周長(zhǎng)敏+楊光臨

摘要：以苗族銀飾的文化及產(chǎn)品展示為例，討論了幻影成像、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品互動(dòng)展示中的應(yīng)用，并給出了展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：互動(dòng)展示；虛擬現(xiàn)實(shí)；幻影成像；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）31-0248-02

1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、新媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品展示的理念和手段日益豐富。展示的形式也從傳統(tǒng)的圖文展示板、實(shí)物模型展示轉(zhuǎn)變成集“視、聽(tīng)、觸”為一體的多媒體互動(dòng)展示、虛擬交互展示。從“隔柜觀望”、到“親身體驗(yàn)”，產(chǎn)品展示正在向智能化和互動(dòng)性的方向發(fā)展。將智能互動(dòng)展示技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)手藝展示中，為其提供更智能的互動(dòng)展示平臺(tái)，對(duì)于發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)文化、提高傳統(tǒng)手工藝的認(rèn)知度和關(guān)注度有著重要的研究意義及應(yīng)用價(jià)值。

2 智能互動(dòng)展示技術(shù)介紹

智能互動(dòng)展示是一種綜合利用計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、全息技術(shù)、傳感器技術(shù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的全新展示方案，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)、幻影成像、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)將產(chǎn)品的發(fā)展歷史、生產(chǎn)的過(guò)程以虛實(shí)結(jié)合的模擬方式呈現(xiàn)在用戶面前，用戶可以任意選擇視角，身臨其境的了解產(chǎn)品的發(fā)展歷史及生產(chǎn)流程，使參觀者不用到產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，就能對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)、發(fā)展及形態(tài)有一個(gè)全面直觀的認(rèn)識(shí)。以下對(duì)智能互動(dòng)展示中使用的主要技術(shù)作簡(jiǎn)要介紹。

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)綜合計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)，在多維信息空間上創(chuàng)建一個(gè)虛擬信息環(huán)境，用戶可以深入地觀察、操縱虛擬世界，并與其進(jìn)行交互性操作，使參觀者具有身臨其境的沉浸感，給人們帶來(lái)一種全新的感官體驗(yàn)[1]。目前主要應(yīng)用在場(chǎng)景漫游、協(xié)同工作、工程模擬等方面。

2.2幻影成像技術(shù)

幻影成像是基于全息科技的實(shí)景造型和幻影的光學(xué)成像技術(shù)，將所拍攝的影像（人、物）投射到布景箱內(nèi)主體模型景觀中，以虛實(shí)結(jié)合的方式展示產(chǎn)品的方法[2]。對(duì)于歷史陳列、名勝古跡等可以采用幻影成像技術(shù)進(jìn)行展示，以達(dá)到繪聲繪色、直觀的逼真效果。

2.3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality）技術(shù)，是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息（視覺(jué)、聲音、觸覺(jué)等），通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬仿真后再疊加，將真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到同一個(gè)畫(huà)面，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)[3]。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用于旅游展覽領(lǐng)域、古跡復(fù)原、數(shù)字文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域。

3智能互動(dòng)展示在傳統(tǒng)手工藝展示中的應(yīng)用

將虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、幻影成像等新穎的互動(dòng)展示手段應(yīng)用到傳統(tǒng)手工藝的展示中，將傳統(tǒng)手工藝的發(fā)展歷史、生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品形態(tài)等難以用文字、實(shí)物來(lái)展示的內(nèi)容以立體、直觀的可視化手段展示給觀眾，帶領(lǐng)觀眾跨越廣闊的時(shí)間和空間，給觀眾帶來(lái)全新的精神感受。

以苗族銀飾的展示為例，將其展示平臺(tái)劃分為發(fā)展歷史展示系統(tǒng)、制造工藝交互展示系統(tǒng)、作品互動(dòng)展示系統(tǒng)三個(gè)部分。下面分別探討各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

3.1 基于幻影成像技術(shù)的傳統(tǒng)手工藝發(fā)展歷史展示系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的展示手段中，手工藝的發(fā)展歷史采用的是將發(fā)展過(guò)程中的重要?dú)v史資料以實(shí)物、圖片、帶解說(shuō)的視頻等方式進(jìn)行展示。這種展示方式的不足之處是展示效果平淡，參觀者是被動(dòng)接受信息，無(wú)法給參觀者留下深刻的印象?；糜俺上窦夹g(shù)以寬銀幕的環(huán)境、場(chǎng)景模型和燈光變換為背景，再把拍攝的活動(dòng)人像、物品疊加進(jìn)場(chǎng)景中，構(gòu)成動(dòng)靜結(jié)合的影視畫(huà)面，并配上聲、光等特殊效果，新穎直觀，給人以視覺(jué)上的沖擊，并留下深刻的印象。

以苗族銀飾的發(fā)展歷史展示為例，設(shè)計(jì)幻影成像的展示系統(tǒng)。首先將苗族銀飾的發(fā)展歷史與具體的人物故事融合，設(shè)計(jì)成一個(gè)故事劇本。第二階段：以故事劇本為參考，搭建一個(gè)苗族生活的實(shí)物模型場(chǎng)景，為虛擬成像內(nèi)容創(chuàng)造合適的環(huán)境空間。第三階段：為具體的展品構(gòu)建成像效果。將故事劇本中涉及的各個(gè)時(shí)代的銀飾造型利用光學(xué)成像、聲光電控制、三維建模等技術(shù)將展品以真彩色的三維影像逼真地在懸浮在場(chǎng)景中。第四階段：構(gòu)建支持幻影成像的播放平臺(tái)。根據(jù)場(chǎng)景的面積，計(jì)算需要投影設(shè)備的數(shù)量，并安裝投影及整合軟件，同時(shí)搭建音響系統(tǒng)。第五階段：構(gòu)建控制整個(gè)劇本播放的控制系統(tǒng)，控制播放過(guò)程中的燈光、音響、旁白等內(nèi)容。通過(guò)以上五個(gè)步驟搭建起苗族銀飾的幻影成像展示系統(tǒng)，以光影結(jié)合的方式將銀飾的發(fā)展歷史故事生動(dòng)地展示出來(lái)，故事中的銀飾文物影像懸浮投射在場(chǎng)景中，銀飾可以轉(zhuǎn)動(dòng)，形象逼真，參觀者看到的只是影像而不是真正的實(shí)物，但卻給參觀者營(yíng)造出了一個(gè)身臨其境的氛圍，使觀眾深刻感受到民族藝術(shù)及文化的底蘊(yùn)。

3.2基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的制造工藝交互展示系統(tǒng)

對(duì)于傳統(tǒng)手工藝制造過(guò)程的展示，目前普遍采用的方法是將制造過(guò)程拍攝成帶解說(shuō)的視頻進(jìn)行展示。這種展示方式由于缺少主動(dòng)參與性，受眾所獲得的信息量與心理感受較少。苗族銀飾屬于全手工制作，有鑄煉、錘打、鏨刻、焊接，編結(jié)、洗滌等一整套工藝過(guò)程。要讓參觀者感受苗族銀飾的魅力，必須要從視、聽(tīng)、觸全方位調(diào)動(dòng)參觀者的感官。將虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用到制作流程的展示中，能夠不受時(shí)間空間的限制再現(xiàn)銀飾的生產(chǎn)場(chǎng)景和流程，同時(shí)用戶能夠參與到銀飾的制作過(guò)程中，使用戶能得到更多超越現(xiàn)實(shí)展示的情感體驗(yàn)。

展示苗族銀飾制造過(guò)程的系統(tǒng)構(gòu)建主要分為實(shí)景數(shù)據(jù)采集、三維仿真建模和交互展示設(shè)計(jì)三個(gè)階段。

首先，進(jìn)行實(shí)物及實(shí)景的數(shù)據(jù)采集工作。具體而言，就是使用數(shù)碼攝影攝像的手段采集銀飾制作過(guò)程所需要材料、工具、環(huán)境等信息。苗族銀飾制作工具主有火爐、風(fēng)箱、坩堝（俗稱銀窩）、鐵錘、鐵砧、刻具、銅鍋、鉗子、鑷子、松脂板等。數(shù)據(jù)采集階段要將各種類型銀飾制作所需要的工具進(jìn)行分類。

第二階段：根據(jù)采集的數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理及三維建模技術(shù)建立銀飾制造工具及場(chǎng)景的數(shù)據(jù)模型。

第三階段：交互展示設(shè)計(jì)。使用VRP（Virtual Reality Platform）軟件，將建立的仿真模型、場(chǎng)景整合到虛擬環(huán)境中，同時(shí)設(shè)計(jì)展示系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)制作完成并測(cè)試發(fā)布后可以在 PC 端運(yùn)行。由于苗族銀飾制作工藝相對(duì)復(fù)雜，因此必須要實(shí)現(xiàn)多種展示方式的融合。系統(tǒng)的功能包括圖文及視頻介紹、360度環(huán)繞、銀飾虛擬制作等。360度環(huán)繞展示是事先使用全景相機(jī)錄制好銀飾制作的視頻，參觀者戴上VR眼鏡后可以360度觀察銀飾制作的整個(gè)場(chǎng)景，可以更清晰、近距離觀察銀飾制作的細(xì)節(jié)。銀飾虛擬制作是交互展示環(huán)節(jié)中的亮點(diǎn)，參觀者需要戴上數(shù)據(jù)手套借助數(shù)據(jù)手套的觸覺(jué)反饋功能，能夠用雙手"抓握"虛擬場(chǎng)景中的銀飾制作工具（例如鐵錘、鐵砧、刻具）并進(jìn)行相應(yīng)的操作，讓參觀者真實(shí)地感受銀飾制作過(guò)程中的錘打、鏨刻等工藝流程。

3.3 基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的傳統(tǒng)手工藝作品互動(dòng)展示系統(tǒng)

由于銀飾屬于較貴重的飾品，且具有易氧化變色的特點(diǎn)，因此銀飾產(chǎn)品通常都是放入玻璃柜中進(jìn)行展示的，參觀者只能看到飾品的大致外觀，無(wú)法了解具體銀飾品的特點(diǎn)與制作工藝。將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于銀飾作品的展示中，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)將飾品的相關(guān)信息以生動(dòng)化、全方位地方式呈現(xiàn)出來(lái)。

基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)品互動(dòng)展示應(yīng)用于移動(dòng)終端是最便捷的方式。參觀者使用移動(dòng)終端（如智能手機(jī)、平板電腦）的攝像頭捕獲到銀飾工藝品中事先設(shè)計(jì)的標(biāo)識(shí)物圖案后，即可在移動(dòng)端對(duì)展品模型進(jìn)行不同角度的欣賞，并對(duì)展示模型進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等操作，同時(shí)可播放產(chǎn)品簡(jiǎn)介及制作的主要流程。

系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程包括跟蹤定位、資源整合、交互設(shè)置三個(gè)主要階段。跟蹤定位是指通過(guò)攝影機(jī)對(duì)展品進(jìn)行跟蹤定位，對(duì)展品各個(gè)角度的形態(tài)進(jìn)行圖像識(shí)別，并將圖形注冊(cè)為標(biāo)識(shí)。資源整合階段是建立展品各個(gè)角度的三維模型，并將模型與識(shí)別標(biāo)識(shí)綁定，同時(shí)完成對(duì)展品視頻信息的制作及系統(tǒng)GUI的制作。交互設(shè)置階段的主要工作是在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)編輯環(huán)境中導(dǎo)入標(biāo)識(shí)、導(dǎo)入模型，設(shè)置縮放、旋轉(zhuǎn)、視頻播放、顯示簡(jiǎn)介等功能的觸發(fā)動(dòng)作，最后在移動(dòng)平臺(tái)上進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)布。

4 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)手工藝是人類發(fā)展歷史進(jìn)程中的瑰寶，是人類智慧的結(jié)晶。將先進(jìn)的智能互動(dòng)展示技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)手工藝的展示，使產(chǎn)品展示更加生動(dòng)、有趣，對(duì)于傳統(tǒng)手工藝的宣傳、保護(hù)與傳承起到積極的促進(jìn)作用。本文以苗族銀飾的展示為例，討論了幻影成像、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在產(chǎn)品互動(dòng)展示中的應(yīng)用，并給出了展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。雖然目前智能互動(dòng)展示技術(shù)的應(yīng)用還不成熟，要使其在傳統(tǒng)手工藝展示中得到普遍的推廣，還有許多關(guān)鍵技術(shù)需要解決。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，這種智能互動(dòng)展示方式將成為未來(lái)的主要展示方式。

參考文獻(xiàn)：

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