基于增强现实技术的三星堆文化文创产品开发

王晶 党锐

（成都工业学院计算机工程学院，四川 成都 610031）

一、增强现实技术概述

增强现实技术（Augmented Reality 简称AR），是一种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，使终端设备中创建的虚拟世界能够与现实世界场景进行结合显示并且实现交互的技术。随着移动互利网网络时代的到来，人们获取信息的方式发生了质的改变。人们获取信息的渠道从原来单一的纸质传媒，电视传媒，拓展为现在的网络讯息，视频流等方式。文化的展现形式越来越多地依靠网络、流媒体等方式传播。

为了让传统文化的展现符合现代人的生活习惯，使用新技术融入文创产品是文化行业的一个共识。作为新兴技术的增强现实技术，凭借其能有效地拓展人类感知和表达的高级媒体交互手段，成为了未来文创行业发展的一个重要方向。

二、增强现实技术在文创设计中的价值体现

（一）信息载体展示的多样化

传统文创产品受限于自身载体的原因，对信息的承载量相对有限。虽然可以通过图文并茂的方式对信息进行展示，但是信息的内容和信息深度进一步拓展。对于用户而言，知识的了解方式也较为单一。以增强现实技术为核心开发的APP 与传统文创产品相比，用户可获取信息的数量有了质的提升。信息的展示方式也可以使用视频、音频、三维模型等内容进行展示，实现对信息的多样化展现。

（二）实现全景三维模型展示

增强现实技术所展现的内容可以利用现实空间与虚拟空间叠加的方式展示给用户。用户使用智能手机等带有摄像头的移动终端，扫描相关识别图像；通过在现实世界中的移动实现对虚拟场景中三维模型的全景查看；通过对终端屏幕的触控亦可对三维模型缩放旋转。实现虚拟物体与现实场景的交互。

（三）增加文创产品商品属性

文创产品是赋予文化核心价值的商品，作为商品文创产品也需要符合市场规律，明确定位，搭建完善的经营结构，才能促进文化传播效益和经济效益的统一。引入增强现实技术开发配套文创产品使用的APP 软件，可以增加文创产品的商品属性和文化关联性，提高文创产品的使用价值；在市场上更加能够吸引用户为其买单。

三、三星堆文创产品介绍及软件实现的功能

（一）项目整体开发流程

考虑主题画册内容决定软件内容，所以项目采用多线程开发模式。在收集主题画册内容的同时，评估文创卡片、三维模型制作的实现难易度；考虑内容部分是否符合用户画像人群的需求。在卡片设计阶段将卡片上传至Vuforia 增强现实软件开发网站的个人数据库进行识别评级，评级结果将决定文创卡片的设计能否采用。当文创卡片设计符合要求后再进入文创卡片的实体制作阶段，三维模型建模阶段。APP 软件部分根据主题画册内容规划功能流程模块，产出产品原型图。产品原型图测试流程通过后再进入到Unity 3D 平台实现开发，最终统一进入测试阶段，流程图如图1所示。

（二）项目功能需求分析

在三星堆文创产品和增强现实技术APP 软件中，主要实现的功能如下。

1.主题画册和文创卡片。

主题画册有内容承载和引导用户使用增强现实技术APP 软件的功能；文创卡片具有书签功能和增强现实APP 软件识别源功能。用户可以在线下购买主题画册、文创卡片，阅读了解画册的展示信息，随时使用文创卡片作为书签，记录阅读的进度和状态。通过画册上的增强现实技术APP 下载引导，下载安装使用APP。

2.增强现实效果。

用户在增强现实APP 软件中通过手机摄像头来扫描文创卡片，当摄像头捕捉到与数据库中存储的特征点相同的图像时，就会对应到相应的三维模型或视频，从而在屏幕中显示出对应的模型和视频，即可实现增强现实效果。同时为了增加软件的交互功能和娱乐性，提供了对模型的手势控制功能。当三维模型出现后，用户可以通过触摸手机触控屏，对三维模型进行手势控制，与三维模型进行交互后可以实现旋转，缩放，出现介绍文字等功能。

3.文物模型浏览功能。

用户在增强现实APP 软件中选择文物模型浏览模式，当进入文物选择界面后，用户点击想要了解的文物，点击文物后即可进入虚拟展厅。在虚拟展厅中用户可以触摸手机触控屏，对虚拟展厅中的三维模型进行手势控制，与三维模型进行交互后可以实现旋转，缩放，出现介绍文字等功能。

四、文创产品、APP 软件实现

（一）项目使用软件介绍

1.Vuforia 增强现实软件开发平台介绍。

Vuforia 增强现实软件开发平台是高通公司推出的针对移动设备增强现实应用的软件开发工具包，是目前国外主流的增强现实开发工具。Vuforia 主要为用户提供Vuforia 软件开发工具包，相关开发工具，云识别服务。

2.Unity 3D 开发平台介绍。

Unity 3D 是实时3D 互动内容创作和运营平台。大量公司都为Unity 3D 提供了专业的SDK，让Unity 3D 可以应用在游戏开发、美术、建筑、汽车设计、影视等相关行业。在AR 开发和VR 开发的平台选择上，Unity 3D 是行业内的主流选择。

3.3D Studio Max 软件介绍。

3D Studio Max，常简称为3d Max 或3ds MAX，是Discreet 公司开发的（后被Autodesk 公司合并）基于PC 系统的三维动画渲染和制作软件。3D Studio Max 软件可以制作高品质的模型、三维动画和渲染。

（二）开发环境搭建

增强现实APP 软件采用Unity 3D 为主要开发环境，以Vuforia 增强现实软件开发工具包作为增强现实效果的开发工具。使用3D Studio Max 完成虚拟三维模型的制作。

（三）模型制作

项目中需要制作的三维模型分为两类，棍状兵器类和器物类。三维模式通过3D Studio Max 进行制作，首先是棍状兵器类，经过结构分析可知棍状兵器只有头部的刀头部分模型结构不同，模型的棍体结构是相同的。制作过程中，优先制作棍状兵器模型的棍体部分：创建圆柱体调整圆柱体长度，将圆柱体设置为为可编辑多边形；增加圆柱体的线段数量后，切换选择模式为“面”选择模式；挤出不同面最终获得棍体部分的模型。器物类模型经过结构分析后，也采用分部位建模再拼接的手法完成。

（四）增强现实效果实现

首先对文创卡片识别进行处理，上传文创卡片图片到Vuforia 的Target Manager，识别数据完成后，下载图片特征数据库。然后在Unity 3D 中进行开发，包括导入Vuforia 软件开发工具包许可证，加载图片特征数据库，调整场景布局，并使用C#编程语言编写脚本实现系统的触控交互处理。在对场景布局进行设置时，由于三维模型与现实事物存在差异，需要使用相对位置布局，保证整体风格统一。

（五）文物模型浏览功能实现

在Unity 3D 中完成文物模型浏览的场景搭建，使用Unity 3D 的UGUI 为增强现实APP 软件建立各界面。使用C#脚本实现界面场景的跳转功能后，在文物模型浏览场景中搭建虚拟展厅，导入文物三维模型，调整灯光场景布局。将触控脚本绑定在相应的模型上，完成对文物模型浏览功能的实现。在Unity 3D 中将增强现实APP 软件导出Android 平台上，在运行Android 系统的移动手机上进行系统功能的测试。

五、结语

三星堆文化文创产品和增强现实APP 软件使用Unity 3D 平台，Vuforia 增强现实软件开发工具包，3D Studio Max，Adobe Photoshop 等软件，实现了传统文创产品与数字技术相结合产品效果。增强现实技术APP 软件的引入，大大增加了用户使用文创产品获得的信息量，提升了文创产品与文化的关联性，为传统文创赋予新能量，探索增强现实技术在传统文化传播领域的应用。