智能互動展示技術(shù)在傳統(tǒng)手工藝展示中的應(yīng)用研究

周長敏+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、增強現(xiàn)實技術(shù)在產(chǎn)品互動展示中的應(yīng)用，并給出了展示系統(tǒng)的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：互動展示；虛擬現(xiàn)實；幻影成像；增強現(xiàn)實

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）31-0248-02

1 引言

隨著計算機技術(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、實物模型展示轉(zhuǎn)變成集“視、聽、觸”為一體的多媒體互動展示、虛擬交互展示。從“隔柜觀望”、到“親身體驗”，產(chǎn)品展示正在向智能化和互動性的方向發(fā)展。將智能互動展示技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)手藝展示中，為其提供更智能的互動展示平臺，對于發(fā)揚傳統(tǒng)文化、提高傳統(tǒng)手工藝的認知度和關(guān)注度有著重要的研究意義及應(yīng)用價值。

2 智能互動展示技術(shù)介紹

智能互動展示是一種綜合利用計算機圖形處理技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、全息技術(shù)、傳感器技術(shù)等技術(shù)實現(xiàn)的全新展示方案，通過虛擬現(xiàn)實、幻影成像、增強現(xiàn)實等技術(shù)將產(chǎn)品的發(fā)展歷史、生產(chǎn)的過程以虛實結(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，就能對產(chǎn)品的生產(chǎn)、發(fā)展及形態(tài)有一個全面直觀的認識。以下對智能互動展示中使用的主要技術(shù)作簡要介紹。

2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術(shù)綜合計算機圖形技術(shù)、計算機仿真技術(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，給人們帶來一種全新的感官體驗[1]。目前主要應(yīng)用在場景漫游、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，以虛實結(jié)合的方式展示產(chǎn)品的方法[2]。對于歷史陳列、名勝古跡等可以采用幻影成像技術(shù)進行展示，以達到繪聲繪色、直觀的逼真效果。

2.3 增強現(xiàn)實技術(shù)

增強現(xiàn)實（Augmented Reality）技術(shù)，是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息（視覺、聲音、觸覺等），通過計算機模擬仿真后再疊加，將真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到同一個畫面，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗[3]。增強現(xiàn)實技術(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)保護領(lǐng)域。

3智能互動展示在傳統(tǒng)手工藝展示中的應(yīng)用

將虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、幻影成像等新穎的互動展示手段應(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)過程及產(chǎn)品形態(tài)等難以用文字、實物來展示的內(nèi)容以立體、直觀的可視化手段展示給觀眾，帶領(lǐng)觀眾跨越廣闊的時間和空間，給觀眾帶來全新的精神感受。

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

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)展過程中的重要歷史資料以實物、圖片、帶解說的視頻等方式進行展示。這種展示方式的不足之處是展示效果平淡，參觀者是被動接受信息，無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、場景模型和燈光變換為背景，再把拍攝的活動人像、物品疊加進場景中，構(gòu)成動靜結(jié)合的影視畫面，并配上聲、光等特殊效果，新穎直觀，給人以視覺上的沖擊，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)計成一個故事劇本。第二階段：以故事劇本為參考，搭建一個苗族生活的實物模型場景，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時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景中。第四階段：構(gòu)建支持幻影成像的播放平臺。根據(jù)場景的面積，計算需要投影設(shè)備的數(shù)量，并安裝投影及整合軟件，同時搭建音響系統(tǒng)。第五階段：構(gòu)建控制整個劇本播放的控制系統(tǒng)，控制播放過程中的燈光、音響、旁白等內(nèi)容。通過以上五個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)展歷史故事生動地展示出來，故事中的銀飾文物影像懸浮投射在場景中，銀飾可以轉(zhuǎn)動，形象逼真，參觀者看到的只是影像而不是真正的實物，但卻給參觀者營造出了一個身臨其境的氛圍，使觀眾深刻感受到民族藝術(shù)及文化的底蘊。

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

對于傳統(tǒng)手工藝制造過程的展示，目前普遍采用的方法是將制造過程拍攝成帶解說的視頻進行展示。這種展示方式由于缺少主動參與性，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程。要讓參觀者感受苗族銀飾的魅力，必須要從視、聽、觸全方位調(diào)動參觀者的感官。將虛擬現(xiàn)實應(yīng)用到制作流程的展示中，能夠不受時間空間的限制再現(xiàn)銀飾的生產(chǎn)場景和流程，同時用戶能夠參與到銀飾的制作過程中，使用戶能得到更多超越現(xiàn)實展示的情感體驗。

展示苗族銀飾制造過程的系統(tǒng)構(gòu)建主要分為實景數(shù)據(jù)采集、三維仿真建模和交互展示設(shè)計三個階段。

首先，進行實物及實景的數(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行分類。

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

第三階段：交互展示設(shè)計。使用VRP（Virtual Reality Platform）軟件，將建立的仿真模型、場景整合到虛擬環(huán)境中，同時設(shè)計展示系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)制作完成并測試發(fā)布后可以在 PC 端運行。由于苗族銀飾制作工藝相對復(fù)雜，因此必須要實現(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場景，可以更清晰、近距離觀察銀飾制作的細節(jié)。銀飾虛擬制作是交互展示環(huán)節(jié)中的亮點，參觀者需要戴上數(shù)據(jù)手套借助數(shù)據(jù)手套的觸覺反饋功能，能夠用雙手"抓握"虛擬場景中的銀飾制作工具（例如鐵錘、鐵砧、刻具）并進行相應(yīng)的操作，讓參觀者真實地感受銀飾制作過程中的錘打、鏨刻等工藝流程。

3.3 基于增強現(xiàn)實技術(shù)的傳統(tǒng)手工藝作品互動展示系統(tǒng)

由于銀飾屬于較貴重的飾品，且具有易氧化變色的特點，因此銀飾產(chǎn)品通常都是放入玻璃柜中進行展示的，參觀者只能看到飾品的大致外觀，無法了解具體銀飾品的特點與制作工藝。將增強現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于銀飾作品的展示中，通過計算機技術(shù)將飾品的相關(guān)信息以生動化、全方位地方式呈現(xiàn)出來。

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

系統(tǒng)構(gòu)建過程包括跟蹤定位、資源整合、交互設(shè)置三個主要階段。跟蹤定位是指通過攝影機對展品進行跟蹤定位，對展品各個角度的形態(tài)進行圖像識別，并將圖形注冊為標(biāo)識。資源整合階段是建立展品各個角度的三維模型，并將模型與識別標(biāo)識綁定，同時完成對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現(xiàn)實編輯環(huán)境中導(dǎo)入標(biāo)識、導(dǎo)入模型，設(shè)置縮放、旋轉(zhuǎn)、視頻播放、顯示簡介等功能的觸發(fā)動作，最后在移動平臺上進行系統(tǒng)發(fā)布。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)手工藝是人類發(fā)展歷史進程中的瑰寶，是人類智慧的結(jié)晶。將先進的智能互動展示技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)手工藝的展示，使產(chǎn)品展示更加生動、有趣，對于傳統(tǒng)手工藝的宣傳、保護與傳承起到積極的促進作用。本文以苗族銀飾的展示為例，討論了幻影成像、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實技術(shù)在產(chǎn)品互動展示中的應(yīng)用，并給出了展示系統(tǒng)的設(shè)計思路。雖然目前智能互動展示技術(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，這種智能互動展示方式將成為未來的主要展示方式。

參考文獻：

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