程，并有*.Fbx的三维英石盆景互动，能够近距离体验英石盆景作品设计理念、创作过程。

英石盆景文创展示区，引入3D打印技术，开设3D 打印研学课程，打造英石盆景的产学研基地、并将学生体验设计的成品用3D打印机直接现场打印出来，能够让学生亲身体验，并参与制作英石盆景的文创作品，打造集游戏+知识+娱乐+研学为一体的学习场所，更好的传播优秀传统文化。

4 .1 虚拟现实体感技术在英石盆景文化导览区的应用

英石盆景文化导览区，主要由虚拟光学姿态传感系统、结合头控、眼控、手控传感交互等技术，宣传英石盆景的历史、匠师传承人等非物质文化遗产，通过英石盆景文化导览区的触摸互动大屏，可以向游客直观展现清远英石假山盆景文化馆的整体布局，根据游客自身的兴趣，选出最佳游览路线。

4 .2 虚拟现实头盔技术在英石盆景游戏娱乐区的应用

设计密室逃脱互动游戏，以VR头盔协同英石盆景情境，利用局域网互联技术，通过英石盆景游戏区的虚拟现实头盔娱乐系统，可以在线多人同时进行高度沉浸式互动体验，如“匠师传说，英石盆景设计、英石文创穿戴”联机游戏，让游客在娱乐中感受英石盆景、英石文创魅力，增强文化自信。

4.3 增强现实技术在英石文创互动区的应用

英石文创互动区集合增强现实（AR）技术、三维模型动态处理等技术，把匠师设计好的文创作品，如小英石制作的烟灰缸、英石壁挂式钟表等作品，利用游客自带的安卓或苹果手机通过扫码的方式，会出现以三维文创模型为内容的 AR 交互卡片，向游客展示摆放在客厅及卧室的细节，以及根据文创模型设计搭配个性化情境。

4.4增强现实技术在英石盆景作品互动区的应用

英石盆景作品互动区，游客利用自带的手机，扫二维码下载APP，就可以体验增强现实（AR）技术带来的互动、如图片识别技术，把英石盆景匠师作品的制作过程可以图文并茂进行展示。视频识别技术可以把英石盆景匠师创作的过程，设计成视频观看，更神奇的识别是利用3dsmax导出的*.Fbx的三维英石盆景模型 、在unity3D中做好交互、通过用于移动设备的增强现实软件开发工（SDK）Vuforia，创建增强现实应用程序，对“3D模型+3D空间”进行交互设计及应用，游客利用自带的安卓或苹果手机，扫一扫就会跳出相应的*.Fbx的三维英石盆景，非常逼真，给人一种身临其境的感觉，能够近距离体验英石盆景作品设计理念、创作过程。

4.5 3D打印技术在英石假山盆景文创展示区的应用

在“清远英石假山盆景文化馆”的布局中，设立英石盆景文创展示区，引进3D打印工程师、3D打印机、3D打印材料，开设3D 打印研学课程，打造英石盆景的产学研基地、吸引各级学校的学生进行3D打印知识的学习和接受非遗文化的熏陶，集合增强现实（AR）技术、全息投影等技术，可以了解英石盆景的创作过程，并将学生体验设计的成品用3D打印机直接现场打印出来，满足学生好奇心的同时，能亲身体验与参与制作英石盆景的文创作品，并按学生的需求，可以是3D打印鱼缸观赏石景、3D打印英石壁挂式盆景，或是其它私人定制的3D打印作品，集游戏+知识+娱乐+研学为一体。通过文旅产品承载文化技艺，使旅游者能通过非物质文化旅游，感受到其文化底蕴[4]。

结束语

基于VR技术的“清远英石假山盆景文化馆”，分为了五大主题区域，每个区域采用不同的技术融合，按照不同的主题进行设计，集游戏+知识+娱乐+研学为一体的综合性非遗主题文化馆，将非物质文化遗产与文化创意产业结合，通过自身造血，实现盈利，将盈利的资金用于引入光学姿态传感系统、光学传感定位、增强现实技术及3D打印技术等多种设备和增强现实技术，并进行有机融合与应用[5]，当然，引入多种技術及设备，需要政府相关部门、对英石盆景产业的发展路径、发展方式、支撑措施进行总体规划，并提供相关政策及资金支持，对于开拓清远地区发展“非遗+旅游”的发展模式，具有重要的意义。

参考文献

[1] 谭昕 . 从断层到融合 ： 高沉浸度虚拟现实有效人机交互方法研究 [J]. 装饰，2018（01）：136-137.

[2]基于 VR 技术的“虚拟文化馆”交互融合设计

[3]李加贝.基于 VR 的沉浸式在戏曲教学中的运用[J/ OL].黄河之声，2019（18）：70-71.

[4]卢军.VR技术在旅游景区互动设计中的应用研究——阜阳西湖景区为例[J].阜阳职业技术学院学报，2021，32（02）：58-60.

[5]吴萌琼.基于VR技术的广东潮绣文化馆交互融合设计[J].大观，2021（11）：90-91.

2021年度清远市哲学社会科学规划项目：“互联网+5G”背景下非物质文化遗产的创新方法——以清远英石假山盆景技艺为例（ZZH21）

作者简介：吴萌琼（1982.9-），女，汉，硕士，广东科贸职业学院讲师，研究方向：传统文化，信息化教学