基于数字终端的文化遗址虚拟化展示与保护方法设计探究

杨涵茜

摘 要：我国是一个文明古国，文化遗址是我国文化遗产中重要的组成部分，它是研究古代历史、艺术和科学技术发展的极其珍贵的实物资料。但是随着时间的流逝，一些年代久远的历史文化遗产正在经受着不同程度的损害，这让古遗址文化的传承与发扬遭遇了空前的挑战与危机，而随着计算机技术的发展和网络技术的成熟，虚拟现实技术作为数字化手段的一种方法，对我国的古遗址数字保护有着极其重大的意义，本文提出以安阳羑里城数字化虚拟保护设计为例，对遗址文化的数字化虚拟保护设计进行研究，借助该典型案例开展对文化遗址数字化虚拟保护设计的研究，为在新的经济与科技背景下保护遗址文化探索更的可能性。

关键词：文化遗址；虚拟现实；羑里城；三维；文化保护

1 虚拟现实技术与文化遗址的保护

文化遗址是一个国家文化遗产中珍贵的组成部分，是国家和民族的珍贵财富，如敦煌莫高窟、洛阳龙纹石窟、安阳殷墟等。这些文化遗址作为不同时期文化信息的载体，为我国古代历史文化的研究以及艺术和科学新技术的发展提供了极其重要的实物资料。随着城市现代化、乡镇城市化建设进程的加快，现存文化遗址的保护与开发工作正在面临着诸多问题，由于风雨侵蚀等自然因素以及旅游开发等人为因素的影响，我国现存的文化遗址在不同程度上正在遭遇着破坏或腐蚀；另一方面，文化遗址如何能在更大更广的范围内向世界展示其蕴含的独特历史文化、艺术价值和科学参考价值，使其得以保护和展示、传承和发扬，并保证文化旅游价值，是文化遗产保护领域需要探索和解决的重要难题。

随着社会经济的发展和科技的进步与网络和计算机的普及，数字技术时代已经到来，虚拟现实技术迅速得以应用。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。利用三维技术和虚拟展示等可以对文化遗址的原始风貌进行虚拟复原和模拟，探索更生动的信息表达方式；将文化遗址进行高精度的数字化保存，获取珍贵的基础数据，有助于文化遗址的修缮和复原工作；利用互联网的游客可以不受时间、地域、空间的限制，随心所欲地对虚拟展馆进行自由游览与交互，避免和减少游客对文化遗址实物的直接触摸引起的文物损坏等现象的发生；通过打造一个为游客提供在线漫游、参观、教育、娱乐等多功能体验的平台，不仅能够较好的解决古遗址保护的条件和场地的制约，也更有效的拓展了遗址的保护、展示与研究的新领域。所以利用虚拟现实进行遗址文化的保护和传播是历史发展的必然，也是时代发展的要求。

2 文化遗址虚拟化保护研究现状

一些经济较为发达的国家较早地开展了对遗址文化的保护工作，虚拟现实技术作为数字化手段的一种，将文化遗址的复原、展示和保护工作推进到了一个全新的阶段。欧美一些国家利用网络对已经保存的文化遗产进行传播和展示，如美国的虚拟庞贝城等；新加坡Visual Factory公司与新加坡国家遗产文物局合作，为亚洲文明博物馆、新加坡国家博物馆、新加坡美术馆等6家文博机构创建了整套的3D虚拟在线展厅，世界各地的用户可以通过这一平台参观新加坡的知名博物馆。

与欧美等发达国家相比，我国对文化遗址的虚拟保护建设还处于初级阶段，大多数停留在文化遗址宣传的网站阶段，表现形式多为图片、文字内容、FLASH动画和遗址的展讯动向等二维网页形式，受众被动接受信息缺乏沉浸感和趣味性。其次，虚拟展示系统不够完善，很大程度上它只是作为文化遗址的一个信息发布平台，没有将文化遗址在互联网上的功能进行挖掘和延伸。随着计算机技术的发展和网络技术的成熟，国家加大了对遗址文化的保护与文化软实力的投入以及政策上的扶持力度。20世纪90年代后期，故宫博物院、首都博物馆等率先将部分内容进行数字化制作并上传至互联网，开辟了国内网络虚拟博物馆的先河。2013年我国第一个360°全景虚拟博物馆开放的中華艺术宫艺术数字博物馆开放，为珍贵藏品的数字档案管理和网络应用奠定了良好的基础。故宫博物院与IBM合作开发的紫禁城虚拟世界“超越时空的紫禁城”是我国第一个通过互联网展示文化古遗址的3D虚拟世界，网民们通过网络可浏览三维的故宫建筑、古文物以及古代人物，通过对页面的点击交互可查阅遗址详情等。

目前文化遗址虚拟化实现方法类型主要分为如360°全景或者720°全景的基于照片的虚拟现实技术实现方法和基于三维造型的虚拟现实技术的实现方法，而我国利用三维现实场景对文化遗址进行展示的系统较少，但是360°全景甚至720°全景漫游是无法达到基于三维造型的虚拟现实系统所营造的“沉浸感”的。

3 羑里城数字化保护的背景与意义

羑里城遗址，位于河南省安阳市汤阴县城。作为第四批全国重点文物保护单位，它是新石器时代、商、周遗址，是世界遗存最早的国家监狱，是周易文化发祥地。它以博大精深的文化内涵而名扬海内外，是展示中国文化精神的一扇窗。

“八卦”是中国传统文化的重要部分，而位于羑里城遗址的八卦阵便成了凸显八卦知识、传播天人合一思想的良好平台。羑里城遗址与中国古代文化传统紧密相连，是中国文化传统发生的地方，是链接炎黄子孙的一个至关重要的节点。

虽然羑里城景区内的实体设施基本具备，但是缺少对遗址的数字化虚拟化保护和管理。目前，羑里城的宣传网站是依附于河南省汤阴县旅游局官网，并且是羑里城唯一一个在线景区360。全景漫游系统，是作为羑里城景区网页页面中的一个功能模块存在的。该漫游系统入口的摆放位置不是很醒目，界面风格较为单调缺少民族元素，可浏览的信息内容有限，交互方式单一，沉浸感较差。如果想要打破这种简单的浏览方式，使游客更加沉浸式地参与虚拟互动和交互，这就需要利用虚拟现实技术、多媒体技术等打造一个多维度的羑里城遗址虚拟现实交互体验平台，增强页面信息的感染力和表现力，将遗址文化得以数字化保护的同时，潜移默化地激发游客对遗址文化的认同感。

4 羑里城数字化虚拟保护与设计理念

4.1 遗址古物的再现和文化的复原

通过计算机技术、多媒体技术、虚拟现实技术以及网络等先进的智能技术，将羑里城遗址建筑及文物展品等通过三维创作的数字化形式进行展示、宣传、研究与教育，搭建出一个完整的羑里城虚拟遗址三维互动平台。打破文物在保存环境与技术上的局限，以及遗址在时间和空间的局限，通过多媒体技术和多数据通道方式开发多种展示和知识传播途径，加强遗址文化的展示和教育功能的深度与广度。

4.2 遗址历史文化的保护与宣传

通过数字三维虚拟现实技术，将羑里城遗址的场地、建筑及展品等进行三维创作的复制，建立出一个完整的虚拟现实展示交互系统，游客可以对将羑里城遗址的方位格局以及建筑的内部和外部的结构进行自由行走和三维漫游任意浏览，如果遇到感兴趣的文物展品，通过鼠标的点击触发查看该物品的三维展示详情；通过查询和定位的功能，使游客迅速查询遗址信息，了解当前所处位置，以及随意切换位置，“穿越”各个景点；同时，通过设立一些如“遗址概况”“精品文物”“文献资料”“八卦课堂”等专题和模块，体现了历史与文明的关系，使得游客在浏览过程中了解遗址文化的背景及内容，從而获得新的知识，遗址的历史文化通过游客的参观浏览与互动潜移默化的方式中影响着游客，并得到了更深层次的文化认可；“在线商铺”可以将线上与线下的资源进行整合，使得遗址文化得到全方位多层次的宣传与保护。

4.3 基于遗址文化的界面视觉设计

羑里城数字化虚拟漫游系统作为一个信息传递、资源展示、文化宣传的大平台，遗址地域文化通过虚拟交互与该平台进行结合，可以使羑里城遗址的周易文化和特色得以传播与推广，提高周易文化的知名度和影响力。首先，界面设计要符合人机交互的人性化设计，主页面与子页面间要实现良好的层级关系和阅读欣赏顺序，并且超级链接可以快速地使游客进入三维漫游系统进行浏览以及快速的显示游客所点击对象的媒体信息；各界面要使游客快速有效地接受遗址文化信息内容，避免花哨和杂乱，通过较为合适的视觉表达形式来满足游客的浏览需要，使游客对界面进行有效的阅读和浏览；在界面视觉设计中，注重遗址文化特色和代表性，例如通过加入具有周易文化特征的创新设计元素，挖掘周易八卦图在设计中应用的诸多可能性，在视觉上探索周易文化与界面设计的契合点；利用信息关联和音视频功能等多媒体技术的应用，可以增强该平台的表现力和娱乐性，在界面中通过设置音量、开关等按钮，方便游客对音视频的控制；由于羑里城拥有着三千年的悠久历史，在界面的色彩定位上可选择较为深沉稳重的颜色从而使界面具有文化的厚重感和历史的神秘感。

5 结语

三维虚拟现实技术结合计算机技术、多媒体技术与网络技术等，将文化遗址进行虚拟复原，为游客打造一个线上浏览与体验的文化遗址三维互动平台，使文化遗址在数字空间得以再生和延续，弥补文化遗址受到空间与自然环境限制的不足。要注重遗址文化的特色和代表性，挖掘遗址特色民俗、文化的视觉符号，用合理有效的表达方式可以将遗址的文化信息更好更效率地使受众接收，为文化遗址的保护与对外交流提供了一种全新手段。

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