虚拟现实技术在川东北传统民居调查中的应用

张书涛

（西华师范大学历史文化学院，四川 南充 637000）

1 虚拟现实技术发展现状

虚拟现实技术是一种多功能的交互技术，具有真实、大数据储存、沉浸式、交互性等特征［1］。虚拟现实技术的出现，无疑将对田野调查研究、旅游资源开发等产生深远的影响。虚拟现实技术是21世纪的重要技术，美国、英国、日本等国家对虚拟现实技术的研究成果颇多。国内的技术研究起步较晚，存有一定的差距［2］，但随着国内信息技术的发展，已得到专家学者的重视。目前，虚拟现实技术在文化遗产保护中应用广泛，如虚拟现实技术在江西省红色遗产保护中的应用探讨，论证了该技术在文化遗产保护中的巨大价值［3］。虚拟现实技术应用范围广、可开发性强，对于还原文化遗产的实地面貌，具有照片级的真实效果。因此，对于研究传统民居布局结构、文化特征、风水地貌以及收集和处理遗迹文化资料数据具有重要价值。

2 虚拟现实技术在传统民居调查中的应用优势

2.1 资料收集

在传统的田野考古调查中，资料的收集极为重要。对于传统民居类的遗迹调查，不仅需要对现存遗迹区域进行详细的调查，还需要对民居的布局结构进行分类调查，调查纷繁复杂。此外，大多数遗迹分布区域广泛，对其进行调查所需时间较长，短期调查获得的资料有限，且无法在遗址地长时间进行研究。利用虚拟现实技术可以通过数据采集设备将采集地的地理环境如海拔、经纬度等与民居等遗迹数据同步进行采集，并以图像的形式储存数据，整个过程耗时短，可操作性强，在保证数据量充足的同时提高了调查数据的精确性。利用该技术，在数据收集过程中多个区域的资料收集可同时进行，还可以将多个区域的数据进行对比，有利于研究者掌握遗迹区的整体性。同样，使用这一技术进行数据采集，不需要接触目标，即可快速确定目标点的三维信息，解决了危险目标的测量、不宜接触目标的测量和人员无法达到目标的测量等问题。虚拟现实技术突破了地域和时间的限制，提高了研究效率，降低了科研费用，在资料收集过程中具有重要的作用。

2.2 数据分析

调查中采集的数据多以图像的形式呈现，通过对数据的处理，可以将数据制成全景图像。通过计算机三维处理软件深入的编程，将多幅遗迹的数据图像收集合并在一起，将百度地图、卫星地图等镶嵌在全景之中，添加相应的交互式热点，可以实现多个场景切换和场景导航等功能。此外，还可以将全景图像发布为QTVR、FLASH、HTML5等格式，可以实现在苹果和安卓等手机平台实现演播效果，让使用者犹如身临其境。在后期的研究中利用生成的数据库和交互式全景图像播放器，实现对该现实场景的全方位还原及在线观测，获得遗迹分布点、分布结构图像，弥补实地调查记录的不足。同时，CAD、3DSMAX等建模功能强、有较好扩展性的软件在虚拟现实技术后期处理阶段应用广泛［4］。基于虚拟现实数据采集与数字化全景结合创新了传统摄影和展示的方式，为后期的数据使用创造了更多的可能。

3 虚拟现实技术在南充市火烽村传统民居调查中的应用

基于对虚拟现实技术的理论研究，在四川省南充市火烽村传统民居的走访调查中，借助虚拟现实技术收集了大量的传统民居数据，形成了数字化的民居影像，通过3DMAX、CAD建立民居模型，最终形成传统民居研究数据。

调查过程中，通过前期调查了解南充市火烽村现存民居的数量、类型及分布区域，再利用单反相机、GPS、图传等设备对各类型民居进行影像拍摄和数据收集。在数字化图像的呈现上根据所做研究需求的不同，针对独具特色的民居采用720°全方位的环视技术，形成了“一字式”“曲尺式”“三合院”等多种类型的数字化全景影像（见图1），对各类型民居还可单独拍摄照片并且镶嵌在对应的全景影像中。通过交互式处理，通过链接方式还实现了多幅全景图像之间的相互贯通。此外，在数字化的呈现上利用文字和视频的呈现形式，导入文字和视频链接，并且将之发布在相应的全景网站上，便于研究者者随时查阅，从而摆脱时空的局限，降低了偏远地区多次往返调查的成本。利用CAD和3DSMAX等三维绘图软件，在数字化影像的基础上，通过数字化图像和现场采集的数据可制作出高精度的民居平面图、立面图和三维模型，为研究提供更详实的数据。

图1 数字化影像编辑界面

采用虚拟现实技术有助于及时将面临毁坏的民居通过数字化的形式将影像数据储存起来，长期保存该地区的数据资料，同时将之发布在相应信息平台上，能够促进更多的研究者认识和了解川东北传统民居的特色。目前数字博物馆已成为保护和传播历史文化的重要手段，传统民居作为地方村落文化的重要体现形式，学者在研究传统民居时采用该技术不仅可以提高自身研究的效率和质量，也为数字化传统村落的建立提供了详尽的研究数据。并且对村落的规划改革、文化遗存的保护，以及生态经济的绿色发展提供技术支持［5］。

4 结语

虚拟现实技术发展逐渐成熟，其应用领域日趋广泛。在传统民居调查中利用虚拟现实技术进行田野调查，极大地提高了调查效率，对于研究、修复传统民居具有重要的价值意义。将该技术应用到传统民居等考古调查中，将有利于促进田野调查技术的进步。

［1］苏建明，张续红，胡庆夕.展望虚拟现实技术［J］.计算机仿真，2004（1）：18-21.

［2］秦一.虚拟现实技术在博物馆展示中的应用探究［J］.知音励志，2017（6）：223-224.

［3］江婕，况扬.三维全景技术在红色文化遗产保护中的应用［J］.科技广场，2013（3）：152-154.

［4］李建荣，孔素真.虚拟现实技术在教育中的应用研究［J］.实验科学，2014（3）：98-100，103.

［5］袁圆.中国传统村落数字博物馆建设研究［J］.兰州教育学院学报，2017（7）：69-71.