基于VR技术的“西路军虚拟博物馆”的交互融合设计＊

田建荣，王斌儒

（甘肃有色冶金职业技术学院，甘肃 金昌 737100）

红色文化是中华民族的优良传统和宝贵的精神财富，是中华人民共和国的根基和底色，更是社会主义发展的立国之本。红色博物馆中陈列各类有关红色文化的文物和图件，对人们爱国主义教育的作用极为重要，是传承民族精神、提高社会成员综合素质、发扬革命光荣传统的重要场所[1]。

西路军在甘肃的战斗时间最久，革命活动最丰富；西路军从虎豹口渡河离开大部队开始，在河西走廊上留下了无法磨灭的印记。这些历史遗迹、遗物是西路军精神在新时代得以彰显的事实依据，西路军在甘肃的遗址和纪念馆主要集中在武威、金昌、张掖等地，是弘扬西路军精神的主阵地。

因此，打造VR+红色文化交互平台，探索VR技术和红色文化相融合的应用和方法，可以为西路军红色精神的传播提供一定的思路，让体验者通过沉浸性、交互性的形式更加深入地体验革命的不易，将以更丰富的方式加强民众的爱国主义教育[2]。

1 “西路军虚拟博物馆”的相关技术

我国“十四五”规划中提出，重点发展新一代信息技术，其自身特点决定了该技术在历史资料数字化方面具有十分显著的优势。虚拟现实技已被世界公认为21世纪重要的视觉技术之一，它通过相关软件生成三维的虚拟境界，借助VR眼睛、耳机、手柄等提供一个视听触一体且交互性极强的体验[3]。

虚拟现实重要的一个特点是在一个特定的范围内，通过计算机相关技术创建一个虚拟的世界，将西路军虚拟博物馆的全貌以真实立体的方式展示出来，进而营造视听触均能获得较好的体验效果。VR使用者需要借助数字设备，进入3D沉浸式交互空间，在空间内部，通过相关的交互技术，便如同置身真实世界进行各类活动，没有时间和节奏的限制。鉴于此，借助VR技术和三维空间建模技术，可以对创作对象进行三维数字化，使得历史中已经逝去的场景再次得到一定的还原，从而让使用者通过VR设备，足不出户，随时随地，摆脱各类干扰因素，身临其境地去全方位体验历史场景中的真实感，极大地增强使用者对历史的理解和体验。同时，在VR场景中添加交互功能，可以极大地提高体验者在使用过程中的参与感和趣味性。故而，VR技术在博物馆的使用过程中具有一定的优越性[4]。

2 交互融合的类型和影响因素

博物馆是艺术和思想的集合地，也是培育和弘扬民族精神的阵地。本次“西路军虚拟博物馆”的交互融合，既是科学技术的一次具体应用，也要在实际设计过程中集审美、人文于其中，既要让使用者享受历史的真实感，也要在交互中体验西路军的伟大和悲壮，让红色基因深入体验者心中。

2.1 交互融合的类型

人的体验主要集中在眼、耳、鼻、舌、身这些感觉系统[4-6]，以此来判断获得声音、颜色、气味、形状等感觉，交互融合设计的目的也是为了满足以上感官的需求，进而综合其各类因素对其进行刺激，获得情感上的共鸣。基于此，本研究的交互融合类型主要分为感官和行为两种类型。

（1）感官交互。感官主要包含视听触嗅，如同物联网中的传感器一般，是人对外界世界的重要信息获取的途径，“西路军虚拟博物馆”的交互融合中，主要通过三维影像和视听音乐等数字化方式提供给使用者。

视觉方面，首先是色彩的选择，西路军虚拟博物馆是中国红色文化的重要场馆之一，其交互融合的设计过程中，需要营造浓厚的革命精神氛围，故底色应该以庄重的中国红为主，赋予其丰富的符号意义和历史文化内涵，让体验者产生强烈的视觉刺激，进而精神上升华。其次是图形上不能以单调的线段为主，需要注重空间的布局方式和结构划分。

听觉方面也是交互的重要因素，“西路军虚拟博物馆”的音乐设计，既要展示西路军在战争中浴血奋战的真实与残酷，也要在关键时间点上，通过不同的背景音乐，凸显其悲壮和英勇。视听方面的设计，可以进一步烘托环境和氛围，提升交互空间的吸引力和感染力。使用者在背景音乐和枪林弹雨等声音的刺激下，加固对西路军革命精神的认识和体悟，升华爱国主义情怀。

（2）行为交互。行为交互是通过VR手柄和体验者身体相互进行互动的结果。通过行为交互设计，可以保证博物馆体验过程中的真实性和趣味性，让体验者在视觉和听觉方面获取信息的同时，全身心投入到交互融合之中，让体验者与模型形象进行交流、互动，感觉自身完全沉浸在场景之中，感同身受。

2.2 交互融合的影响因素

基于VR的“西路军虚拟博物馆”的交互融合，通过科学技术，在新时代为大众继承革命传统，弘扬红色文化提供一种全新的方式和新载体，可以引发体验者对红色文化心理和情感上的深度共鸣，交互体验是博物馆数字化展示设计的必然趋势。具体为：

（1）红色文化是中国共产党为了中华民族的伟大复兴而不怕牺牲、英勇奋斗的精神文化，是一个国家、一个民族新时代不可或缺的灵魂和底色，是中国革命的高度概括。在新时代，物质已经得到了极大的满足，如何促进精神富裕、夯实精神基础就显得尤为重要。借助新一代信息技术，利用多种传媒手段，积极宣传红色文化，是推动红色文化活起来、传开来的重要方式。

（2）传播媒介发生了重要的变化。如今新媒体的出现，文化的宣传不再局限于普通的报纸杂志，也不再局限于微博朋友圈，更多的方式将快速地融入海量信息传播的路径中来，如VR、元宇宙等技术。VR技术由于其真实的沉浸式、强大的互动性，在新媒体的阵营中具有举足轻重的地位，是红色文化深度和广度传播的重要途径，在今后将发挥重要的作用。

3 “西路军虚拟博物馆”的交互融合设计及应用

VR技术的使用，可以让使用者更加深入地沉浸在场景之中，而且虚拟现实的三维交互性可以让使用者感同身受。本研究以“西路军转战河西走廊的VR故事地图”项目为基础，通过爱奇艺眼镜等VR设备为终端，通过技术融合，达到在室内即可让参观者浏览西路军历史的效果。

西路军VR体验馆的设计分为三部分，通过不同技术的融合，宣扬其伟大精神，具体如下：

西路军VR体验馆引导区，该区域主要采用的是巨型LED屏幕+三维GIS技术融合，构建引导式的虚拟现实感官，让参观者在宏观上对西路军的历史形成纵向的意识；VR红色旅游沉浸区，主要采用爱奇艺iQUT奇遇二代VR一体机的虚拟现实头盔技术、5G或Wi-Fi局域网技术，创建了在情感上共鸣的虚拟现实中观览；5D场景观览区域，采用VR 头盔技术和其他听觉、触觉、嗅觉等方式构建。这几个区域相互协调，通过不同的技术、设备和内容达到沉浸体验和深层感悟的效果[7-8]。

3.1 西路军VR体验馆引导区

西路军VR体验馆引导区由交互设计三维渲染技术、物联网技术（传感器技术）和局域网技术构成[9]，在显示的过程中采用了GIS技术来制作三维地图，可以对参观者进行直观的展示（见图1）。西路军在河西走廊上战斗时间最久，取得了重大战略意义，地图的纵向展示，可以为参观者提供整体观感，同时，引导区还展示虚拟西路军展馆的整体布局，可以让参观者形成自己的参观路线。

图1 巨型LED屏幕+三维GIS技术

3.2 VR红色旅游沉浸区的交互设计与应用

VR红色旅游沉浸区，主要采用爱奇艺iQUT奇遇二代VR一体机的虚拟现实头盔技术、5G或Wi-Fi等局域网技术进行构建。

为了更好地让观众了解西路军的历史，研发团队会在VR虚拟场景中开发一个解说助手，通过该助手，可以提供西路军军事事件的相关情况、追踪事件的发生路线以及展示时间序列，VR 讲解使参观更自由放松，提高满意度。同时在场景中紧密地联系无线手柄，方便参观者进行选择，形成较好的交互浏览。VR红色旅游沉浸区红色内容实现同频管理，一体化机身可收纳放置6台VR一体机终端位，能够解决多人同时参与红色知识学习需求。

西路军虚拟博物馆沉浸区为了更好地讲好故事，通过3Dmax等三维建模软件和三维摄影测量技术相结合，以西路军在河西走廊的各历史纪念馆为原型,设计创建了多个三维虚拟现实漫游场景，构建了逼真的三维虚拟博物馆环境，参观者可以在虚拟现实中进行放大、缩小、旋转、漫游、查询等操作（见图2）。

图2 VR眼镜沉浸式体验

同时，西路军VR沉浸区设计了很多艰苦感人的场景小游戏，比如西路军翻过冰天雪地的艰难场景，参观者会看到一个冰天雪地的场景，场景中众多军人需要翻过一座山，而翻山需要你用手柄来操作；比如风吹日晒过草地中有位军人摔倒了，你需要用手柄把他扶起来，他会对你表示感谢并向你敬礼，而你需要回他一个敬礼动作；甚至是红军休息过程中烤鱼、烤火的场景，而你需要用手柄加把火。这些互动的设计大大增加了趣味性，立体逼真的场景仿佛置身其中，不仅能让党员接受党性教育的洗礼，就连青少年也能投入其中，重温这些红色记忆，深刻感受其艰辛。

3.3 5D场景观览区域的交互设计与应用

5D场景观览区域主要是指通过声、光、影、水、雾、烟、互动（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉）构建真实场景，加以VR场景构建，动感座椅等技术，让参观者有了更加直观的感觉。

该区域主要是观看西路军的各类纪录片，配合5D场景，让参观者突破了传统体验式红色教育的时空限制，让历史事件和书本中的图画与文字“活起来”，360度全方位立体再现西路军的生活战斗环境。通过该区域，不仅从各种感官上了解西路军的艰难岁月，更增强党史学习教育效果，不仅可以让参观者增强责任使命，也能更好地为社会贡献自己的一份力。

4 结论

（1）根据前期对河西走廊西路军纪念馆的参观学习，通过西路军的历史遗迹、遗物的了解，愈加感到西路军精神的伟大，也深刻觉得，弘扬西路军精神的方式传统上以文字史料和历史图片为主，不够直观且不易传播，使得其社会宣传及普及程度远远不够。本研究以甘肃河西走廊为研究区，将西路军遗址和纪念馆按时空关系呈现在VR三维地图上，形象展示西路军在河西浴血奋战的历史故事。综合利用地理信息技术（GIS技术），虚拟现实技术（VR技术），以及多媒体资料呈现地图故事，提升其时空表现力与社会宣传度；特别地对于那些湮没不存的遗址，利用VR技术，重现其历史场景及其历史故事。

（2）本文根据西路军博物馆的特点，对“西路军虚拟博物馆”VR交互融合的类型和影响因素进行了分析，确定了视觉因素中主基调和主色彩，设计了听觉场景中不同音乐的选择要求，同时对交互融合的影响因素也进行了分析，确定VR技术和红色文化的融合是可行的，借助新技术，利用多种传媒手段，积极宣传红色文化，是推动红色文化活起来、传开来的重要方式，传播意义重大。

（3）本文结合VR技术，通过爱奇艺眼镜等VR设备为终端，结合技术融合，设计了“西路军虚拟博物馆”，达到在室内即可以地图的方式对主题进行表达和渲染，让参观者浏览西路军的历史。该设计对后期“西路军虚拟博物馆”的建设具有一定的指导作用。