虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游文化遺產(chǎn)數(shù)字化保存中的應(yīng)用分析

尉糧蘋 馬澤正 王曉晴 李巖

一、我國(guó)目前的旅游文化遺產(chǎn)的保護(hù)現(xiàn)狀

由于文化遺產(chǎn)的獨(dú)特歷史地位以及其蘊(yùn)含的豐富信息，是非常吸引人關(guān)注的，所以旅游業(yè)中，依托文化遺產(chǎn)而生存的旅游景點(diǎn)十分多，因?yàn)槲幕z產(chǎn)可以給旅游業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益，旅游業(yè)的管理人員會(huì)因?yàn)檫@些經(jīng)濟(jì)效益而過(guò)度使用旅游資源，給旅游文化遺產(chǎn)帶來(lái)了很大的破壞，目前我們國(guó)家的文化遺產(chǎn)中，旅游業(yè)對(duì)于它的破壞最為嚴(yán)重，但是我國(guó)需要經(jīng)濟(jì)發(fā)展，依托文化遺產(chǎn)進(jìn)行的旅游開發(fā)必不可少，如何平衡好旅游開發(fā)與文化遺產(chǎn)的保護(hù)是對(duì)旅游文化遺產(chǎn)保護(hù)的關(guān)鍵。我們國(guó)家現(xiàn)在主要的文化遺產(chǎn)保護(hù)方式依舊是傳統(tǒng)的人工保護(hù)，很多重要的博物館以及名勝古跡等依舊無(wú)法向游客進(jìn)行開放，因?yàn)閼{借人工保護(hù)的方式很難保護(hù)好這些重要的文化遺產(chǎn)，我們又無(wú)法承受這些文化遺產(chǎn)被破壞的損失，所以只能將這些文化遺產(chǎn)封存起來(lái)進(jìn)行保護(hù)，這對(duì)于人類文化的傳承來(lái)說(shuō)是非常不利的，我們國(guó)家的旅游文化遺產(chǎn)亟需一種新的高科技手段方式進(jìn)行保護(hù)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)，是屬于仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，這項(xiàng)技術(shù)整合了多種現(xiàn)代科技，可以仿真模擬出一些平時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)起來(lái)非常困難的環(huán)境，然后我們還可以參與到這個(gè)模擬出來(lái)的環(huán)境中，可以和這個(gè)環(huán)境中的事物進(jìn)行互動(dòng)，和我們?cè)谡鎸?shí)環(huán)境中進(jìn)行的互動(dòng)一樣，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出來(lái)的環(huán)境給我們的感覺(jué)也非常真實(shí)，我們可以通過(guò)任意的感覺(jué)渠道對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的世界進(jìn)行感知，所獲得的反饋和我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中所獲得的幾乎一模一樣，用這項(xiàng)技術(shù)模仿出來(lái)的環(huán)境具備真實(shí)環(huán)境的一切特征，是一項(xiàng)非常先進(jìn)的仿真技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)主要具備以下三個(gè)特點(diǎn)。

（一）沉浸性

因?yàn)橛脩粼谑褂眠@項(xiàng)技術(shù)衍生的相關(guān)產(chǎn)品時(shí)，沉浸在其創(chuàng)造出的虛擬環(huán)境中，用戶根本感覺(jué)不到這個(gè)環(huán)境的虛擬性，只會(huì)認(rèn)為這是完完全全的真實(shí)環(huán)境，所以這項(xiàng)技術(shù)可以給予用戶沉浸性的體驗(yàn)。

（二）交互性

用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造出來(lái)的環(huán)境中也可以和環(huán)境中的事物進(jìn)行交互，比如對(duì)虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行觸摸，用戶可以獲得和在真實(shí)世界中一樣的觸摸感受，用戶還可以對(duì)這些物品進(jìn)行移動(dòng)或者其它方式的交互，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性的特點(diǎn)。

（三）多感知性

用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)的環(huán)境中的感知并不是單一的，是用戶多種感知的結(jié)合，用戶在現(xiàn)實(shí)中擁有觸覺(jué)、視覺(jué)、聽覺(jué)等感知，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)的環(huán)境中也同樣擁有，而且他們?cè)谄渲械母兄同F(xiàn)實(shí)中的感知并沒(méi)有什么差別，這就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多感知性特點(diǎn)。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)工作中的應(yīng)用原理分析

我們國(guó)家有很多的文化遺產(chǎn)，但是由于這些遺產(chǎn)所處的地域等原因，正在遭受到自然原因的破壞，比如敦煌莫高窟，這是我們國(guó)家十分寶貴的文化遺產(chǎn)之一，但是由于地處西北，石窟內(nèi)的壁畫風(fēng)化現(xiàn)象非常嚴(yán)重，即使我們國(guó)家的遺產(chǎn)保護(hù)工作人員也采取了一些措施對(duì)莫高窟進(jìn)行保護(hù)，其保護(hù)效果依舊不能十分完美，莫高窟內(nèi)的壁畫主要給人們傳遞的是視覺(jué)信息，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可以模擬出莫高窟的環(huán)境，給人們傳遞出相同的視覺(jué)信息，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，我們可以將現(xiàn)實(shí)中的莫高窟搬運(yùn)到虛擬世界中，人們?cè)谔摂M世界中對(duì)莫高窟的壁畫進(jìn)行欣賞，也和現(xiàn)實(shí)中的欣賞有同樣的感受，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以還原很多文化遺產(chǎn)的面貌，還可以給這些文化遺產(chǎn)的傳播提供新的方式。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游及旅游文化遺產(chǎn)數(shù)字化保存中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)除了可以應(yīng)用在文化遺產(chǎn)的保護(hù)方面外，還可以應(yīng)用在旅游行業(yè)，這種先進(jìn)的仿真技術(shù)，可以給原來(lái)一成不變的旅游環(huán)境帶來(lái)很大的變化，可以給游客提供新鮮感以及體驗(yàn)感，可以讓旅游業(yè)擁有更大的活力，促進(jìn)旅游業(yè)更好的發(fā)展。

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游業(yè)中的應(yīng)用

1.虛擬旅游

旅游是到一個(gè)新的地方了解當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗文化，體驗(yàn)自己以前從未體驗(yàn)過(guò)的東西，比如見識(shí)一些以前從未見識(shí)過(guò)的風(fēng)景，這些都可以成為旅游的理由和動(dòng)力，比如處于內(nèi)陸地區(qū)的人，想要看海，就會(huì)選擇到海南等沿海地區(qū)旅游，看海是他們的旅游目的，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可以通過(guò)模擬，讓他們感受到大海，這種模擬出來(lái)的感覺(jué)和真實(shí)的感覺(jué)幾乎一樣，人們就可以足不出戶進(jìn)行旅游，這種虛擬旅游所收獲的知識(shí)見解和真實(shí)旅游的也一樣，幾乎沒(méi)有差別，人們不僅可以節(jié)約很多旅游的開銷，還可以節(jié)約大量的時(shí)間，或者覺(jué)得虛擬旅游太虛假的人，也可以先通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬一下想要去的旅游目的地，如果喜歡，再去這個(gè)地方旅游，即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助人們選擇旅游目的地，讓旅途變得更加愉快。

2.通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行“真實(shí)”再現(xiàn)

在人類的發(fā)展過(guò)程中，有很多的事物隨著歷史的不斷推進(jìn)而不見了蹤影，比如已經(jīng)滅絕了的很多動(dòng)物，現(xiàn)在我們根本看不到這樣的動(dòng)物，了解不到這些動(dòng)物的習(xí)性，但是有很多生物學(xué)家和歷史學(xué)家都在對(duì)這些已經(jīng)滅絕了的動(dòng)物進(jìn)行研究，他們知道這些動(dòng)物的很多特點(diǎn)，我們可以根據(jù)這些特點(diǎn)，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出這些動(dòng)物的生存環(huán)境，然后用戶就可以在虛擬世界中和它們互動(dòng)，由于這些動(dòng)物都是根據(jù)他們的相關(guān)記錄虛擬出來(lái)的，因而也和真實(shí)的動(dòng)物差不多，用戶不比到動(dòng)物園就可以有和到動(dòng)物園一樣的感受，除了動(dòng)物的模擬之外，歷史上已經(jīng)消失的建筑，例如我們國(guó)家的阿房宮，也可以通過(guò)這個(gè)技術(shù)進(jìn)行模擬，用戶就可以在模擬世界中參觀阿房宮了。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旅游文化遺產(chǎn)數(shù)字化保存中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，讓文化遺產(chǎn)的保護(hù)工作又迎來(lái)了一個(gè)新的契機(jī)，不僅僅可以利用這項(xiàng)技術(shù)保護(hù)好我們現(xiàn)在依舊存在的文化遺產(chǎn)，還可以利用這項(xiàng)技術(shù)還原那些已經(jīng)消失在歷史長(zhǎng)河中的人類寶貴的文明財(cái)富。

1.獲取文化遺產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將文化遺產(chǎn)數(shù)字化后保存或者進(jìn)行重現(xiàn)，那么首先就要獲取到文化遺產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，比如敦煌莫高窟，要構(gòu)建一個(gè)一模一樣的虛擬環(huán)境，那么至少要知道莫高窟的基本數(shù)據(jù)，例如那些壁畫的長(zhǎng)寬高等數(shù)據(jù)，還有很多更精細(xì)的數(shù)據(jù)也需要獲取到，只有獲取到了這些數(shù)據(jù)之后，才能進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的模型搭建，否則，即使通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)搭建出了相應(yīng)的模型，其相似性也會(huì)變得非常低，像那些已經(jīng)消失在歷史長(zhǎng)河中的人類文明財(cái)富，可以通過(guò)記載中的相關(guān)特點(diǎn)進(jìn)行模擬的重現(xiàn)，例如上文提到的阿房宮，我們現(xiàn)在只能從歷史記載中去窺見這個(gè)宮殿的面貌，這些特點(diǎn)也足以讓我們利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬出一個(gè)阿房宮，雖然可能和真實(shí)的阿房宮存在一定的差別，但是也可以讓我們對(duì)阿房宮的特點(diǎn)有著更為直觀的感受。

2.虛擬模型的搭建

在獲取了需要保存或者重現(xiàn)的文化遺產(chǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)之后，接下來(lái)的步驟就是進(jìn)行模型的搭建，要將這些相關(guān)數(shù)據(jù)都輸入到建模軟件中，然后再通過(guò)相關(guān)操作進(jìn)行模型搭建，不過(guò)在進(jìn)行建模的時(shí)候，由于需要復(fù)制的文化遺產(chǎn)可能是大型的建筑，其特點(diǎn)多，而且工程量非常大，人工建模的話會(huì)耗費(fèi)非常大的精力，在耗費(fèi)大量精力進(jìn)行建模之后，非常容易出現(xiàn)差錯(cuò)，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)造成很大的資源浪費(fèi)，所以建模的這個(gè)步驟可以考慮自動(dòng)化建模，需要在現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行探索，找到一個(gè)自動(dòng)化建模的方式，這樣進(jìn)行的建模不僅僅可以擁有更高的建模效率，也可以節(jié)約人力物力，同時(shí)保證建模不出差錯(cuò)，只要提供的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的，那么自動(dòng)化搭建出來(lái)的模型就基本不會(huì)有任何問(wèn)題。

3.三維圖形的生成

這個(gè)步驟時(shí)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行文化遺產(chǎn)數(shù)字化保存工作的關(guān)鍵步驟，因?yàn)橥ㄟ^(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)復(fù)制出來(lái)的文化遺產(chǎn)能不能給人提供身臨其境的感覺(jué)，關(guān)鍵就是看著一個(gè)步驟，這一個(gè)步驟最重要的就是圖像的幀率，幀率越高圖像就會(huì)越清晰，人們?cè)谶M(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的時(shí)候就可以獲得更真實(shí)的體驗(yàn)，如果幀率過(guò)低，人們?cè)谶M(jìn)行感受的時(shí)候所看到的圖像不清晰，對(duì)于復(fù)制出來(lái)的文化遺產(chǎn)的感受性就會(huì)降低，將會(huì)影響到人們的沉浸體驗(yàn)，所以在生成三維圖形的時(shí)候一定要注意，幀率越高越好，技術(shù)人員要在這個(gè)過(guò)程中提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

4.虛擬環(huán)境的顯示

當(dāng)三維圖形生成好之后，最后一個(gè)步驟就是圖形的顯示以及用戶對(duì)虛擬環(huán)境的體驗(yàn)了，圖形的顯示就需要用到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以將文化遺產(chǎn)一比一地在虛擬環(huán)境中顯示出來(lái)，然后用戶使用相關(guān)的設(shè)備對(duì)虛擬環(huán)境中顯示出來(lái)的文化遺產(chǎn)進(jìn)行觀察，僅僅觀察還不夠，用戶還需要有其它感官上的體驗(yàn)，所以需要使用到傳感器，傳感器的使用可以讓用戶更加有身臨其境的感覺(jué)，因?yàn)橛脩粼谟|覺(jué)、聽覺(jué)等多個(gè)層面都可以對(duì)模擬出來(lái)的虛擬文化遺產(chǎn)進(jìn)行感受，用戶就會(huì)擁有更為立體的體驗(yàn)，可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)獲取到文化遺產(chǎn)的相關(guān)信息，這些信息也完美復(fù)刻了現(xiàn)實(shí)中的文化遺產(chǎn)，用戶在虛擬環(huán)境中進(jìn)行感知和現(xiàn)實(shí)中其實(shí)并無(wú)差別，這樣就可以實(shí)現(xiàn)旅游文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保存，即使我們現(xiàn)實(shí)中的文化遺產(chǎn)因?yàn)樽匀坏牟豢筛深A(yù)的原因受到了一定程度上的破壞，我們也可以在虛擬現(xiàn)實(shí)中窺見他完整的樣子。

五、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)實(shí)中的旅游文化遺產(chǎn)因?yàn)槿藶榈幕蚍侨藶榈囊蛩?，有很多都在遭受破壞，即使憑借現(xiàn)在的保護(hù)技術(shù)也難以進(jìn)行非常全面的保護(hù)，特別是旅游行業(yè)對(duì)于文化遺產(chǎn)的破壞最大，因?yàn)榇罅康挠慰蜁?huì)給保護(hù)工作帶來(lái)非常大的壓力，這些文化遺產(chǎn)一旦遭受了破壞，我們就很難再在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中重現(xiàn)他們的樣子，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)卻可以進(jìn)行一比一的模擬，在模擬出來(lái)的環(huán)境中，這些文化遺產(chǎn)依舊是他們?cè)瓉?lái)的樣子，我們依舊可以對(duì)他們進(jìn)行感知，依舊可以獲取到他們的信息，還可以對(duì)他們的這些信息進(jìn)行更直觀地感受，在旅游文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保存方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無(wú)疑是一項(xiàng)十分適合的技術(shù)。