数字化工业遗产的创新展示

摘要：随着科技的飞速发展，数字化改造逐渐成为工业遗产保护与创新的重要途径。唐山市的唐胥铁路遗址作为中国近代工业史上的重要标志，其数字化展示对于提升公众对工业遗产保护与认知具有重要意义。本文尝试以唐胥铁路遗址为例，探索虚幻引擎5（UnrealEngine5，以下简称：UE5）在工业遗产数字化改造中的潜在应用，并提出一些初步的开发流程，希望这些探索能在虚拟环境体验和交互展示等方面提供一些参考和启发。

关键词：虚幻引擎；工业遗产改造；数字化展示；交互体验

引言

随着数字技术的不断进步，工业遗产改造与更新迎来了新的机遇。工业遗产不仅记录了城市工业化的历程，也蕴含了深厚的历史文化价值。尽管如此，城市化进程中的工业遗产保护仍面临诸多挑战。因此，如何有效地保护和利用这些遗产，使之在城市发展中焕发新的活力，是一个值得深入研究的问题。

唐胥铁路遗址作为中国近代工业史上的重要标志，见证了中国铁路事业的起步和发展。其独特的历史地位和文化价值，使其成为工业遗产数字化保护与展示的理想对象。本研究以唐胥铁路遗址为例，探讨虚幻引擎5（UE5）在工业遗产数字化展示中的应用，旨在为工业遗产的保护与传承提供新思路，激发更多的相关研究者和从业者对这一领域的关注和探索。

一、研究现状与现实意义

（一）唐山工业文明传播的背景

近年来，随着文化旅游产业的兴起和建设社会主义文化强国的政策部署，唐山市着手工业文明与文化旅游产业的全面融合，发挥其独特的历史和文化优势，加强对地区非遗、文化遗产等方面的保护与传承，增强唐山文化软实力，发展文旅融合背景下的地区经济，探索唐山文明传播新路径[1]。

（二）数字技术在工业遗产展示中的应用

工业遗产应是历史性、区域性和综合性的混合型工业文化景观[2]。随着技术的不断进步，数字技术如虚拟现实、3D建模等在工业遗产保护领域的应用越来越广泛。这些技术不仅可以还原工业遗产的原貌，让公众通过数字化的方式感受工业文明的魅力，还可以通过互联网实现全球范围内的传播和共享。

（三）工业遗产数字化改造的策略与机遇

我国工业遗产资源丰富，但传统的展示方式往往难以充分展现其价值。因此，利用数字技术进行改造和更新就显得尤为重要。例如，通过UE5的实时渲染和蓝图编写，可以搭建虚拟的工业遗产场景，让公众在数字化环境中进行探索，在虚拟环境中实现更加多样化的交互和体验。

由此可见，数字技术在工业遗产保护与传播中的应用前景广阔，结合工业遗产的历史价值与现代化的展示技术，不仅能够丰富工业遗产的展示内容，还能创新传播方式，为传统工业遗产的保护与教育尝试新途径，也为工业遗产的活化利用和文化发展带来了更多可能性。

二、数字化展示在工业遗产保护与传播中的挑战

随着数字化技术在工业遗产保护与传播领域的深入应用，工业遗产的展示与教育方式正在经历一系列变化，这些变化有望逐步改善公众的学习和体验过程。然而，由于技术应用的局限性和展示内容过于单一等问题，数字化展示与工业遗产的深度融合仍面临着诸多挑战。

（一）工业遗产资源与其他文化资源的整合不足

中国拥有丰富的工业遗产资源，这些资源不仅包括工业设施和生产工具，还涵盖了与之相关的社会、经济和文化背景等。在数字化展示的过程中，有时会过于强调工业遗产本身而忽视了与其他文化资源的融合，如历史文献、民俗活动等。导致对工业遗产背后深层次文化意义的挖掘不足，无法全面展现其涵盖的文化价值和历史意义。

（二）对新兴数字技术的运用不足

当前，公众对新兴数字技术的认知和应用仍存在局限性。许多人对数字化展示的理解还停留在传统的多媒体展示和静态图片上，对于如虚幻引擎5（UE5）等前沿技术缺乏足够的了解。将这些数字化技术和后工业社会中新的场景理论相结合，可以帮助人们更好地认识和理解具有文化吸引力的城市公共空间，对工业遗产更新活化实践也有着重要的理论支持作用[3]。

三、虚幻引擎5在工业遗产数字化改造的创新路径

围绕工业遗产保护与利用目标，以技术创新为驱动力，虚幻引擎5（UE5）赋能工业遗产数字化展示为切入点，激活数字技术与工业遗产保护、教育、旅游等方面的联动路径，可以从以下3方面入手：

（一）以工业遗产资源保护为文化教育与旅游发展驱动力

从园区原有建筑、环境入手，进行生态化、数字化、人性化改造设计，打造适合于工业遗产转型发展[4]，能提供教育、活动、游览等多种线上线下相结合的社区型空间。具体途径为：（1）通过历史文献研究、现场考察、专家访谈等手段，全面挖掘工业遗产的历史价值与文化内涵，形成有利于宣传本地工业遗产资源的规划书及运营方案；（2）以展现本地工业遗产的独特性为核心，选取当地具有代表性的工业遗址及相关建筑作为数字化改造对象，提升场地的交互性与教育性，一方面可增强本地居民对工业遗产的认知与自豪感，另一方面可提升游客对工业遗产的理解和兴趣，实现“吸引人、留住人、留下人”的目标；（3）通过UE5等数字技术及创意设计，打造具有鲜明工业遗产特色的数字展示内容与交互体验，综合性运用实时交互、沉浸式体验等新兴交互方式，增强工业遗产的传播力与影响力；（4）以工业遗产为核心，带动相关文化、教育、旅游等产业协同发展。对具有工业遗产资源的地区，开发“一核多元”的产业发展模式。以工业遗产展示为主体，助力区域经济的均衡与可持续发展。

（二）虚幻引擎5在工业遗产数字化体验中的应用和开发流程

在传统数字展示技术基础上，融合UE5等前沿数字技术平台及技术手段，以工业遗产为数字信息载体，打造符合数字时代发展和工业遗产保护要求的沉浸式展示成果，开发程序步骤如下：（1）运用SkethUp等数字建模软件，对工业遗产进行高精度建模与数字化复原；（2）利用UE5的高级渲染技术，打造沉浸式的工业遗产数字化展示场景；（3）梳理工业遗产展示策划中的数字交互脚本；（4）整理相关文化、教育等资源信息，接入程序；（5）使用UE5的蓝图系统等功能，结合展示脚本及资源信息，完成数字工业遗产场景内的环境交互及人物对话等交互设计内容；（6）结合UE5的动态天气系统和光照效果，实现数字展示环境的动态变化，增强用户体验的沉浸感；（7）用户可通过电脑端，对场地数字化漫游、历史文化、科普体验等进行线上浏览及交互。

（三）数字技术助力工业遗产保护与旅游发展

借助UE5等数字化工业遗产展示平台，用户可以在线上浏览数字园区，体验相关交互区域，了解相关的工业遗产历史与文化，提升公众对工业遗产保护的意识，吸引更多游客线下参观，助力地区旅游经济的发展。

四、以河北省唐山市开滦国家矿山公园蒸汽机车园为例

唐胥铁路在中国铁路发展史上具有重要地位，它标志着中国铁路建筑史的正式开端，并对中国后来的铁路建设产生了深远的影响。园区不仅承载着丰富的工业历史，也是研究中国工业化进程的重要场所。目前我国对工业遗产的保护与利用高度重视，但在运用数字技术对工业遗产进行创新性展示和实践方面仍较为有限。本文以华北理工大学艺术学院大学生创新创业学生团队项目为例，对基于数字技术的蒸汽机车园展示程序进行成果说明。

（一）设计背景

本项目深入考察了唐胥铁路的历史沿革、工业发展及其在中国近代工业史上的重要地位，同时对唐山市开滦国家矿山公园的现有设施和展览方式进行了细致分析。研究团队通过查阅相关历史文献和资料，在此基础上，结合虚幻引擎5（UE5）等先进的数字技术，研究团队绘制了创新工业遗产展示方式的项目技术开发路线图，见图1。

（二）设计分析

研究团队在对唐胥铁路园区及其周边环境进行了详细的现场调研，总结的设计分析如下：

1.场地优势

唐胥铁路得益于其独特的历史文化意义、优越的地理位置、政府政策的有力支持以及前沿的数字技术如UE5和VR的应用。展现出显著的竞争优势。这些优势不仅为项目提供了丰富的教育和文化价值，还可以增强游客互动，体现新时代工业遗产的创新性展示。

2.场地劣势

技术实施上的挑战主要体现在虚拟现实和数字化技术的运用上，要求项目团队必须具备高水平的专业知识和技能。此外，项目还必须在与其他景区的数字化展示平台的竞争中找到自己的定位。在推进数字化改造的过程中，还要平衡遗产保护与创新发展之间的关系，最大程度保留工业遗产的原真性和完整性[5]。

3.场地机会

国内旅游市场的扩张为工业遗产旅游开辟了新机遇。教育合作也为传承爱国主义提供了平台，科技运用又可以增强展示的互动性。此外，与文旅机构的协作也为工业遗产的推广和市场拓展创造了有利条件。

4.场地威胁

工业遗产的保护与利用和技术上的更新换代是改造过程中可能面临的最大问题，同时不同地区和年龄的游客可能对工业文化的认知和兴趣存在差异，需要进一步研究市场策略来满足不同游客群体的需求。

（三）设计策略及效果呈现

基于上述设计分析，研究团队采取了“保留+改造”的设计思路，以确保在尊重历史原貌的同时，赋予遗址新的活力。数字化内容包括唐胥铁路遗址公园的全部区域和其代表性建筑。

1.历史文本提取及置入

研究团q+dQ9vCST2vTpHW/OWrYhw==队首先对唐胥铁路的历史文本进行了详细的梳理，包括其建设背景、发展历程和重要事件。通过历史信息的整合设置了4个虚拟人物，分别是“清朝官员、英国监工、铁路工人和爱国人士”。将角色置入到场地的4个区域中，以人物讲述的形式向游客介绍相关历史知识。

2.旋转触碰胶囊体设计

旋转胶囊体与历史建筑介绍：当用户与旋转胶囊体碰撞后，弹出信息窗口与面板，显示该历史建筑的文字介绍。内容包括建筑的历史背景、建筑风格、重要事件等。

3.AI对话导游“唐婉”的设计与功能

“唐婉”的形象设定是一位现代唐山女性，她的个性设定为知识渊博、友好热情。在项目中，“唐婉”配备了先进的自然语言处理（NLP）技术，能够理解并回应用户的语音或文本输入。用户可以通过提问或发起对话来获取关于园区内的各种信息，如历史故事、建筑特点、展览解读等。作为导游，“唐婉”能够带领用户游览园区，在用户提问后介绍各个区域的特色和亮点。并根据用户的兴趣和需求，回答用户在游览过程中的即时问题。

4.历史发展互动装置

在园区内的大型互动装置，用户将视角看向右侧转盘，摇杆会顺时针缓慢转动，带动后方装置同时旋转，实现图片轮播的效果。当用户看向左侧转盘，按下键盘“F”键，摇杆会一直旋转，再次按下“F”键后停止。

5.视角切换与天气轮盘的实现

在游览园区的过程中，按下“V”键可以从默认的第一人称视角切换到第三人称视角，以适应用户不同的探索和观察需求。再次按下“V”键后切换回第一人称视角。按下“Q”键呼出天气轮盘，用户选择新的天气设置后，系统会立即调整虚拟环境的视觉效果，如云层、光照、降水等，并同步更新如雨声、风声等环境音效。

（四）未来研究计划

本课题仍需进一步完善，研究团队未来将继续深化开发数字场景平台，打造更多数字服务功能，如前期知识补充和更多的历史介绍环节等。以工业遗产资源保护为驱动力，在数字平台搭载前沿技术与信息手段，探索工业遗产数字化改造的新路径。

结语

数字技术在工业遗产保护与传播中的应用，给园区的数字化改造带来了新的发展机遇。虚幻引擎5（UE5）等新兴数字技术可以有效提升展示体验的真实性和互动性，为工业遗产的数字化演绎提供了新维度。此外，数字技术还能扩展工业遗产的传播途径，丰富其表现形式。通过深入挖掘数字技术在工业遗产的创新和应用，可以在文旅层面上强化其教育意义和文化价值，促进城市文化与产业创新，为城市的经济增长和可持续发展注入新动力。

本文系2023大学生创新创业训练计划项目《唐山市工业遗产改造更新数字展示平台研究——以唐胥铁路遗址景观为例》（项目编号：X2023131）的研究成果。

参考文献：

[1]刘倩，李嘉艺，杨玉娟，等.文旅融合视域下唐山工业文明传播研究[J].唐山师范学院学报，2023，45（05）：9-13.

[2]尹乐嘉，赵前.城市更新进程中老工业园区的工业遗产再利用模式分析——以合柴1972文创园为例[J].城市建筑，2024，21（04）：37-40.

[3]江海燕，宋天昊，夏燕，等.数字化背景下工业遗产场景营造与社会交往相互作用研究——以广州琶醍啤酒文化创意产业园为例[J].装饰，2023，（08）：124-126.

[4]叶筱，刘佳妮.“未来社区”背景下的工业遗产环境更新设计方式探索[J].产业创新研究，2023，（14）：66-68.

[5]周恩博，李正东.基于虚拟现实技术的工业遗产数字化路径研究[J].艺术与设计（理论），2022，2（10）：111-113.

（作者单位：华北理工大学）

（责任编辑：宋宇静）