基于虛擬現實技術的工業遺產數字化路徑研究

陳學楷

摘 要：虛擬現實作為一種新興技術，改變了以往的二維交互方式，實現的了具有多個維度的交互性、即時性和沉浸性為特點的一種新的媒介。在計算機技術高速發展的今天，技術和藝術越來越緊密結合從而把內容更好地表現出來。虛擬現實技術和工業遺產的結合可以很好地實現工業遺產的數字化，把工業遺產的歷史文化以虛擬現實這種形式向人們展示出來，使得工業文化的表現形式和感染力得到了提升，增強了人們對于工業遺產的歷史文化的認知水平，同時又能感受到虛擬現實技術所帶來的沉浸感和娛樂體驗。本文對虛擬現實技術和工業遺產數字化的結合在提升工業遺產在社會服務功能的應用進行分析。

關鍵詞：虛擬現實；工業遺產；數字化

1 虛擬現實技術和工業遺產數字化的發展

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱“VR”）是一種由計算機技術組成的具有沉浸感的一種新的媒介，通過捕捉人體發出的動作來進行交互，和較為傳統觸屏的二維交互方式相比，虛擬現實技術的交互方式具有增強多種不同的感官反饋，能夠讓人的大腦產生一種沉浸在虛擬世界的感受，從而獲得更真實的感覺反饋。

2016年被稱為“VR元年”，在2016年年初的美國國際消費類電子產品展覽會上，VR設備就已經取代了智能手機成了各個科技大會的科技產品，現在各個互聯網公司也爭先恐后地推出有關VR的產品，虛擬現實技術也在普通的消費者之間得到了普及。早在2015年的時候，虛擬現實技術的迅速發展使得其運營的成本有所下降，有利于在人們在商用和民用上得到推廣?，F在虛擬現實技術的發展長在為各行各業帶來深刻的變革，無論在技術還是信息方面的變化，例如人們在日常利用虛擬現實技術來進行學習、娛樂、進行數據計算等等的方式將會發生變化，通過虛擬現實技術的交互性和沉浸性的特點，讓用戶能夠有身臨其境的感受，提高用戶的信息接受能力。例如，在2010年上海世博會進行了網上的模擬展館，通過三維立體建模能夠真實地再現上海世博會的盛況，用戶只需要通過鼠標和鍵盤進行交互，能夠看到世博園區的全貌，還能切換不同的視角，如全景、平視、俯視、和夜景等。

工業遺產是由工業發展所形成的文化的遺留物組成的，由于英國是最早進行工業革命，所以也是最早進行工業遺產保護的國家，保護范圍包括了很多領域，如蒸汽機、發電站、工廠廠房、工廠辦公建筑等都在工業遺產的范圍之內。隨著我國工業產業的蓬勃發展，有一些陳舊的落后的工業產區逐漸被淘汰，面臨著改造再利用，如北京798由之前的工廠到藝術區的成功轉型，也成為了一個藝術文化符號，吸引著很多藝術家和文化創作人員來進行辦展覽等文化活動，工業遺產的核心是讓人們了解工廠遺留下來的文化，但是人們只能通過一些工廠的建筑來和一些簡單的介紹對工廠的歷史進行了，這和工業遺產做要傳達的歷史意義并不是很吻合，但是隨著科學技術的發展，尤其是當前虛擬現實技術的快速發展和普及，使利用虛擬現實技術來實現工業遺產的數字化變得具有可能性。

2 虛擬現實技術與工業遺產數字化結合的意義

2.1 虛擬現實技術應用于工業遺產數字化中的優勢

虛擬現實技術具有沉浸性、交互性和想象性特點。首先利用計算機等技術能夠提供給用戶具有身臨其境的感受，能夠讓用戶更好的接受所要傳達的信息；其次在交互性上，與PC端的鼠標鍵盤交互方式不同，如HTC公司的VR眼鏡可以利用手柄來進行交互；還有諸多傳感器與用戶或者周圍的環境進行交互，最后虛擬現實技術還具有想象性的特點，人們可以在這種虛擬世界里面加深對于事物的認知并且更加有利于新的想法的出現?；谔摂M現實技術的特點，應用在工業遺產數字化中有著很明顯的優勢：

第一，虛擬現實技術能夠更好地讓人們在構建的工業遺產的3D模型中真實地感受工業的歷史文化，利用計算機技術生成的三維交互環境，不僅能夠切身感受到過去的歷史和現在環境的變化，而且還能與過去的歷史進行交互，提高了趣味性；第二，在感官上的知覺刺激上更加多樣化，和現實世界一樣，在參觀歷史古跡時，人們的視覺、聽覺和觸覺都會參與進來，同樣虛擬現實技術能夠在一個構建的虛擬世界中調動你的視覺、聽覺和觸覺，能夠給予在現實世界中同樣的感官刺激，使人們獲得更好的體驗；第三，利用虛擬現實技術能夠構建比現實更加豐富的科普宣傳的形式，在工業遺產制作過程中，想要人們去了解工業文化就必須用文字或者機器設備來播放有關視頻，但是在虛擬現實技術構建的工業遺產數字化中，利用計算機技術能夠在科普的過程中制作不同形式的文字圖片和視頻等，實現這些只需要一個VR設備，大大提高了科普的成本并且減少了科普的局限性。

2.2 虛擬現實技術在工業遺產數字化應用的范例

隨著我國重工業轉型的加快進行，諸多城市逐漸步入了后工業時代，在城區的重工業已經阻礙了城市綠色發展的道路，重工業廠區在進行搬遷以后，原有的工業廠區就形成了工業遺產。這些工業遺產不但是一個工業時代發展的產物，也是一個城市發展的里程碑，所以探索一種適合展示工業遺產所傳達的工業歷史文化顯得尤為重要。例如，在首鋼的工業遺產數字化中，很好地運用了虛擬現實技術來進行改造。首先對首鋼廠區和周邊的環境進行測量，然后對測量的數據進行記錄，并根據所測得的數據進行建立三維虛擬場景，場景包括了首鋼的廠房等建筑物，使改造前的首鋼能夠保持原貌向人們進行展現。

由于首鋼的廠區面積很大，各個廠區的情況也不一樣，所以針對建模所用的方法也不一樣。例如針對常見的廠房和工人居住的場所，可以使用數字劃線圖的方法進行建模；針對一些非常有展示價值的廠區和機器設備可以先進行地面激光掃描，然后在進行三維的建模；還有一些很復雜的工業廠區或者機器設備，可以使用車載激光掃描，然后在進行三維的建模。在建模完畢以后，可以把廠區的三位模型導入unity 3D里面進行再創作，例如，加入一些首鋼廠區的圖文視頻的科普介紹，還有一些可以交互的趣味動畫，增強人們對于工業遺產歷史文化的認知，提高人們對于居住城市工業發展的認可度。

由于首鋼工業遺產已經在建設中，很多廠區進行了改造。對于一些還沒有進行工業遺產改造的在用的工業區，我們可以預先進行利用全景攝像機進行全景拍攝，這樣就可以避免以后在工業遺產數字化過程中的建模的繁瑣過程，把全景視頻進行縫合和后期加工，然后在unity 3D里面在進行創作，例如增加交互和一些有趣的科普場景，能夠使工業遺產真正地數字化，真實地向人們展現一個城市工業的歷史文化，讓工業遺產所包含的精神文明展示在人們面前。

3 結語

在新的時代背景下，必須加強虛擬現實技術與工業遺產數字化的結合。雖然目前虛擬現實技術仍有諸多局限性，但是仍有發展的巨大潛力，完善在虛擬現實技術上的運用，再加上好的工業遺產的藝術創意，能夠把兩者相結合起來，這樣才能提升虛擬現實技術在工業遺產數字化上面的創作的感染力和表現力，才能更好地履行工業遺產所賦予的工業文明的歷史文化精神，體現與時俱進的人文關懷和科技發展的創新精神，從而讓人們更好地去傳播和發揚工業文明所傳達的精神。