卞觀宇 朱琦聰 謝倩

[摘?要]分析VR的技術(shù)構(gòu)成要素和特點，總結(jié)了VR信息平臺及顯示載體作為新科技介入傳統(tǒng)街區(qū)的流程和方法。以廣州許地傳統(tǒng)建筑街區(qū)為例，借助HMD等新型VR虛擬科技介入，使后人可穿越時空進入久遠的歷史街區(qū)，傳統(tǒng)建筑，民俗文化和地方特色進行直觀互動，揭開傳統(tǒng)街區(qū)塵封的歷史，使得街區(qū)的物質(zhì)與非物質(zhì)歷史與文化得到整體的認(rèn)識、重視和保護，形成整體可續(xù)的發(fā)展和傳承。

[關(guān)鍵詞]歷史街區(qū);VR新科技介入;HMD;可續(xù)傳承

文章編號：2095-4085（2019）12-0022-04

VR信息平臺及顯示載體是一種可互動，可移動，可無限屏幕的頭戴式顯示器（HMD），是VR虛擬環(huán)境技術(shù)新的高度。數(shù)位化模擬影像與視覺，聽覺，觸覺，嗅覺等同步信息，讓使用者有更真實的身臨其境的三度空間感。?珍貴的地方傳統(tǒng)建筑街區(qū)及文化記憶，與讓其在城市的某片區(qū)域里沉睡，不如通過新技術(shù)的介入等方式，讓其重新蘇醒為更多人所體驗與認(rèn)知。人類從“萬物互聯(lián)”到“萬物智能”的大數(shù)據(jù)時代里，物質(zhì)文化與非物質(zhì)文化歷史的文字，圖像，數(shù)據(jù)信息借助新科技的介入可進行可續(xù)的積累與整合，新的再現(xiàn)與傳承。

1?VR虛擬實境新科技的界定

VR虛擬實境新科技是伴隨人工智能AI發(fā)展的新技術(shù)，是繼“虛擬屏幕”Touch+擬物交互后交互方式上產(chǎn)生“突破屏幕、虛實融合、自然交互”的新變革，它利用數(shù)位化制作合成或全景錄制的360度視覺場景，結(jié)合配合頭戴式顯示器（HMD）輔以聽覺與觸覺等工具，令用戶仿佛置身在特定主題的場境中與場景里面的角色和場景互動。全新浸入式體驗的HMD是超越單一呈現(xiàn)無限屏幕的360°無死角體驗，空間定位追蹤功能除了可定位追蹤的基地臺外，還利用手持控制器，當(dāng)用戶進入空間后，可與空間里的物體作互動。當(dāng)前成熟的虛擬實境HMD技術(shù)輕盈解像度更高，具備多感知性，體驗性，交互性及自主性特征，能產(chǎn)生跟人的意識形態(tài)相聯(lián)，達至人們內(nèi)心，并且可時空交錯改變我們生活的新事物。

2?VR新科技介入與人們對傳統(tǒng)建筑街區(qū)復(fù)活的需要

傳統(tǒng)街區(qū)是一個城市里最為珍貴的文化財富。保護與傳承傳統(tǒng)街區(qū)建筑里特色文化，既是對歷史的尊重，也是對城市脈絡(luò)的傳承。當(dāng)前國內(nèi)許多城市的歷史傳統(tǒng)街區(qū)隨著年代的久遠而風(fēng)化消逝，使得其中包含歷史價值和物質(zhì)文化的特色元素隨之而去，造成了當(dāng)代生活文化與歷史文脈的割裂，如何使歷史街區(qū)得到有效保護已經(jīng)成為一個刻不容緩的問題。這時候該如何很好的把歷史街區(qū)文化傳承下去，越來越多的目光投向了VR技術(shù)，通過VR的虛擬仿真的功能讓更多的人群感受到文化遺產(chǎn)，減弱人為和自然因素對歷史街區(qū)本體造成的損害。VR技術(shù)介入不僅僅是將我們帶到那些虛擬的不存在的世界里，更大的價值是讓我們看到那些不復(fù)存在的歷史?？梢栽O(shè)想如果VR將傳統(tǒng)特色街區(qū)的過去和現(xiàn)在都能夠完好地重現(xiàn)給我們的后代，讓他們能夠隨時隨地置身任何一個時代，重現(xiàn)祖先的所見所用將是有意義的事情。伴隨休閑娛樂的生活方式對特色傳統(tǒng)街區(qū)的保護、保存和解譯，普通受眾不習(xí)慣于教條和說理性較強的灌輸方式，而運用VR科技手段對歷史街區(qū)內(nèi)容可將看起來很殘破的廢墟實物變得科技感十足，對不懂其中歷史意義與藝術(shù)價值的普通受眾來講就是一堆石頭，但在科技的角度去看卻自帶新奇震撼力。VR與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合打破時間與空間的界限，可提升傳統(tǒng)特色街區(qū)的經(jīng)濟、社會效益和文化價值。

3?VR新科技介入再現(xiàn)傳統(tǒng)建筑街區(qū)——廣州許地為例

3.1?VR新科技介入再現(xiàn)傳統(tǒng)建筑街區(qū)（圖1）

VR新技術(shù)手段可助一般受眾直接從三維場景空間中認(rèn)識體驗歷史，避免片段乏味的二維歷史文字圖片及靜態(tài)展示，而無法獲取一般受眾的好奇感及注意力。同時可助專業(yè)受眾沉浸式地進入傳統(tǒng)街區(qū)歷史建筑及室內(nèi)場景模型中，利用虛擬實測技術(shù)，真實體驗建筑模型的高度，寬度，材質(zhì)等綜合視覺感受，便捷地查找相關(guān)信息與數(shù)據(jù)及形成參照對比。博物館內(nèi)能靜態(tài)保存下來也只是街區(qū)建筑及文化的部分與片段。在實體修復(fù)與重建中重重困難，各方利益博弈，資金與時間等等又是寸步艱難。從多種手段介入修復(fù)傳承上看，目前對于歷史街區(qū)多采用文字、分解圖紙、實體模型以及零星的出土文物等手段記載呈現(xiàn)，但在信息認(rèn)知與視覺體驗中存在許多局限。碎片式的圖像整理和模型展示，很難讓觀者感受到整體可續(xù)“立體”的文化體驗，更難深層次的了解被歲月所侵蝕的文化與物資財富。從信息化技術(shù)上看，隨著VR虛擬實境技術(shù)的成熟，對傳統(tǒng)街區(qū)場景進行數(shù)位化三維歷史場景活化與復(fù)原成為了可能。對歷史街區(qū)場景進行再次的資料收集和現(xiàn)場深度調(diào)研，包括街區(qū)的地理環(huán)境的特征、歷史人文的脈絡(luò)，景觀街區(qū)的面塊組成，交通流線的形成及重點建筑景觀的形態(tài)研究。通過多維度的調(diào)查研究才能獲得充分的依據(jù)線索進行數(shù)位化的三維搭建。

圖1?VR三維俯瞰傳統(tǒng)建筑街區(qū)

3.2?廣州許地街區(qū)現(xiàn)狀

廣州自古以來就是以商業(yè)來促進城市的發(fā)展，而商業(yè)的發(fā)展又與水有著密不可分的聯(lián)系。在宋朝時候的廣州是以中城（子城）為中心，東西兩面分別為東城和西城。而當(dāng)時的高第街已經(jīng)初具雛形，只是未在城郭內(nèi)。清代廣州由于將宋朝的中、東、西三城合并后再向南北擴充，成為了中部南城，北部老城和最南部的雞翅城。而南部由于臨水的交通便利性和地勢平坦的優(yōu)越性使其成為了商賈富豪最佳的居住地選址。而這時的高第街橫跨東西兩端的正南門和歸德門，同時還是當(dāng)時珠江水系五渠六脈的重要交匯點，其便利的水陸運輸碼頭和經(jīng)濟優(yōu)勢也奠定了它重要的政治地位，當(dāng)時的鹽商與政府的關(guān)系密切，甚至在政治地位上還高過政府，因此在高第街落戶的許氏家族就是當(dāng)時以鹽商起家的豪門大戶，許地南臨高第街，北臨玉帶濠，通過其不斷的資本擴張來達到家族的面積擴張，最鼎盛時期的占地面積達到9600m2多。

由于后期家族的沒落和資產(chǎn)的變賣，許地的空間肌理也被劃分成為小街小巷分屬不同的戶主，以至于被分割和改建甚至摧毀重建，如今的許地已經(jīng)被割裂成為擁堵不堪的小巷，只能依稀從政府掛的文物保護單位的牌匾上才能了解到曾經(jīng)的歷史。再加上高第街商業(yè)形式的傳承和延續(xù)，目前的商業(yè)已經(jīng)成為衣物鞋帽的批發(fā)市場，而許地大部分的房間由于緊鄰高第街而成為了這些低廉商品的儲備倉庫。

3.3?許地街區(qū)特色地理水文VR再現(xiàn)

許地是高第街區(qū)位關(guān)系中最鄰近珠江的片段，同時也是廣州六脈渠的重要交匯區(qū)，而就在許地北端的玉帶濠則是連接?xùn)|濠和西濠的唯一橫向水系，同時也是從左第三脈渠至右第三脈渠這六脈渠自北向南的匯流點，可見其區(qū)位上的重要性。再加上其經(jīng)濟與政治地位使得在高第街落戶的官賈貴人越來越多，也正是迫于環(huán)境承載力的原因?qū)е潞拥乐饾u擁堵，并且大馬路經(jīng)濟時代徹底失去了它原本的功能而淪為地下的暗渠。在如今玉帶濠的兩側(cè)的建筑陽臺和休息平臺上依然能找到許多臨水而居的蹤跡，只是水但其功能也已經(jīng)退化為一條普通的下水道。VR新技術(shù)可透過數(shù)位化精確模擬許地街區(qū)所在地水文地質(zhì)特征，生成的虛擬傳統(tǒng)街區(qū)水文景觀三維模型數(shù)據(jù)后，對于水文地理特色歷史進程的演變過程及趨勢等都可以用VR化陳述，建立相關(guān)不同技術(shù)點的數(shù)據(jù)模型，分析模型及預(yù)測模型，進而實現(xiàn)對原有土地地質(zhì)地理及水系，脈渠，濠涌?等水文水層結(jié)構(gòu)，地下水流和環(huán)境地質(zhì)問題的虛擬表達及互動，實現(xiàn)模擬人在傳統(tǒng)街區(qū)的歷史進化的地理水文等自然環(huán)境中的視覺，聽覺，運動等行為的新型人機交互機制。

3.4?許地街區(qū)及建筑VR再現(xiàn)（圖2，3）

許地的祠堂家廟與歷史建筑建成于清朝晚期，曾被稱為“廣州第一家族”見證了廣州商業(yè)歷史的變遷，其承載的歷史意義及建筑形制都具有較大的研究價值。在梳理許地街區(qū)的歷史文脈與場地結(jié)構(gòu)秩序，及梳理原本歷史空間結(jié)構(gòu)及建筑形制的基礎(chǔ)上運用VR技術(shù)實境還原保存許地街區(qū)歷史建筑全貌。?許地片區(qū)的建筑沿襲了自清朝以來的空間格局，雖然如今建筑肌理已經(jīng)改變，尚可以從大體格局、建筑面貌推斷出其大致形態(tài)。VR還原保存重點基于街區(qū)巷道空間，舊宅原型及結(jié)構(gòu)材料為重點。

圖2?第一人稱視角游歷VR虛擬傳統(tǒng)街區(qū)

VR介入街區(qū)巷道空間的重整梳理可使用無人機在空中捕獲數(shù)據(jù)，結(jié)合精準(zhǔn)模型搭建將巷道空間進行復(fù)原規(guī)整與梳理，研究許地街區(qū)原始布局所體現(xiàn)的嶺南傳統(tǒng)對氣候有效調(diào)節(jié)作用的前池塘后山坡布局原理，原本許地的建筑格局是采用很多朱門大戶的建筑格局，門前寬敞一般設(shè)置天井或者祭拜神靈的地方。街區(qū)建筑布局規(guī)整且講求進深，在建筑與建筑之間存在許多天井，街區(qū)除天井外，還包括戲臺空間、花園及兼具景觀與調(diào)節(jié)氣候功能玉帶濠。以虛擬技術(shù)恢復(fù)許地歷史片區(qū)變得整體而統(tǒng)一，結(jié)合數(shù)位化精確復(fù)原模型的搭建整合將信息轉(zhuǎn)化為詳細的虛擬實境VR內(nèi)容。之后還可將VR內(nèi)容再應(yīng)用到GIS地理信息應(yīng)用等層面及體系。這樣便形成三度空間街區(qū)模型、正投影影像與街區(qū)干道、房屋及公共配套設(shè)施的三度空間模型整合一體，可直觀體驗到看到生動逼真歷史街區(qū)景觀，還可歷史查閱、尺度測量、動態(tài)空間瀏覽等一系列操作。

舊宅原型的VR化復(fù)原是對于許地保存較為完整的故居、家廟及建筑等。以恢復(fù)原本的許氏家廟作為探索，搭建以許氏家廟為中心，歷史故居建筑為據(jù)點的片區(qū)建筑群虛擬實境VR內(nèi)容。許氏家廟包括主祠堂和后面的十進空間，兩側(cè)包括農(nóng)部第與觀察第。將許地家廟等相關(guān)舊宅原型及陳列器物等通過數(shù)據(jù)采集，三維掃描建立資料庫，保存建筑形制與構(gòu)件，器物原有的各項數(shù)據(jù)與空間關(guān)系等重要資源，對于主要建筑形制及部件實現(xiàn)科學(xué)保存。提高舊宅原型建筑實體修復(fù)的精度和預(yù)先判斷、科學(xué)選取保護手段，縮短修復(fù)工期。?在資料綜合研究之上進行VR動態(tài)直觀呈現(xiàn)，并將其呈現(xiàn)為交互式3D場景游歷，用戶以HMD進行探索。

從建筑結(jié)構(gòu)和材料的VR復(fù)原，街區(qū)內(nèi)原本的建筑材料如陶磚，陶瓦，青石板，大階磚等體現(xiàn)原街區(qū)建筑材料對嶺南氣候的適應(yīng)性。許地家廟包含了豐富的待研究和恢復(fù)的灰塑磚雕，包括正門和屋頂?shù)炔课坏恼够宜?，封檐板，墀頭，磚雕等。從測量數(shù)據(jù)采集開始可以用3D激光掃描技術(shù)在重要的地點記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)與分析處理，利用VR?虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行建筑結(jié)構(gòu)材料細部雕花木隔、雕刻紋理，裝飾圖案、顏色肌理，幾何形制等手法進行歷史再現(xiàn)。而隨著都市摩登化的急速進程，古老磚墻房屋已經(jīng)僅存甚少，灰塑筒瓦、封檐板、墀頭、磚雕等民間工藝和燒制技術(shù)也鮮有人知，失去傳統(tǒng)制造技藝與過程細節(jié)，也就徹底失去民間傳統(tǒng)與地方特色。許地街區(qū)的場景再現(xiàn)，借助?VR技術(shù)可再現(xiàn)古民居細部紋樣、夯打筑墻、青磚仿古等手法進行過程再現(xiàn)。

圖3?VR建筑構(gòu)造及細節(jié)

3.5?許地街區(qū)非物質(zhì)文化?VR再現(xiàn)

虛擬實境VR技術(shù)不僅能通過視覺進行展示，還能通過聽覺及觸覺來幫助人更加全面的感受許地街區(qū)里傳統(tǒng)粵府文化的熏陶。當(dāng)前展示與保護工作中側(cè)重對實體物質(zhì)文化的展示與保護，容易忽略對非物質(zhì)形態(tài)，有藝術(shù)價值歷史價值的事物的研究與重視。非物質(zhì)文化包括本土語言文化，如廣州方言，粵語講古，相聲等;粵劇表演藝術(shù)，如粵劇曲藝，戲曲聲腔，服飾打扮等。廣府民俗活動，禮儀，節(jié)慶?。民間傳統(tǒng)故事，傳統(tǒng)民間手藝等都能通過VR科技全景展現(xiàn)。在硬件實施上，為了配合三維運動的視覺場景，可以通過5.1聲道環(huán)繞聲來達到真實的立體保真的音質(zhì)，實現(xiàn)虛擬互交的沉浸式的場景效果。在軟件上，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)將視頻，互動交互，光影，煙霧，氣味等特效進行模擬，豐富展現(xiàn)層次，增強體驗者的感受。例如，對于傳統(tǒng)特色街區(qū)里的粵劇表演藝術(shù)，如粵劇曲藝，戲曲聲腔，服飾打扮，等地方文化民俗，可以通過VR科技全景展現(xiàn)，運用系統(tǒng)特效實現(xiàn)全方位的展示，使得非物質(zhì)文化得以活化保護傳承，與物質(zhì)文化一道形成整體可續(xù)的傳統(tǒng)歷史街區(qū)文化發(fā)展并作為文化延續(xù)和繼承的見證。

4?結(jié)?語

借助VR及HMD等虛擬實境新科技的積極介入喚醒激活沉睡中的歷史街區(qū)，使得受眾全方位地體驗傳統(tǒng)街區(qū)，歷史建筑，文化藝術(shù)，是對物質(zhì)文化與非物質(zhì)文化實現(xiàn)從淺層靜態(tài)展示到深度交互動態(tài)呈現(xiàn)的升級轉(zhuǎn)變過程。以VR信息平臺及顯示載體新科技介入傳統(tǒng)街區(qū)的探索與實踐打破了對傳統(tǒng)特色街區(qū)的不可驗證、歷史建筑與空間難以感知體驗的局限，實現(xiàn)對傳統(tǒng)街區(qū)更為整體直觀和多方位的認(rèn)知，并在實踐中獲得地理人文，自然環(huán)境，建筑景觀等方面精確的信息數(shù)據(jù)，在萬物智能時代更好的重視和保護傳統(tǒng)街區(qū)形成整體可續(xù)的發(fā)展和傳承。

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作者簡介：卞觀宇（1985—），男，湖南益陽人，講師，碩士研究生。研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計。朱琦聰（1975—）男，廣東臺山人，高級環(huán)境藝術(shù)設(shè)計師，碩士研究生。研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計。謝倩（1990—），女，廣州美術(shù)學(xué)院，博士。研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計。

基金項目：2018-2020教育部職業(yè)院校信息化教學(xué)研究項目《基于信息技術(shù)環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)基礎(chǔ)課程的應(yīng)用研究》（2018LXB0153）;2018年廣東省哲學(xué)社會科學(xué)“十三五”規(guī)劃學(xué)科共建項目—嶺南地區(qū)農(nóng)村民居生態(tài)性改造的策略研究的階段性研究成果（課題編號：GD18XYS09）;2017年廣東省教育科學(xué)規(guī)劃課題項目《生態(tài)環(huán)保理念融入環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的創(chuàng)新性探索》（2017GGXJK040）。