鄭州科技學(xué)院 牛慶麗 于海燕 馬孟孟

深入挖掘黃河文化旅游帶，推進(jìn)文旅融合，在融合中不斷通過科技手段的運用、時尚創(chuàng)意的融入，創(chuàng)新講述黃河故事，不斷拓展黃河文化傳承的弘揚方式具有重要意義。文章通過對黃河文化中的黃帝故里景區(qū)進(jìn)行三維場景建模和數(shù)字化虛擬展示，使得后疫情時代的軒轅文化得以展示和傳播。

黃河文化蘊含的民族品格是中華民族的精神之根與力量之源，伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、數(shù)字化展示技術(shù)與文化展示結(jié)合的越來越緊密，探索創(chuàng)新黃河文化的傳播模式越來越多。為此講好黃河故事，構(gòu)建黃河文化資源數(shù)字化庫，打造國內(nèi)國際黃河文化多媒體傳播和文化交流平臺、構(gòu)建線上、線下黃河文化傳播的維度，推進(jìn)黃河文化市場的現(xiàn)代化、國際化程度，提高黃河文化產(chǎn)業(yè)的集中度，豐富數(shù)字文旅供給，對黃河文化的傳播具有重要的意義[1]。

1 黃河文化數(shù)字化三維展示的意義

1.1 三維文化展示實際意義

近年來，國家在保護(hù)和挖掘黃河文化旅游帶中，實施了一系列的措施，讓黃河文化的時代價值、創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和發(fā)展價值等進(jìn)行挖掘，讓人民大眾在體驗黃河文化的數(shù)字化產(chǎn)品中感知歷史、認(rèn)同價值。河南作為黃河文化中下游，河南省文化廳在“十四五”期間的目標(biāo)是做到“弘揚黃河文化，做大做強文旅文創(chuàng)產(chǎn)業(yè)”。為此，深入挖掘河南的黃河文化也是一件非常有意義的事情。黃帝故里景區(qū)位于河南省新鄭市軒轅路，每年的三月初三，黃帝故里景區(qū)會舉行拜祖大典儀式，全世界的華夏兒女都會關(guān)注這場儀式，許多海外僑胞等都會不遠(yuǎn)萬里來到景區(qū)，參加拜祖大典，感受軒轅文化。新冠疫情開始后，國際國內(nèi)交流通行有了一定的限制，很多人無法前往景區(qū)拜祖感受軒轅文化欣賞景區(qū)美景。為此，為了講好黃河故事傳播黃河文化，本文采用數(shù)字化三維技術(shù)實現(xiàn)黃帝故里景區(qū)的三維數(shù)字化虛擬展示，使得軒轅文化在后疫情時代得以展示和傳播。

1.2 三維文化展示的理論意義

面對新冠疫情對旅游業(yè)的沖擊和游客對旅游的訴求，數(shù)字文化展示帶給旅游業(yè)新的契機。利用計算機技術(shù)諸如：VR、AR、MR、XR等技術(shù)，將黃河文明、黃河文化進(jìn)行數(shù)字化的三維立體展示帶來了新方式?！耙晕乃苈?、以旅彰文”、產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的數(shù)字三維文化展示場景的出現(xiàn)，實現(xiàn)了黃河文化重要的展示。新時代“講好黃河故事、傳播好黃河文化”，三維數(shù)字展示技術(shù)無疑是常態(tài)疫情下的一個良好契機[2]。傳承黃河文明、講好黃河故事，傳播黃河文明，需改革傳統(tǒng)旅游模式，創(chuàng)新公共服務(wù)體系，充分利用VR技術(shù)、AR技術(shù)、AI和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等[3]，打造全新黃河旅游帶的景區(qū)、展館等數(shù)字化展示，讓游客利用網(wǎng)絡(luò)足不出戶通過手機端、Web端就能夠方便的欣賞到黃河文化的迤邐風(fēng)景、感受到黃河文化的真實底蘊，讓黃河文化真正的“活起來”“火起來”。

2 黃河文化數(shù)字展示的主要技術(shù)

2.1 數(shù)字化虛擬場景建模技術(shù)

為了更好的展示黃河文化，講好黃河故事，本文采用三維虛擬場景建模技術(shù)，完成對黃帝故里景區(qū)的虛擬數(shù)字化制作，為用戶提供視覺逼真的三維虛擬環(huán)境。黃帝故里建筑物的建模技術(shù)通常由幾何建模技術(shù)完成，在制作時分為形狀建模與外觀建模兩種。形狀建模是根據(jù)黃帝故里的三維建筑物輪廓，在3Ds Max利用點線面來制作現(xiàn)實物體的外部輪廓的三維建模技術(shù)，在遇到諸如屋頂、漢闕等復(fù)雜建筑物時，運用了多邊形曲面建模技術(shù)對物體表面進(jìn)行了曲面覆蓋。外觀建模是根據(jù)三維建筑的外觀通過紋理映射計算，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中繪制出逼真效果的建筑三維模型，通過這種技術(shù)可以增加三維物體的細(xì)節(jié)真實感，減少多面形的面數(shù)，提高系統(tǒng)速度的運行速度。為了保持場景模型的渲染流暢特性，在建模設(shè)計上在合理控制面片建模以減少系統(tǒng)運行負(fù)荷的同時，注重了保持建筑物的原有建筑輪廓，達(dá)到實現(xiàn)最佳的三維效果實現(xiàn)，最后通過光影制作、烘焙貼圖等對黃帝故里景區(qū)的三維建筑模型進(jìn)行外觀的細(xì)節(jié)貼圖，已達(dá)到真實的場景效果。如圖1所示為黃帝故里的漢闕原型圖與3Ds Max模型制作的三維細(xì)節(jié)圖形如圖2所示。

圖1 漢闕遠(yuǎn)景圖Fig.1 Perspective of Hanque

圖2 3Ds Max漢闕三維建模圖Fig.2 3D modeling diagram of 3Ds Max

由于黃帝故里景區(qū)較大，在制作過程中根據(jù)南邊走向的景點進(jìn)行了模塊劃分：廣場區(qū)、故里祠區(qū)，拜祖區(qū)。區(qū)域劃分是按照景點分布進(jìn)行的，有拜祖區(qū)模塊，故里祠區(qū)模塊，廣場區(qū)模塊和景區(qū)擺件模塊。拜祖區(qū)包括文化長廊、祈福樹、拜祖臺與軒轅黃帝紀(jì)念館的模型。故里祠區(qū)包括故里祠堂大門、正殿、東西配殿與祠堂擺件的模型。廣場區(qū)分為姓氏廣場和祠前廣場，前者包括中華姓氏墻和黃帝寶鼎壇區(qū)模型，后者包括漢闕、牌坊、軒轅橋、指南者與日晷的模型。景區(qū)擺件包括整個景區(qū)的樹、地磚、圍墻、花壇、垃圾桶、小房子、旗幟、桌椅、欄桿等模型。四個區(qū)域模塊涵蓋了黃帝故里景區(qū)的所有模型，如圖3所示。

圖3 景區(qū)主建筑分塊模型Fig.3 Block model of main building in scenic spot

寶鼎廣場的黃帝寶鼎壇區(qū)是景區(qū)的一大特色，壇區(qū)結(jié)構(gòu)分為三層，每層的結(jié)構(gòu)大致相似，有基臺、臺階和欄桿組成，基臺在3Ds Max中用正方體建模實現(xiàn)，欄桿通過間隔工具復(fù)制組成矩形，四邊中間留空處安放臺階。模型編組向上復(fù)制兩次，每層的欄桿數(shù)量不同，基臺大小不一樣，要進(jìn)行細(xì)節(jié)改動，壇區(qū)結(jié)構(gòu)就制作完成。壇區(qū)的第三層有九個大鼎，東南西北都有各兩個鼎，壇區(qū)中央放置黃帝寶鼎，鼎高7m，鼎口直徑2.35m，腹深2.8m，耳高1.5m，足高2.8m。通過這些參數(shù)對寶鼎進(jìn)行制作，鼎足是站立姿態(tài)的熊，根據(jù)圖片細(xì)節(jié)，在3Ds Max中用多邊形來實現(xiàn)通過調(diào)整點線面，按照主體結(jié)構(gòu)半膠囊體形狀，通過膠囊體模型擠出、倒角、塌陷、切角和平滑組等命令實現(xiàn)，鼎耳用樣條線制作圓角形狀通過添加輪廓，增加殼修改器完成寶鼎的制作，如圖4所示。

圖4 黃帝寶鼎壇區(qū)模型Fig.4 Huangdi baodingtan area model

2.2 數(shù)字化三維文化功能展示設(shè)計

在實現(xiàn)數(shù)字化黃河文化三維展示的過程中，利用計算機技術(shù)設(shè)計完成了對黃帝故里三維文化展示的基本功能，主要包括以下功能：

(1)場景切換功能：黃帝故里景區(qū)場景較大，需要進(jìn)行區(qū)域劃分后整合模型，室內(nèi)室外場景的整合和切換是需要系統(tǒng)完成的必須功能。

(2)音樂控制功能：在三維文化展示時，為了增加場景展示的多樣性，提高旅客對景區(qū)漫游體驗的樂趣和真實感，增加了背景音樂的實現(xiàn)，給游客帶來旅游的舒服體驗。

(3)語音講解功能：當(dāng)游客靠近景點，欣賞景點的建筑文化特色時，會對景點的歷史產(chǎn)生好奇，通過對景點增加語音功能介紹，增加了用戶對景點的了解，使用戶更好的參與到和景區(qū)的互動中來。

(4)文字介紹功能需求：在三維數(shù)字化文化展示過程中，因黃帝故里有很多標(biāo)志性景點，通過添加語音講解功能，加入文字介紹可以起到導(dǎo)航和提示作用，方便游客對景點進(jìn)行了解，開拓用戶的眼界，增長文化知識。

(5)定點三維功能展示：景區(qū)在為游客提供服務(wù)的時候，需要一條最佳的旅游路線，這個路線能將景區(qū)特色景點歸納在路線中，方便游客游覽提供給游客最佳的旅游路線，讓游客感受景區(qū)的主要特色景點。

(6)自由三維功能展示：因黃帝故里景區(qū)場景較大，景點物體較多，游客若想進(jìn)行近距離游覽，觀察景點的模型細(xì)節(jié)，就如同真實的旅游在景區(qū)中，在三維場景中設(shè)計了自由三維漫游展示。游客根據(jù)自己的需要可前往不同的景點，規(guī)劃專屬于自己的游覽路線，增加游覽的趣味性，加深游客與三維場景的交互。

2.3 數(shù)字化三維文化展示的主要技術(shù)

為了實現(xiàn)黃帝故里景區(qū)的數(shù)字化三維展示的真實性，綜合計算機技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，例如：自由路徑三維展示、定點路徑三維展示技術(shù)，為了為游客在享受數(shù)字化景區(qū)展示中獲得更加豐富生動的效果，增加了天空盒子（SkyBox）技術(shù)、讓旅游感受晴天、陰天、雨天、雪天等景區(qū)的不同體驗感受，通過環(huán)境特效光照與氛圍，提高視覺效果為景區(qū)增添了生機，粒子系統(tǒng)特效使得數(shù)字化展示時變得生動有趣。三維展示主場景界面效果如圖5所示。

圖5 數(shù)字化三維展示主界面Fig.5 Main display interface of digital 3D display

自由漫游是指景區(qū)三維場景的切換跳轉(zhuǎn)，游客可以點擊任一景點按鈕就能直接到達(dá)該景點附近，實現(xiàn)場景自由瀏覽。在Unity3D的面板中為Button按鈕編寫場景切換的代碼，給面板中的各景點按鈕添加點擊事件，不同按鈕對應(yīng)不同的景點，如圖6所示，這樣就實現(xiàn)了場景自由漫游功能。另外，在界面的左上角設(shè)計了小地圖方便游客知道自己的位置，以便更好的進(jìn)行三維場景交互。

圖6 自由漫游面板Fig.6 Free roaming panel

主場景點擊界面的“百科”按鈕，會出現(xiàn)文字介紹面板，點擊面板中任一景點按鈕，會出現(xiàn)新面板介紹景點的歷史，如圖7所示。點擊右下角關(guān)閉該面板，再點擊右上角關(guān)閉則可以關(guān)閉整個面板。

圖7 百科面板Fig.7 Encyclopedia panel

在自由漫游場景中，測試點擊主界面的天氣按鈕，可切換天氣，如圖8所示。

圖8 景區(qū)天氣切換Fig.8 Scenic spot weather switching

通過以上幾種技術(shù)實現(xiàn)了黃帝故里景區(qū)的三維文化數(shù)字化展示，使得軒轅文化三維場景模型得到了真實再現(xiàn)，整個三維數(shù)字化場景展示功能齊全，跳轉(zhuǎn)方便，可視化的語音、文字、講解清晰易懂的實現(xiàn)了數(shù)字化景區(qū)的三維展示工作。在疫情防控期間，通過研究黃河文化中的黃帝故里景區(qū)三維虛擬展示，使得軒轅文化得到了宣傳與鑒賞，對后期黃河文化的沉淀和交流起到很好的宣傳和推廣作用。

3 結(jié)語

本文在圍繞黃河文化三維展示的過程中以黃帝故里景區(qū)為基礎(chǔ)，通過數(shù)字化三維場景建模的制作、三維場景技術(shù)的交互實現(xiàn)完成了軒轅文化三維建筑物文化內(nèi)涵的展示，讓景區(qū)軒轅三維文化活起來，為旅游景點帶來宣傳推廣作用。在做好景區(qū)互聯(lián)網(wǎng)宣傳工作的同時，未來深挖黃河流域的重要風(fēng)景區(qū)景點、博物館、圍繞人文始祖、姓氏宗親、博物館、遺址、古城區(qū)、河洛文化等主題，形成黃河文化遺產(chǎn)三維數(shù)字化展示帶，通過計算機技術(shù)驅(qū)動加快互聯(lián)網(wǎng)對黃河文化遺產(chǎn)的傳播，形成文旅融合的精品[4]。未來，加快數(shù)字化建設(shè)智慧景區(qū)、智慧酒店、網(wǎng)約導(dǎo)游等建設(shè)，以文旅融合的形式通過三維數(shù)字化展示讓黃河文化遺產(chǎn)真正“活起來”“火起來”。