基于VR技术的3D互联网在扬州城市文化传播中的应用

刘秋平

（扬州市职业大学，江苏 扬州225000）

0 前言

古城扬州位于长江三角洲的中心区域，是世界遗产城市、世界美食之都、世界运河之都及国家首批二十四座历史文化名城之一。为了推动扬州文化的进一步发展，扬州市委根据省委要求，提出将扬州建设成“扬州人自豪、外地人喜爱、投资者关注、旅游者青睐”的“世界名城”的奋斗目标[1]。扬州要实现建设世界名城的目标，必须要做好面向世界的文化传播，而基于虚拟现实技术的3D互联网无疑是一种最合适、最便捷的网络传播载体。

1 基于虚拟现实技术的3 D互联网的应用状况及意义

近年来我国虚拟现实技术在3D网络的应用发展方面非常迅猛，VR技术应用的现实价值得到了政府部门与研究机构的高度重视，大力开展了VR技术的应用研究，例如，从“九五”国家规划开始，国家各类重大基金会及研究发展计划等都将VR列入了重点科技研究项目[2]。为了紧跟虚拟现实技术的技术发展趋势，国内许多重点院校都积极投入VR领域的应用研究。国内成功的案例如数字故宫和敦煌石窟项目通过虚拟现实重现与漫游相结合，由于一些技术瓶颈目前还并没有做到对大众的全面开放，但它为虚拟现实技术的实际应用的普及起了一定程度的铺垫作用，随着技术的进一步发展，越来越多的人足不出户就可以高度逼真地领略到文化瑰宝与自然景观的魅力。

由于技术、成本及硬件等一系列因素的影响，基于虚拟现实技术的3D互联网应用在国内比较罕见，在城市文化传播领域的应用近乎零，但随着基于虚拟现实技术的3D互联网应用价值的不断提高，信息技术的不断提高及硬件性能的突飞猛进使该应用的进一步发展成为现实，率先应用者无疑将成为这种文化传播方式的最大受益者。

2 基于虚拟现实技术的3 D城市网站的构建

本课题通过基于虚拟现实技术的3D政府网站的原型搭建，确定了基于虚拟现实技术的3D互联网在城市官方网站应用的可行性，对基于虚拟现实技术的3D政府网站的应用研究做出了实质性的进展，对3D网站的应用有一定的理论价值和现实意义。构建基于虚拟现实技术的3D城市官方网站的原型需要按照以下步骤来实现。

2.1 网站的基本架构设计

根据城市官方网站文化传播的应用需求，可将网站设计成浏览器与服务器架构，也就是通常所说的B/S架构，全球的网络用户可通过网络浏览器方便地访问到城市官方网站的Web服务器，从而满足信息访问的要求。设计者还要根据网站的需求分析设计网站栏目及其内容，制定网站开发流程及顺序，本课题实现的城市官方网站可采取原有网站的重新开发的形式也可以对原有的二维网站进行改造。由于城市官方网站的功能与性能要求较高，在本课题的网站中由于虚拟模型的图像处理对网站的硬件有较高的性能要求，虚拟模型数据库也要求系统的数据库服务器达到较高的配置，所以必须最大限度地进行硬件资源的分配与管理。

2.2 基于虚拟现实技术的景点、工艺品等三维模型在网页虚拟展示的实现

自然与文化遗产无疑是城市文化的瑰宝，通过虚拟现实技术可以将其逼真地展现出来，让世界人民通过网络全面地了解与分享城市的文化财富是实现城市文化传播高效全面传播的有效途径。要在网页上虚拟展现这些遗产中相关的景观与工艺品可通过以下步骤来实现。

2.2.1 数据的采集

在基于虚拟现实技术的3D城市官方网站中涉及的景点及工艺品要完成虚拟模型首先要进行数据的采集，对于城市景点的数据（包括模型比例、贴图、布局位置这三方面数据）只能通过现场采集来获取素材，城市景点的面积非常大，而且建筑类型复杂，通过数码相机采取无人机航拍取得全景数码照片是非常方便和快捷的途径。在具体的景点内采集数码照片应达到几千张以上才能满足基本需求，才能达到将景点中所有景观囊括在内并且全面地展现景点的全貌[3]。而对于场景中需要交互的景观，可以先通过无人机航拍获得建筑大致的轮廓数据与外形，然后通过访问互联网提供的卫星图得到建筑较精确的布局数据及外观尺寸，再通过剪裁照片获取景物外观的贴图数据，这些采集的数据是建模与贴图步骤的数据来源。对于工艺品的建模要简单很多，可采用与景点建模相同的方法，在此就不一一赘述了。

2.2.2 平面图制作

对于3D城市官方网站中涉及的景点虚拟模型数据如果一次性加载入网页，由于载入数据量太大将导致过于慢长地访问等待时间甚至无法正常运行，要减少虚拟模型数据的一次载入量可采取将景点制作成直观的平面图纸的形式，再在图纸的相应景观标识处建立超链接的形式，这样用户可更自主选择景点的景观链接进行景观的虚拟访问。这样不仅提高了网站的访问速度，而且提高了网站的交互性，网站在保证功能正常实现的前提下提高了性能。开发者可从之前准备的大量数据进行分析从而形成有效信息来建立城市景点的二维平面图。

2.2.3 虚拟现实模型建立与网站网页实现

景点或工艺品的虚拟模型的建立在整个网页的设计中工作量是非常庞大的，在之前采集的大量数据的基础上采用3ds Max进行实体的建模工作，在建模的过程中要完成景点中的关键建筑模型、场景小品模型以及场景的背景模型（包括天空与地形环境模型）等模型的建立。在完成三维模型后，再将模型转换为VRML代码从而实现虚拟模型的建立，当然要提高虚拟模型的功能与交互性，还需设计相应虚拟交互代码。在整个网站的设计中可采用先完成部分虚拟模型建立与测试，再进行扩展虚拟模型数量的开发模式，这种模式就是在软件工程中提出的快速原型法，快速原型法实现了本网站开发由易到难、由简到繁的飞跃。

2 构建3 D城市网站的核心技术对实现提高文化传播有效性的影响

2.1 虚拟模型数据库技术提供了提高文化传播有效性的数据保证

本课题中的虚拟模型的建立是采用3ds Max进行场景建模，为实现虚拟场景数据库可以采用关系数据库来存储、管理和优化虚拟模型中的代码数据以及网站二维交互控制所需的交互数据，采用了若干个表构建了虚拟模型数据库，其中虚拟模型元素表用以存放已建立的各虚拟场景基本元素的代码。为满足二维交互控制建立了节点表将三维的虚拟场景基本元素与二维平面图上的节点进行一一对应，除此之外还建立了景点信息表将具体景点二维平面图上的节点明细进行统一管理，随着系统功能复杂性地提高还会为数据库添加相应的数据表满足功能的要求。

2.2 基于VR技术的3D网络传媒与影视传媒等不同媒体传播形式的资源共享为实现了城市文化最大化传播提供了有效保障

随着三维建模技术的发展，三维建模的模型被大量地应用于影视媒体，由于三维建模实现的模型不仅可以是现实世界真实的写照，而且可以是虚构的物体，使越来越多的历史文化大片及科幻大片采用真人拍摄与3D场景合成的方式。本课题中采用了虚拟模型数据库实现了虚拟模型的共享，通过虚拟模型的共享减小了虚拟模型制作成本。城市3D网站将反映本城市文化的虚拟模型数据库提供给影视制作公司，提高了虚拟模型的使用频率，扩大了城市文化传播的广度，使文化传播的效率呈几何级数增长。

2.3 5G网络的广泛应用为3D城市互联网的文化传播提供了的网络保障

基于VR技术的3D互联网的实现对网络的传输速度的要求非常高，3D互联网中三维模型庞大的信息量对网络传输技术无疑是前所未有的挑战。而5G网络通信技术的应用为移动终端便携地访问基于VR技术的3D互联网提供了必要的网络保障。

5G网络通信技术的首要特点就是网络传输速度非常快，5G网络通信作为当前世界上最先进的网络通信技术之一，其在传输速度上的优势是之前的移动网络通信技术所无法比拟的。其次5G网络通信技术具备更稳定的数据传输能力，不会因为工作环境的场景复杂而导致传输不稳定或者传输时间过长的不良现象发生。5G网络通信技术所使用的高频传输技术也是它显著的优点。高频传输技术对保障5G网络通信技术高性能数据传输起了非常重要的作用[4]。因此5G网络的应用普及为3D城市互联网应用提供了的网络保障。

3 基于虚拟现实技术的3 D互联网在扬州世界名城文化传播中的影响

基于虚拟现实技术的3D城市网站对城市文化传播是基于网络传播学的范畴的，目前网络传播已成为信息传播的主导，但与此同时虚假信息泛滥、网络病毒与黑客以及网络犯罪等问题严重困扰着网络传播的发展。因而建立基于虚拟现实技术的3D城市官方网站，发挥政府在城市文化网络传播的主导作用是有十分重要的意义的。

人们提出现代的传播学与种子传播的方式是相通的，本课题建立的基于虚拟现实技术的城市3D网站雏形实现了与种子的自体传播和种子的鸟传播的相似的传播方式。城市3D网站通过网络平台实现了城市文化全球范围的广泛传播，使网络用户通过访问网站自主并深入地了解到城市的状态，网络传播的方式使城市文化的传播达到了一定的广度。虚拟场景数据库的创建使城市文化的传播从网络传播到影视传播的扩展成了可能性。让影视制作公司共享虚拟场景数据库中的虚拟场景，影视公司就像种子的鸟传播中展翅飞翔的小鸟将城市的文化深深地植入全球观众的心中，实现文化传播的深度。3D网站在商业网站领域中的异军突起及计算机图像技术在影视作品中普及与成功预示着基于虚拟现实技术的3D互联网必定会在城市文化传播中发挥更大的作用。

4 结语

随着计算机图像技术、5G网络、三维模型数据库技术等技术的进一步发展，3D互联网将成为互联网应用的主流，作为官方网站传播城市文化的城市3D网站将为全球的网络用户提供自主地、生动地接触城市文化的平台，虚拟模型数据库的共享将促使政府与影视媒体公司更深层次的合作，由此相信基于虚拟现实技术的3D互联网将为扬州的世界名城文化传播搭建一条通向世界人民的传播大道，扬州博大精深的名城文化将在全球展现出永恒的魅力。