VR技術(shù)在傳統(tǒng)工藝數(shù)字化研究中的應(yīng)用

鄭斌 周昱楠

〔摘 要〕VR虛擬技術(shù)的沉 性、交互性、構(gòu)想性三大特點(diǎn)為傳統(tǒng)工藝數(shù)字化研究提供了極大的便利。本文以VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在岳州窯制瓷工藝數(shù)字化研究中的應(yīng)用為例，提出從岳州窯陶瓷泥料加工工藝、釉料加工工藝、成型工藝、燒制工藝、裝飾工藝等五個方面展開應(yīng)用研究，探索岳州窯“非遺”傳承研究的新思路與新方法。

〔關(guān)鍵詞〕 VR技術(shù)；傳統(tǒng)工藝；岳州窯

中國優(yōu)秀傳統(tǒng)手工藝技術(shù)是中華民族傳統(tǒng)文化的藝術(shù)瑰寶，如何傳承并將其發(fā)揚(yáng)光大，該選題一直是學(xué)術(shù)界研究的熱門領(lǐng)域。當(dāng)今社會，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化研究逐漸走入人們的視野。虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，VR）作為一種創(chuàng)建與體驗的計算機(jī)仿真系統(tǒng)，利用交互式和多源信息融合的立體動態(tài)視覺場景和實體行為的系統(tǒng)仿真，給用戶提供一個沉 式的感官體驗。針對傳統(tǒng)工藝數(shù)字化研究方法的更新迭代，VR虛擬技術(shù)的沉 性、交互性、構(gòu)想性三大特點(diǎn)為數(shù)字化研究提供了更大的便利。岳州窯作為一個省級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)項目，其優(yōu)秀的傳統(tǒng)制瓷工藝在唐代就達(dá)到了巔峰，但由于岳州窯衰敗后文物留存不全、年代相隔久遠(yuǎn)、史料文獻(xiàn)資料缺失等因素影響，岳州窯傳統(tǒng)工藝研究一度陷入停滯。VR虛擬技術(shù)應(yīng)用于岳州窯“非遺”項目的傳統(tǒng)工藝研究，既提供了全新的研究思路，又有利于研究內(nèi)容的擴(kuò)展與深入。

一、數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)工藝研究現(xiàn)狀

目前數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)工藝的研究，主要采用在以下幾種研究手法：

（一）以三維重建手法，虛擬古陶瓷文物和工藝特點(diǎn)，實現(xiàn)360度虛擬觀看效果。一般采用3D設(shè)計軟件，利用全息影像技術(shù)，收集文物各個角度的技術(shù)參數(shù)，在計算機(jī)平臺虛擬出該文物的造型與色彩，同時也可以體現(xiàn)文物基本的材質(zhì)肌理效果，但是這種方式還原度與真實性欠佳，觀眾在觀看時參與度不是很高。

（二）以混合現(xiàn)實手法，將現(xiàn)實場景與虛擬場景或虛擬圖像結(jié)合，實現(xiàn)異域空間環(huán)境的沉 式體驗。此方法在前一方法的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)，增加了現(xiàn)實場景，將虛擬圖像和虛擬場景三者結(jié)合，觀眾在一定的空間環(huán)境中能基本體驗到文物當(dāng)年所存在的歷史場景。該方法還原度較好，觀眾的體驗感也有所提高。

（三）以全景VR技術(shù)，利用前期多角度畫面，進(jìn)行拼接、特效等手法，構(gòu)建大型360度虛擬場景，實現(xiàn)隨意觀看、全程自由操控的最佳交互體驗。該方法是目前比較完整與成熟的研究手段。利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將文物完整的數(shù)據(jù)參數(shù)構(gòu)建成高保真的虛擬圖形，同時虛擬完整的全景空間，利用其他輔助技術(shù)手段，打造大型的虛擬場景，觀眾能自如地移動文物或操作基本的預(yù)設(shè)工藝。該方法的使用，雖然觀眾的參與度與體驗感得到全面提升，但是由于需要利用多種技術(shù)輔助，需要大型高精設(shè)備平臺支撐，因此，其技術(shù)成本偏高，應(yīng)用起來難度較大，不能很好全面推廣與普及。

二、應(yīng)用研究內(nèi)容

岳州窯傳統(tǒng)制瓷工藝復(fù)雜、繁瑣，共涉及到七十多道工藝流程與技法，如何將這些傳統(tǒng)工藝完整記錄并全面展示給當(dāng)代社會，學(xué)術(shù)界一直在不停探索與研究。VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，基本可以實現(xiàn)傳統(tǒng)工藝的復(fù)原與展示以及數(shù)據(jù)分析研究。

具體應(yīng)用研究可從岳州窯陶瓷泥料加工工藝、釉料加工工藝、成型工藝、燒制工藝、裝飾工藝等五方面展開：

（一）岳州窯古陶瓷泥料加工工藝虛擬分析研究

岳州窯陶瓷所用的泥料為當(dāng)?shù)禺a(chǎn)高嶺土與湘江河泥，經(jīng)過多道加工工藝，制成適合成型與燒制的陶瓷原料。對古陶瓷原料的研究，可以利用VR虛擬技術(shù)進(jìn)行分析。

1.化學(xué)元素含量虛擬分析

岳州古窯所在的地區(qū)，屬于長江中下游平原地帶，湘江流域豐富的物產(chǎn)與微量元素，為岳州窯古陶瓷提供了變幻莫測的窯變可能?？梢赃x取古窯址周邊的土質(zhì)和附近湘江河床中的河泥進(jìn)行分析比對，利用虛擬技術(shù)還原古陶瓷泥料中各化學(xué)元素的種類及含量，為現(xiàn)代岳州窯陶瓷復(fù)燒提供技術(shù)數(shù)據(jù)。

2.加工工藝虛擬分析

對不同的泥料，有不同的加工工藝。岳州窯古陶瓷一般采用晾曬、粉碎、沉淀等處理手法。VR虛擬技術(shù)針對不同處理手法，可以模擬晾曬時間長短、周邊環(huán)境的溫度、濕度變化等等，得出翔實的技術(shù)數(shù)據(jù)，為后續(xù)研究提供參考。

（二）岳州窯古陶瓷釉料研制工藝虛擬分析研究

據(jù)研究表明，岳州窯古陶瓷的釉料為當(dāng)?shù)夭菽净一旌夏酀{調(diào)配而成，但是具體的配方卻無從考證，科研人員與當(dāng)?shù)馗G工進(jìn)行了多次試驗與燒制，基本能達(dá)到古陶瓷的效果。利用VR虛擬技術(shù)，可以有效降低此類試驗的難度。

1.不同元素配方虛擬

當(dāng)?shù)夭菽净曳N類繁多，具體是稻草還是當(dāng)?shù)氐妮锊轃桑蛘呤钱?dāng)?shù)厮赡净螂s木燒成，無從考證。利用VR虛擬技術(shù)，便可以模擬不同材質(zhì)的化學(xué)成分，進(jìn)行分析研究，得出釉料中的元素種類以及配比。

2.不同溫度成色或肌理虛擬

同一化學(xué)元素，在不同環(huán)境與不同溫度情況下，成色也會不同。岳州窯古陶瓷釉色研究也可以利用VR虛擬技術(shù)，構(gòu)建不同的虛擬窯室環(huán)境及其窯溫變化曲線，從而得出其在不同溫度與不同環(huán)境中的色彩效果。

（三）岳州窯古陶瓷成型工藝虛擬分析研究

對現(xiàn)存岳州窯古陶瓷文物以及古瓷片分析，可以得出岳州窯古陶瓷的成型工藝一般為手工成型和半手工成型兩種方式。手工成型工藝主要為捏塑成型，半手工成型則分成印坯成型和慢輪拉坯成型。利用VR虛擬技術(shù)模擬捏塑或拉坯、印坯工藝，結(jié)合全息影像技術(shù)，按照不同器型種類、不同尺寸、不同釉色以及不同裝飾種類，構(gòu)建岳州窯古陶瓷文物數(shù)字資源庫，建設(shè)岳州窯古陶瓷“非遺”傳承數(shù)字圖書館 。

（四）岳州窯古陶瓷燒制工藝虛擬分析研究

岳州窯古陶瓷的燒制工藝在陶瓷史上占有重要地位。作為最早的青瓷，其燒制工藝值得深入研究與發(fā)掘。

1.窯爐空間虛擬分析研究

通過對岳州窯古窯址的發(fā)掘與調(diào)研，發(fā)現(xiàn)岳州窯窯爐結(jié)構(gòu)一般采用傳統(tǒng)龍窯形制，也有少數(shù)采用土窯坑燒。不同的窯爐結(jié)構(gòu)決定了不同的燒制工藝與不同的燒制效果，對岳州窯古窯址的研究就可以采用VR虛擬技術(shù)，高保真地還原古窯址的窯爐結(jié)構(gòu)，模擬產(chǎn)品在不同結(jié)構(gòu)的窯爐中燒成效果；或者模擬產(chǎn)品在不同的窯爐氣氛（氧化氣氛或還原氣氛）中的燒成變化；也可以模擬產(chǎn)品在不同窯爐位置，同一溫度下的釉色發(fā)色效果等等。

2.升溫曲線虛擬分析研究

岳州窯古陶瓷的燒制工藝沒有資料可查，大多都是“非遺”傳承人口口相傳的經(jīng)驗之談。作為學(xué)術(shù)研究，必須要有科學(xué)可靠的技術(shù)數(shù)據(jù)才能有說服力。利用VR技術(shù)虛擬窯爐環(huán)境，提前設(shè)置好升溫曲線，通過數(shù)據(jù)計算，可以將每一溫度改變，窯爐中坯體的反應(yīng)與變化都能夠直觀觀測與控制。操作者可以根據(jù)需要隨時調(diào)整技術(shù)參數(shù)，從而得出不同效果的產(chǎn)品。這一技術(shù)的應(yīng)用，將極大方便當(dāng)代岳州窯傳承人對古法燒制的研究工作。

（五）岳州窯古陶瓷裝飾工藝虛擬分析研究

岳州窯古陶瓷裝飾種類繁多，裝飾手法也很豐富，極具特色。VR虛擬技術(shù)的應(yīng)用，將根據(jù)前期采集的圖像數(shù)據(jù)虛擬在不同的器型或不同的裝飾部位上。甚至連岳州窯極具特色的開片工藝，也可以通過VR技術(shù)虛擬其工藝過程，還能根據(jù)需要，控制開片大小、開片形狀等等，達(dá)到現(xiàn)實燒制過程中難以實現(xiàn)的效果。

三、應(yīng)用研究前景

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于古陶瓷工藝研究已經(jīng)成為數(shù)字化研究領(lǐng)域的一種主要方法。VR虛擬技術(shù)作為當(dāng)代科技領(lǐng)域的新型技術(shù)手段，其特有的技術(shù)優(yōu)勢決定了其應(yīng)用前景的可觀性。另外，其應(yīng)用于傳統(tǒng)工藝數(shù)字化研究領(lǐng)域是傳統(tǒng)古陶瓷工藝研究最恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段。它雖然起步較晚，相關(guān)研究成果不是很多，但是該應(yīng)用研究已經(jīng)得到行業(yè)的統(tǒng)一認(rèn)可，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，VR虛擬技術(shù)的應(yīng)用研究必將在“非遺”傳承中發(fā)揮更大的作用，也將給自身技術(shù)升級改造帶來更大的發(fā)展空間。

（責(zé)任編輯：張貴志）

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基金項目：湖南省2020年社會科學(xué)成果評審委員會課題“5G時代湖南非遺傳承與創(chuàng)新對策研究”（編號：XSP20YBC279）。