虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在川東北傳統(tǒng)民居調(diào)查中的應(yīng)用

張書濤

（西華師范大學(xué)歷史文化學(xué)院，四川 南充 637000）

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種多功能的交互技術(shù)，具有真實(shí)、大數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、沉浸式、交互性等特征［1］。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，無(wú)疑將對(duì)田野調(diào)查研究、旅游資源開(kāi)發(fā)等產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是21世紀(jì)的重要技術(shù)，美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究成果頗多。國(guó)內(nèi)的技術(shù)研究起步較晚，存有一定的差距［2］，但隨著國(guó)內(nèi)信息技術(shù)的發(fā)展，已得到專家學(xué)者的重視。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)中應(yīng)用廣泛，如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在江西省紅色遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用探討，論證了該技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的巨大價(jià)值［3］。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用范圍廣、可開(kāi)發(fā)性強(qiáng)，對(duì)于還原文化遺產(chǎn)的實(shí)地面貌，具有照片級(jí)的真實(shí)效果。因此，對(duì)于研究傳統(tǒng)民居布局結(jié)構(gòu)、文化特征、風(fēng)水地貌以及收集和處理遺跡文化資料數(shù)據(jù)具有重要價(jià)值。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在傳統(tǒng)民居調(diào)查中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 資料收集

在傳統(tǒng)的田野考古調(diào)查中，資料的收集極為重要。對(duì)于傳統(tǒng)民居類的遺跡調(diào)查，不僅需要對(duì)現(xiàn)存遺跡區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，還需要對(duì)民居的布局結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類調(diào)查，調(diào)查紛繁復(fù)雜。此外，大多數(shù)遺跡分布區(qū)域廣泛，對(duì)其進(jìn)行調(diào)查所需時(shí)間較長(zhǎng)，短期調(diào)查獲得的資料有限，且無(wú)法在遺址地長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行研究。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備將采集地的地理環(huán)境如海拔、經(jīng)緯度等與民居等遺跡數(shù)據(jù)同步進(jìn)行采集，并以圖像的形式儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)短，可操作性強(qiáng)，在保證數(shù)據(jù)量充足的同時(shí)提高了調(diào)查數(shù)據(jù)的精確性。利用該技術(shù)，在數(shù)據(jù)收集過(guò)程中多個(gè)區(qū)域的資料收集可同時(shí)進(jìn)行，還可以將多個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，有利于研究者掌握遺跡區(qū)的整體性。同樣，使用這一技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不需要接觸目標(biāo)，即可快速確定目標(biāo)點(diǎn)的三維信息，解決了危險(xiǎn)目標(biāo)的測(cè)量、不宜接觸目標(biāo)的測(cè)量和人員無(wú)法達(dá)到目標(biāo)的測(cè)量等問(wèn)題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)突破了地域和時(shí)間的限制，提高了研究效率，降低了科研費(fèi)用，在資料收集過(guò)程中具有重要的作用。

2.2 數(shù)據(jù)分析

調(diào)查中采集的數(shù)據(jù)多以圖像的形式呈現(xiàn)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，可以將數(shù)據(jù)制成全景圖像。通過(guò)計(jì)算機(jī)三維處理軟件深入的編程，將多幅遺跡的數(shù)據(jù)圖像收集合并在一起，將百度地圖、衛(wèi)星地圖等鑲嵌在全景之中，添加相應(yīng)的交互式熱點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)場(chǎng)景切換和場(chǎng)景導(dǎo)航等功能。此外，還可以將全景圖像發(fā)布為QTVR、FLASH、HTML5等格式，可以實(shí)現(xiàn)在蘋果和安卓等手機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)演播效果，讓使用者猶如身臨其境。在后期的研究中利用生成的數(shù)據(jù)庫(kù)和交互式全景圖像播放器，實(shí)現(xiàn)對(duì)該現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的全方位還原及在線觀測(cè)，獲得遺跡分布點(diǎn)、分布結(jié)構(gòu)圖像，彌補(bǔ)實(shí)地調(diào)查記錄的不足。同時(shí)，CAD、3DSMAX等建模功能強(qiáng)、有較好擴(kuò)展性的軟件在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后期處理階段應(yīng)用廣泛［4］?；谔摂M現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)采集與數(shù)字化全景結(jié)合創(chuàng)新了傳統(tǒng)攝影和展示的方式，為后期的數(shù)據(jù)使用創(chuàng)造了更多的可能。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在南充市火烽村傳統(tǒng)民居調(diào)查中的應(yīng)用

基于對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的理論研究，在四川省南充市火烽村傳統(tǒng)民居的走訪調(diào)查中，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)收集了大量的傳統(tǒng)民居數(shù)據(jù)，形成了數(shù)字化的民居影像，通過(guò)3DMAX、CAD建立民居模型，最終形成傳統(tǒng)民居研究數(shù)據(jù)。

調(diào)查過(guò)程中，通過(guò)前期調(diào)查了解南充市火烽村現(xiàn)存民居的數(shù)量、類型及分布區(qū)域，再利用單反相機(jī)、GPS、圖傳等設(shè)備對(duì)各類型民居進(jìn)行影像拍攝和數(shù)據(jù)收集。在數(shù)字化圖像的呈現(xiàn)上根據(jù)所做研究需求的不同，針對(duì)獨(dú)具特色的民居采用720°全方位的環(huán)視技術(shù)，形成了“一字式”“曲尺式”“三合院”等多種類型的數(shù)字化全景影像（見(jiàn)圖1），對(duì)各類型民居還可單獨(dú)拍攝照片并且鑲嵌在對(duì)應(yīng)的全景影像中。通過(guò)交互式處理，通過(guò)鏈接方式還實(shí)現(xiàn)了多幅全景圖像之間的相互貫通。此外，在數(shù)字化的呈現(xiàn)上利用文字和視頻的呈現(xiàn)形式，導(dǎo)入文字和視頻鏈接，并且將之發(fā)布在相應(yīng)的全景網(wǎng)站上，便于研究者者隨時(shí)查閱，從而擺脫時(shí)空的局限，降低了偏遠(yuǎn)地區(qū)多次往返調(diào)查的成本。利用CAD和3DSMAX等三維繪圖軟件，在數(shù)字化影像的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)字化圖像和現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)可制作出高精度的民居平面圖、立面圖和三維模型，為研究提供更詳實(shí)的數(shù)據(jù)。

圖1 數(shù)字化影像編輯界面

采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有助于及時(shí)將面臨毀壞的民居通過(guò)數(shù)字化的形式將影像數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起來(lái)，長(zhǎng)期保存該地區(qū)的數(shù)據(jù)資料，同時(shí)將之發(fā)布在相應(yīng)信息平臺(tái)上，能夠促進(jìn)更多的研究者認(rèn)識(shí)和了解川東北傳統(tǒng)民居的特色。目前數(shù)字博物館已成為保護(hù)和傳播歷史文化的重要手段，傳統(tǒng)民居作為地方村落文化的重要體現(xiàn)形式，學(xué)者在研究傳統(tǒng)民居時(shí)采用該技術(shù)不僅可以提高自身研究的效率和質(zhì)量，也為數(shù)字化傳統(tǒng)村落的建立提供了詳盡的研究數(shù)據(jù)。并且對(duì)村落的規(guī)劃改革、文化遺存的保護(hù)，以及生態(tài)經(jīng)濟(jì)的綠色發(fā)展提供技術(shù)支持［5］。

4 結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。在傳統(tǒng)民居調(diào)查中利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行田野調(diào)查，極大地提高了調(diào)查效率，對(duì)于研究、修復(fù)傳統(tǒng)民居具有重要的價(jià)值意義。將該技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)民居等考古調(diào)查中，將有利于促進(jìn)田野調(diào)查技術(shù)的進(jìn)步。

［1］蘇建明，張續(xù)紅，胡慶夕.展望虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)［J］.計(jì)算機(jī)仿真，2004（1）：18-21.

［2］秦一.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在博物館展示中的應(yīng)用探究［J］.知音勵(lì)志，2017（6）：223-224.

［3］江婕，況揚(yáng).三維全景技術(shù)在紅色文化遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用［J］.科技廣場(chǎng)，2013（3）：152-154.

［4］李建榮，孔素真.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)，2014（3）：98-100，103.

［5］袁圓.中國(guó)傳統(tǒng)村落數(shù)字博物館建設(shè)研究［J］.蘭州教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（7）：69-71.