基于VR技术的福清光饼非物质文化遗产保护系统研究

马碧芳　王伟　陈浴权　黄丽珍　王诗豪

摘要：虚拟现实（VR）技术是当今的一种新兴的科学技术，凭借其独特性，给人以逼真的“沉浸感”。论文通过虚拟现实技术还原传统的福清光饼制作工艺，设计了福清光饼非遗保护系统，并对用户的体验进行数据评估分析，分析结果表明，通过VR技术还原呈现福清光饼的诞生、发展及变迁，是可以为非物质文化遗产的保护提供一种有效的方法。

[关键词]虚拟现实技术 福清光饼工艺 非物质文化遗产 传统技艺

近年来，由于人民生产、生活方式以及文化环境的变化，许多传统的非物质文化遗产失去其赖以生存的土壤，正渐渐地被人们遗忘。福清光饼系闽式糕点，作为非物质文化遗產之一，它有着独特的文化内涵及传统的制作工艺。它不仅为了纪念当年爱国名将戚继光，更作为地方文化，在当地民众乃至数百万福清籍海外华人当中有着重要影响。改革开放以来，由于食品业竞争激烈，福清光饼技艺也面临失传危机。究其最主要原因是高强度纯手工作业，再加上每天熬夜和炉火烘烤的生产方式导致从业人员日益减少，年轻人更是望而却步。

对福清光饼传统技艺的保护，从目前来看，与大多数非遗保护一样，还是以数字化的文字、录音、图片、视频等形态来保存和呈现，对大多数民众、尤其是青少年来说，这些保护资料缺乏展示的情境性、交互的趣味性和非遗文化传播的广泛性。

利用动作捕捉、三维扫描、影视特效和三维模型构建虚拟世界的VR技术，利用其沉浸性、交互性和构想性等特点，打破了传统保护方法的局限性，使静态的得以动态化、三维立体化呈现，也为非遗的保护和传承提供了新的形式。基于此，论文通过VR技术探讨保护和传承福清光饼传统技艺，构建非遗保护新的发展方向，同时借助互联网的力量扩大传播面向，让其真正走向世界，面向未来。

1福清光饼传统制作工艺介绍

明清时期福清的烤光饼技术就得到了较好的发展，保留至今。光饼制作过程主要包括和面发酵、整形上芝麻、烘焙烤制等。发酵的方式有很多种，采用最多的是老面发酵（又称为面肥、老酵头）方式。将加水和加食盐的面团发酵（俗称“起母”），在面团搅拌过程中，逐渐加少许食碱，食碱要根据气候不同而增减。将发酵好的面团，揪出小块，捏成圆形搁置片刻醒发，放在铺满芝麻的颠簸上，有规律的抖动颠簸，给光饼上芝麻。

在烤制光饼时，师傅们采用的是一个高约1米，直径也约1米的大缸。先用大捆的树枝在缸内部支起火堆，点燃后将大缸的内壁烧得漂白，直至树枝全部烧为灰烬，然后迅速地把饼胚贴在大缸的内壁上。这个功夫对经验、反应等要求相当之高。通常这个过程有两个熟练师傅合作，不分季节都要赤膊上阵，两人一人取饼胚，一人快速准确地贴饼胚。过了10余分钟待饼面发黄后，拿铲子，从炉壁内铲下光饼。然后迅速地投到篮子中，整个流程大约二十几分钟，即可烤制出两百只左右的光饼。烤制出来的光饼色泽光鲜，金黄可口，香气逼人，味道回味无穷。

2福清光饼非遗保护系统开发框架

系统开发采用Unity3D游戏引擎、HTCVIVE硬件设备，利用官方提供的SteamVRPlugin作为接口，将软硬件连接起来，3dsMax为主要建模工具，该系统开发框架如图1所示。主要包括原始数据采集、建模（场景建模和人物建模）、虚拟场景搭建和交互设计等。

3福清光饼非遗保护系统的实现

福清光饼非遗保护系统由主场景、光饼历史文化展示、光饼厨房、光饼餐桌、光饼快跑VR游戏五个模块组成，如图2所示。其中主场景主要用于引导用户带上VR头盔后，熟悉虚拟体验环境和学会手柄功能操作，通过手柄呼出射线点击UI界面下的法阵小光圈，进入对应的场景。主场景与UI如图3所示。

光饼历史文化展示主要通过用户点击UI界面“光饼历史”下的小光圈进入明朝嘉靖年间的历史场景。通过手柄可与场景中3D人物戚继光进行简单的交互：点击他身上的兵器可以观看光饼与抗倭视频，点击手上的文字卷轴展开光饼故事书。在虚拟世界中通过植入视频、音频和典故图片资料，展现福清光饼的历史变迁。

用户点击“光饼厨房”下的小光圈进入复古风格的厨房场景，通过语音教学和观摩场景中3D人物光饼师傅的示范教学，学习光饼制作。用户拿起饼胚进行观察，动手参与揉面、贴饼等制作，体验感强烈。

同样点击“光饼餐桌”下的小光圈进入秀色可餐的餐桌场景，桌上放置着不同口味、不同种类的光饼，用户抓取自己感兴趣的光饼后，配有解说，可以更全面地了解光饼。

最后是光饼快跑VR游戏模块，点击进入轻松的勺子捞光饼游戏。在规定时间内，以勺子快速捞住光饼得分，累积到一定高的积分，可以给予不同类型或不同数量的光饼奖励。光饼快跑VR游戏，也是首个专门针对光饼进行开发的游戏，增加了用户体验的趣味性，达到吸引更多的体验者尤其是青少年玩家的关注。

下面主要以光饼厨房为例，对厨房场景模块开发和主要交互控制进行介绍。

3.1光饼厨房的场景流程

用户戴好VR设备后通过手柄传送进入光饼厨房场景。厨房场景如图4所示，在摆满工具与食材的厨台旁，体验者观察光饼师傅和面、调馅等动作，也可以通过观看视频和触发语音学习光饼制作。体验者按照刚才学习的内容与步骤进行和面、调馅，添加自己喜欢的食材口味制作饼胚、贴饼、取饼，来完成光饼制作，可以在自己制作后签名留念。遇到不会操作的地方可以返回制作步骤重新学习，对违规操作给予语音警告提示，最后对成品予以评价，设置超过60分及以上为体验成功。等级分高的给予不同类型或不同数量的光饼奖励。一个完整的光饼工艺流程图，如图5所示。

这种体验几步就可以上手制作出属于自己的福清光饼，而且可以对馅、图案等进行个性化定制。因此该方法增加个性化操作，可以满足年轻人的制作乐趣，对成年人也有很多吸

3.2光饼厨房的交互方式

交互方式结合了HTCVIVE的VR头盗与手柄。VR头戴式显示器除了能显示具有沉浸感的影像之外，还可以利用头部的旋转来查看周围环境以及改变体验者行走的方向。按下手柄上的按钮可以在虚拟场景中进行移动和传送。图6为交互设计流程，通过手柄呼出的射线扣动扳机触发操作，实现各种交互功能。例如我们利用手柄呼出射线对准面粉袋并松开手柄，出现光饼和面语音学习提示，对准馅料碗，出现馅料介绍提示语音，馅料制作部分交互代码如下。用手柄抓取桌上的饼胚放入烤炉，实现贴饼功能，贴饼功能的实现如图7所示。贴饼交互代码如下：

//检测点击、播放语音

4应用效益分析

在系统应用方面，我们前期随机抽取市民，采用问卷调查的形式进行研究。本次调查共发放问卷1103份，其中回收983份，无效问卷42份。本次问卷重点调查对福清光饼的认知和VR+应用的接受程度。统计数据显示，28.57%的人表示对福清光饼不太了解，57.14%則表示一般了解，14.29%的人表示比较了解。福清光饼作为当地的一项非物质文化遗产，目前当地民众对其认知度也偏低，而青年人相对于老年人而言，对福清光饼更不了解。

对VR+应用调查显示，61.95%的人对VR应用较感兴趣，24.78%的人表示一般兴趣，13.27%的人不太感兴趣。对VR感兴趣的人群大多位于16-25岁这个阶段。VR技术作为一项高新技术，相对于老年人，青年人对于VR技术的接受程度更高。而青年人又是传承和发扬非遗的主要动力，因而将VR技术与非遗的保护相结合是大势所趋。图8为VR+应用数据分布图。

系统开发完成后，采集用户对体验系统的评价，本次采集数据人数为30人，其中男性16人，女性14人。年龄分布：10～16岁5人，16～25岁有10人，25～40岁8人，40～50岁5人，50～60岁2人。体验者在熟悉虚拟环境和手柄操作后，一致认为保护系统设计合理，展示了福清光饼的历史朔源，丰富光饼的学习与认知，效果良好。

VR技术与福清光饼的结合，打破了传统保护方法的局限性，将原来的一维、二维数字存储转为三维存储，这种数字化开发，还可以利用互联网独特优势，制作多人在线合作，方便福清光饼的培训、研究和创新。

5结束语

文化遗产是人类文明传承的重要载体，福清光饼作为最接地气的传统风味小吃，却一直缺少新颖的宣传方式和深入人心的形象，此次我们通过最新的VR技术，设计了福清光饼非遗保护系统，不仅可以全面呈现光饼历史文化及制作工艺，增加了互动体验的功能，更重要的是通过VR技术实现了对福清光饼制作技艺进行永久保存、存档，也吸引更多的年轻人关注福清光饼，扩大其传播面向，让这一地方特色鲜明、文化内涵丰富的非物质文化遗产焕发出新的生命力。

当然VR技术+非遗保护的探索还有很长的路要走，此次开发希望可以在保护和传承非物质文化遗产方面提供一一些有益的参考。我们有理由相信，随着VR技术的发展，不仅为非物质文化遗产数字化保护和研究提供了新思路，而且有利于非物质文化遗产的传播。

参考文献

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