基于VR/AR技术特色文创产品三维可视化平台的设计与实现

胡婷婷　宋佳芳　魏梦亭　金婷瑶　陶燎亮

摘要：VR技术与传统文化行业的深度融合，是当前经济全球化和现代化进程不断加快的背景下的必然趋势。三维可视化平台将虚拟现实技术和增强现实技术与特色文创产品相融合，集音频，3D文字，3D模型于一体，呈现三维虚拟文化产品，带给用户沉浸式的感官体验，吸引用户对传统文化的兴趣，加深对传统文化的印象，更好地传播和传承文化。

关键词：文创产品;虚拟现实;增强现实;三维可视化

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0161-03

0 引言

作为一个有几千年文明史的古老国家，中国具有厚重的文化积淀。但随着社会经济的迅速发展，因快节奏生活的影响与外来文化的侵袭，本土的传统文化正逐渐被遗忘，保护和传承文化已刻不容缓。因此，传统文化的发展与继承受到了高度重视。而AR/VR技术的出现是对传统文化的一种拯救，将其与文创产品相融合，利用互联网进行传播，这样一种新兴的传播方式将再次引起人们对传统文化的重视。

1 文创产品现状

中国文创产品起步较晚，但基于我国悠久深厚的历史文化底蕴，以及广大群众对祖国文化日益增长的热情，文创产业发展已列入国家战略。但作为文创产业重点的文创产品，其发展远落后于整个行业的发展。究其原因：其一，部分文创产品设计滥用中国传统文化符号，为文化而文化，充满了对传统文化的不解，缺乏最基本的尊重和敬畏，误导消费者[1]。其二，目前市面上的文创产品，由于其实物化的特性，传播方式较为单一，在互联网上也多以图片文字的方式进行传播，传播途径较窄，其趣味性及感官体验较差，不利于传统文化的更好传播。而VR/AR+文化这样一种新模式的出现将会引起文创产品展现模式的一个巨大变革。

而基于VR/AR技术特色文创产品三维可视化平台在一定程度上解决了目前文创产品的缺点，其将文化用VR/AR技术呈现，集解说音频、3D文字、3D模型等于一体，全方位动态展示特色文化的三维数字内容，同时带给用户一种沉浸式的观赏体验，增强用户对传统文化的兴趣，加深对传统文化的印象，更好地传播和传承文化。

2 平台开发技术

（1）系统开发平台及工具。本平台在windows7系统下用Dreamweaver、Microsoft Visual Studio2017、SQL Server2008、unity3D、MAYA等开发软件完成。（2）系统开发语言。本平台开发中主要运用了JavaScript、jQuery、C#等多种语言。（3）相关技术。本平台所涉及技术包括三维建模技术、增强现实技术、unity引擎技术、安卓和IOS開发技术、前后端开发技术。通过植入虚拟现实和增强现实这两种技术，将真实世界信息与虚拟世界信息“无缝”集成，搭建现实与虚拟的桥梁，将其叠加呈现在现实世界中，为人们所感知，增加了文创产品的趣味性，扩大了文化的传播范围，使用户可随时随地学习体验中国传统文化，其超越现实的感官体验将使用户更加重视传统文化。

3 平台的设计与实现

3.1 模型设计

模型设计分为元素提取以及模型制作两部分。

（1）在元素提取方面采用摄影知识以及设计学方面的知识，先对文化产品进行拍摄，再对其中色彩，花纹等进行提取，以便在模型制作时可以高度的还原文化产品。（2）元素提取部分完成之后，通过3dmax、Maya、ZBrush、Mudbox等建模软件和模型精修软件对文化产品进行3d建模。如图1所示。

3.2 虚实融合呈现

本平台的虚实融合呈现设计的主要通过unity3d和高通平台进行设计制作。Unity3D是由丹麦Unity公司开发的一款专业的游戏引擎，可以提供对DirectX和OpenGL的高度优化的图形渲染通道且可以使用脚本编程实现交互功能，完全符合本平台的设计需求。

而Vuforia是高通推出的针对移动设备扩增实境应用的软件开发工具包，一款供开发者开发的AR SDK，它利用计算机视觉技术实时识别和捕捉平面图像或简单的三维物体，允许开发者通过照相机取景器放置虚拟物体并调整物体在镜头前实体背景上的位置。[2]

依据Vuforia识别图的制作规则设计并制作了以下具有文化特色的识别图。

于unity3D中，导入模型与资源，在AR camera中设置App License Key，即在Vuforia网站上创建License时自动生成的Key。添加Image Target设置Image Target的属性，导入识别图。在视域范围内加上要在识别出图像时显示出的模型，如下图3所示。编写脚本，实现交互功能。

3.3 平台实现

3.3.1 平台架构

平台主要采用B/S架构，即Browser/Server（浏览器/服务器）模式。B/S架构将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。这种模式下，只要有一台连接互联网和安装了浏览器的计算机，人们随时随地都可以访问平台，加快了文化传播速度，增强了文化传播便捷性。

3.3.2 平台设计

针对基于VR/AR技术特色文创产品三维可视化平台的特点，以传统特色文化为主题，参考设计学，运用HTML+CSS+JavaScript设计三维可视化的前台界面，整体色彩搭配以神秘黑色为主色调向经典致敬，为避免高纯度的黑带给人视觉疲劳，在其中以绿色为辅，增添一股活力，寓意传统文化的生机勃勃。

在布局上，本平台分为首页，我们的文创、平台介绍及登录注册四部分，其框架图如下图4所示。

（1）首页：平台首页以全屏轮播的方式向用户介绍平台，展示文创产品，图像采用文创产品的展示设计图，使用户第一时间将视线聚焦于文创产品上，如图5所示。（2）我们的文创：我们的文创栏采用分类展播方式，如图6所示，采用简洁大方的图片排列方式与具有传统文化的图片相融合，凸显平台的文化氛围。其中每个封面图都是文创产品虚实融合所需的识别图，用户可通过识别图下载移动应用，欣赏及操作虚拟的文创产品。（3）平台介绍：平台介绍模块介绍了本平台的主要内容及使用方法等，协助用户迅速准确掌握平台的使用方法。（4）登录注册：用户登录模块用于辨别用户身份，根据用户是否登录确定用户身份，即用户，游客两种类别，依据不同的用户类别，赋予用户不同的操作权限即：登录的用户可下载移动应用，体验文创产品的虚实融合。而游客想要拥有如上权限必须进行注册。

用户通过填写个人信息注册，信息包括用户名，密码，手机号等。

平台最终界面展示图与虚实融合展示图如图7和图8所示。

3.3.3 數据库

本平台数据库用于存储用户的身份信息即用户信息表users（字段属性及流程图如表1所示）及用户的登录注册信息，例如用户名、登录密码、手机号等，以便识别用户身份。

4 结语

将虚拟现实和增强现实技术融于文创产品，这种新的文化呈现方式将再次引起人们对传统文化的重视。三维可视化平台以三维可视化的方式将文创产品展现给用户，并配有专业的文化知识讲解，全方位动态操作，用户可无死角地观察文创产品的任何一个地方。依托于互联网的三维可视化平台，可使用户随时随地观察文创产品，学习文化，扩大了文化的传播途径，增强了文化对人们吸引力，带动了文创产业的发展，弘扬了传统文化。

参考文献

[1] 贺星月，张传奇.老龄化趋势下的电子产品设计研究[J].电脑迷：数码生活（上旬刊），2014（01）：40.

[2] 罗永东.基于Unity3D的移动增强现实技术与应用研究[D].山东：青岛科技大学，2015.

[3] 马帅.基于Unity3D的机械产品虚拟仿真及增强现实应用技术研究[D].河北科技大学，2017.

Design and Implementation of 3D Visualization Platform for Creative

Products Based on VR/AR Technical Characteristics

HU Ting-ting，Song Jia-fang，Wei Meng-ting，Jin Ting-yao，TAO Liao-liang

（Faculty of Engineering，Lishui University，Lishui Zhejiang  323000）

Abstract：The deep integration of VR technology and traditional culture industry is an inevitable trend under the background of economic globalization and the accelerating modernization process. The three-dimensional visualization platform integrates virtual reality technology with augmented reality technology and characteristic literary products， integrates audio， 3D text and 3D model， presents three-dimensional virtual cultural products， brings users immersive sensory experience， attracts users' interest in traditional culture， deepens their impression of traditional culture， and better disseminates and inherits culture.

Key words：cultural and creative products;virtual reality;augmented reality;3D visualization