付康 余日季

摘 要：近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新媒體技術(shù)，受到眾多研究機構(gòu)的關(guān)注與青睞，應(yīng)用文化領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實技術(shù)也成為研究熱點。以Unity3D為開發(fā)平臺，構(gòu)建一種虛擬現(xiàn)實文化體驗系統(tǒng)，并重點分析其系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)。以黃鶴樓文化為實例設(shè)計并實現(xiàn)了基于虛擬現(xiàn)實的黃鶴樓文化體驗系統(tǒng)，對系統(tǒng)各模塊進行分析與測試，結(jié)果表明其穩(wěn)定性比傳統(tǒng)系統(tǒng)更高。相比傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實結(jié)合文化的應(yīng)用，該系統(tǒng)增加了虛擬現(xiàn)實交互體驗，為進一步推進大眾對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的認知、推動虛擬現(xiàn)實技術(shù)在數(shù)字文化領(lǐng)域的交互體驗提供了案例參照。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實; Unity3d; 文化體驗

DOI：10. 11907/rjdk. 191922 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

中圖分類號：TP319文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7800（2019）008-0096-05

Design and Application of VR Cultural Experience System

FU Kang1，YU Ri-ji2

（1. School of Computer and Information Engineering， Hubei University;2. College of Art， Hubei University， Wuhan 430062， China）

Abstract：In recent years， virtual reality technology， as a new media technology， has attracted the attention and favor of many university research institutions.virtual reality technology based on cultural field has also become a hot research topic recently. Taking Unity3D as the development platform， this paper constructs a virtual reality cultural experience system， and focuses on analyzing its system architecture and key technologies. Finally， a virtual reality based experience system of yellow crane tower culture is designed and implemented with the yellow crane tower culture as an example. The system modules are analyzed and tested， and the stability is better than the traditional system. Compared with the traditional application of VR combined with culture， the innovation of this paper has increased VR interactive experience， providing a case reference for further promoting the public's cognition of VR technology and promoting the interactive experience of virtual reality technology in the field of digital culture.

Key Words： virtual reality; Unity3D; cultural experience

基金項目：國家重點研發(fā)計劃課題項目（2016YFB1101702）

作者簡介：付康（1994-），男，湖北大學(xué)計算機與信息工程學(xué)院碩士研究生，研究方向為計算機技術(shù);余日季（1976-），男，博士，湖北大學(xué)藝術(shù)學(xué)院數(shù)字媒體系教授、博士生導(dǎo)師，研究方向為AR/VR/MR數(shù)字交互設(shè)計與開發(fā)、動畫與數(shù)字媒體創(chuàng)意設(shè)計、數(shù)字媒體技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護。本文通訊作者：余日季。

0 引言

作為一項全新的技術(shù)，虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術(shù)結(jié)合了計算機圖形學(xué)、人機交互技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種技術(shù)與學(xué)科知識[1]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在視覺、聽覺、觸覺上給體驗者提供了一種全新體驗，而基于文化可視化技術(shù)的虛擬現(xiàn)實文化體驗系統(tǒng)主要解決人們無法實景體驗的問題[2-3]。目前大多數(shù)VR結(jié)合文化的應(yīng)用基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)還原歷史事件，集中于對歷史遺跡的保護和開發(fā)[4]。傳統(tǒng)文化體驗大多以紀(jì)錄片、實地參觀、照片瀏覽等方式實現(xiàn)。為了進行更深入的文化體驗，利用VR技術(shù)將文化以可視化方式呈現(xiàn)的文化數(shù)字化研究吸引了大量關(guān)注。

國外VR技術(shù)在文化領(lǐng)域應(yīng)用的研究開始較早，如英國自然博物館以“科技+文化”為基準(zhǔn)，利用三維掃描技術(shù)重建了文物數(shù)字模型，并實現(xiàn)了虛擬文化博物館;美國加州大學(xué)洛杉磯分校的William 教授帶領(lǐng)團隊在以色列展覽中心完成了古耶路撒冷部落虛擬重現(xiàn)[5]。相比之下，國內(nèi)相關(guān)研究還處于初級階段，但在國家提出文化強國的理念后VR技術(shù)在文化應(yīng)用方面的研究取得長足進步，并積累了一定的成果。為了響應(yīng)國家“一帶一路”的號召，作為古代“絲綢之路”的延續(xù)，“一帶一路”以“科技+文化”的獨特新穎發(fā)展模式，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到文化傳承中[6]。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對歷史文化進行可視化呈現(xiàn)，便于更好地保存、弘揚和傳承歷史文化，如湖南省旅游業(yè)應(yīng)用“文化+科技”模式宣傳當(dāng)?shù)芈糜挝幕?由于自然因素、主觀因素、手工失傳等因素，閩南紅磚古厝文化未能得到有效傳承和保護，而借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)一方面可以增加民眾沉浸感與交互性，另一方面將歷史文物以一種數(shù)字化的方式展現(xiàn)給民眾，便于更好地保存文化產(chǎn)物[7]。

本文在已有研究基礎(chǔ)上，結(jié)合VR技術(shù)的交互特點構(gòu)建VR文化體驗系統(tǒng)，使體驗者既可以了解文化特色，還能進行VR交互操作。VR文化體驗系統(tǒng)新穎的體驗方式在一定程度上提高了體驗者對文化產(chǎn)業(yè)的興趣，同時也有利于文化發(fā)展和傳承。

1 VR文化體驗系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)

1.1 VR與VR文化體驗

VR是一種能夠體驗和創(chuàng)建虛擬世界的計算機仿真技術(shù)，其通過數(shù)字媒體技術(shù)生成一種多源信息融合交互式的模擬環(huán)境。VR仿真平臺是VR技術(shù)實現(xiàn)的載體，被廣泛用于工業(yè)仿真、房地產(chǎn)銷售、旅游教學(xué)、數(shù)字文化復(fù)原等多個領(lǐng)域[8]。

作為一項前沿技術(shù)，VR技術(shù)有獨有的特性：多感知性，即除了計算機具有的視覺感知，還有聽覺、觸覺、運動感知。理想情況下，VR技術(shù)還應(yīng)該具有一些感知功能，包括：沉浸性，即體驗者在虛擬場景中有身臨其境的感覺;交互性，即體驗者與虛擬環(huán)境中物體交互的反饋程度;自主性，即虛擬環(huán)境中物體在物理運動定律作用下表現(xiàn)的物理動作程度[9]。

1.2 VR文化體驗系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

VR文化體驗系統(tǒng)層次架構(gòu)如圖1所示。

圖1 VR文化體驗系統(tǒng)層次架構(gòu)

第1層為數(shù)字化文化三維建模層，用于構(gòu)建文化數(shù)字化模型;第2層為虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫層，用于保存文字、圖片、動畫、影像等文化資源;第3層為三維跟蹤注冊技術(shù)層，用于定位體驗者位姿數(shù)據(jù)信息并構(gòu)建虛擬三維空間到頭顯世界坐標(biāo)空間的三維幾何參數(shù)模型;第4層為三維顯示輸出層，用于以可視方式展現(xiàn)數(shù)字化的三維場景、語音、以及人物動畫等數(shù)據(jù)，其中，輸出層包括場景漫游、語音導(dǎo)覽、動畫播放和物品交互;第5層為虛擬現(xiàn)實集成系統(tǒng)層。

1.3 VR文化體驗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

VR文化體驗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)包括三維顯示輸出技術(shù)、三維跟蹤注冊技術(shù)和文化數(shù)字化三維建模技術(shù)[11]，這些關(guān)鍵技術(shù)是實現(xiàn)整個VR文化體驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

1.3.1 文化數(shù)字化三維建模技術(shù)

隨著“科技+文化”模式的實施，文化數(shù)字化概念也隨之出現(xiàn)。在VR文化體驗系統(tǒng)中，文化數(shù)字化三維建模技術(shù)是整個系統(tǒng)實現(xiàn)的核心技術(shù)[10]。數(shù)字化三維建模方式主要有3D Max建模、三維掃描建模、實景三維建模。其中3D Max建模以影像為參照物，對影像實物的立體輪廓進行人工描述，并通過特定貼圖制作工具實現(xiàn)物體貼圖繪制;三維掃描建模是全自動高精度立體掃描技術(shù)，通過高精度掃描得到三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進一步獲取物體表面的點云信息，從而描繪出整個3D實物的立體輪廓。實景三維建模利用激光測量物體在空間中的深度信息以獲取準(zhǔn)確位置數(shù)據(jù)[11]，根據(jù)獲取到的位置數(shù)據(jù)信息即可描繪出整個物體的輪廓及構(gòu)造。

本文提出的文化數(shù)字化三維建模技術(shù)在三維建?；A(chǔ)上發(fā)展而來，結(jié)合文化特征構(gòu)建數(shù)字化三維模型。數(shù)字化三維模型構(gòu)建以實際文化表征建筑或者場景為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實物基本信息，在建模軟件中創(chuàng)建數(shù)字化三維場景模型。數(shù)字化文化三維建模則將實際文化以一種數(shù)字化方式呈現(xiàn)給體驗者。

1.3.2 三維跟蹤注冊技術(shù)

三維跟蹤注冊技術(shù)通過構(gòu)建虛擬世界到頭顯世界的幾何映射模型，結(jié)合三維圖像實時生成技術(shù)，實現(xiàn)在圖像世界中的三維顯示輸出。三維圖像生成原理由CPU與GPU相互協(xié)作完成，具體步驟是：CPU對渲染的狀態(tài)與隊列進行設(shè)置，當(dāng)成功設(shè)置完相關(guān)狀態(tài)后，與GPU通信并發(fā)送渲染指令，此時GPU根據(jù)收到的渲染指令調(diào)用底層圖像渲染庫，實現(xiàn)圖像圖形的繪制渲染。渲染流程主要包含3個階段：應(yīng)用階段、幾何階段、光柵化階段，其中涉及到世界坐標(biāo)空間、攝像機坐標(biāo)空間、成像平面坐標(biāo)空間、屏幕坐標(biāo)空間等一系列坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[12]。為保證實時性，圖像刷新率需達到15幀/s以上[13];若要實現(xiàn)更好的表現(xiàn)效果，刷新率需達到30幀/s?，F(xiàn)階段研究重點是在不降低圖像質(zhì)量的前提下，提高三維圖像實時生成的刷新率[14]。

1.3.3 三維顯示輸出技術(shù)

三維顯示是能實時顯示3D動態(tài)效果的技術(shù)。三維顯示技術(shù)主要分為體掃描技術(shù)和靜態(tài)體技術(shù)[15]。在體掃描中，一組含有二維圖像的光投影到一個旋轉(zhuǎn)的半球顯示器中，經(jīng)過光學(xué)定位系統(tǒng)的擴展，最終以三維立體的形式顯示在旋轉(zhuǎn)的半球內(nèi)。靜態(tài)體技術(shù)基本原理與體掃描技術(shù)相似，不同之處在于其無需半球體運動，直接將兩束光照射到半球體內(nèi)即可形成三維圖形。為了實現(xiàn)更精準(zhǔn)的動作捕捉，需要高精度的人機交互設(shè)備和穩(wěn)定的傳感器?，F(xiàn)階段由于設(shè)備獲取數(shù)據(jù)的精度問題還無法實現(xiàn)最理想狀態(tài)，所以對三維顯示技術(shù)仍需進一步研究[16]。

2 VR文化體驗系統(tǒng)應(yīng)用實例開發(fā)

2.1 黃鶴樓VR文化體驗系統(tǒng)設(shè)計

黃鶴樓VR文化體驗系統(tǒng)層次架構(gòu)如圖2所示[17]。

（1）第1層為模型創(chuàng)建層，通過數(shù)字化文化三維建模技術(shù)構(gòu)建黃鶴樓主樓與辛氏酒樓三維數(shù)字化場景。

（2）第2層為數(shù)字文化資源層，用于存儲黃鶴樓主樓和辛氏酒樓場景三維數(shù)據(jù)、人物動畫以及音頻資源。

（3）第3層為三維跟蹤注冊技術(shù)層，用于定位體驗者位姿數(shù)據(jù)信息并構(gòu)建虛擬三維空間到頭顯世界坐標(biāo)空間的三維幾何參數(shù)模型。

圖2 黃鶴樓VR文化體驗系統(tǒng)層次架構(gòu)

（4）第4層三維顯示輸出層，用于將黃鶴樓三維數(shù)字化場景、人物動畫等數(shù)據(jù)，以可視方式呈現(xiàn)。具體內(nèi)容模塊為：①黃鶴樓歷史建筑造型藝術(shù)數(shù)字化復(fù)原VR展示，通過數(shù)字三維建模技術(shù)，對唐、宋、元 、明、清朝各個朝代不同的黃鶴樓建筑造型藝術(shù)進行數(shù)字化三維復(fù)原重構(gòu)與VR展示; ②黃鶴樓建筑景觀藝術(shù)數(shù)字化VR展示，既包括對黃鶴樓公園與黃鶴樓外部景觀、勝像寶塔 、碑廊、山門、亭臺、雕塑等建筑藝術(shù)的數(shù)字化VR展示，也包括對黃鶴樓內(nèi)部建筑細節(jié)的VR三維空間漫游展示; ③國家級非遺“黃鶴樓傳說”VR數(shù)字三維動畫藝術(shù)展示，通過數(shù)字化體驗的方式展現(xiàn)“辛氏修樓謝恩”傳說，深刻表現(xiàn)了天人合一、少貪寡欲、懲惡揚善的故事主題[18];④黃鶴樓代表性壁畫場景三維數(shù)字化VR展示。對黃鶴樓巨大的壁畫作品中的情景進行數(shù)字化三維構(gòu)建與壁畫場景的VR三維空間展示，如二樓大廳的“孫權(quán)筑城”和“周瑜設(shè)宴”，三樓大廳的“人文菩萃，風(fēng)流千古”等，以實現(xiàn)游客對壁畫場景身臨其境的文化體驗;⑤黃鶴樓代表性繪畫藏品VR水墨動畫藝術(shù)展示。對水墨畫中的場景進行數(shù)字化VR三維呈現(xiàn)，實現(xiàn)人在畫中游的水墨動畫藝術(shù)漫游觀摩體驗。

（5）第5層為功能應(yīng)用層，用于實現(xiàn)場景交互、場景傳送、飛行軌跡、陸地漫游、坐騎導(dǎo)航等功能。

（6）第6層為虛擬現(xiàn)實集成系統(tǒng)層。

2.1.1 系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)需求包括用戶需求和系統(tǒng)功能需求[19]。其中，用戶需求指突破時間和空間的限制，實現(xiàn)黃鶴樓景區(qū)文化體驗。針對用戶需求提出基于VR技術(shù)的黃鶴樓文化體驗系統(tǒng)，可有效解決無法到場進行黃鶴樓文化體驗等問題，同時也有助于黃鶴樓文化推廣與傳承。系統(tǒng)功能需求根據(jù)用戶需求對整個系統(tǒng)應(yīng)具有的功能進行分析。為實現(xiàn)用戶在無時間和空間限制的條件下進行黃鶴樓文化體驗，系統(tǒng)功能需求需實現(xiàn)景區(qū)漫游與文化物品的交互。

2.1.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

針對用戶需求與系統(tǒng)功能需求，對整個系統(tǒng)進行功能模塊設(shè)計，如圖3所示。整個系統(tǒng)由5個模塊組成：①陸地漫游。該模塊主要實現(xiàn)黃鶴樓場景漫游，使體驗者深度了解黃鶴樓文化，體驗者觸碰手柄上的Touch Pad即可實現(xiàn)場景游覽;②場景傳送。該模塊實現(xiàn)黃鶴樓場景至辛氏酒樓場景的傳送;③場景交互。在該模塊中，體驗者在場景中通過控制器發(fā)射射線實現(xiàn)文化物品交互;④飛行軌跡。該模塊主要讓體驗者以仙鶴視角從云端飛向黃鶴樓入口的牌坊處，為體驗者創(chuàng)建不一樣的觀賞視角;⑤坐騎導(dǎo)航。在該模塊中，體驗者乘坐白馬實現(xiàn)場景漫游，進入辛氏酒樓傳說中的故事場景，進行文化故事可視化體驗。

圖3 系統(tǒng)功能模塊

2.1.3 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)工作流程如圖4所示。啟動系統(tǒng)之后，體驗者以仙鶴視角體驗從云端飛行到黃鶴樓牌坊的過程;在牌坊處觸發(fā)坐騎導(dǎo)航功能，體驗者切換視角至馬模型上，游覽黃鶴樓場景;接著體驗者通過手柄控制器上的Touch Pad操控，實現(xiàn)場景漫游;漫游完成后，體驗者通過觸碰控制器上的Touch Pad走動到傳送門處，觸碰傳送門觸發(fā)器實現(xiàn)場景跳轉(zhuǎn);跳轉(zhuǎn)至辛氏酒樓后，體驗者通過頭盔體驗辛氏酒樓神話故事的起源以及發(fā)展過程;體驗完成后，體驗者可通過傳送門跳轉(zhuǎn)至黃鶴樓主樓，與主樓場景物體實現(xiàn)交互;最后，關(guān)閉系統(tǒng)結(jié)束體驗。

圖4 系統(tǒng)工作流程

2.2 黃鶴樓VR文化體驗系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)

黃鶴樓VR文化體驗系統(tǒng)應(yīng)用實現(xiàn)包括黃鶴樓文化數(shù)字化三維建模以及系統(tǒng)功能實現(xiàn)。

2.2.1 黃鶴樓文化數(shù)字化三維建模

三維建模在VR系統(tǒng)中占據(jù)主要地位。本文系統(tǒng)使用文化數(shù)字化三維建模。三維數(shù)字化指運用三維工具實現(xiàn)模型的虛擬創(chuàng)建、修改、完善等一系列數(shù)字化操作，從而達到用戶需要的效果[20]。本文系統(tǒng)以黃鶴樓為研究對象，因此，將黃鶴樓融入數(shù)字化建模概念中，即產(chǎn)生了文化數(shù)字化三維建模的概念。系統(tǒng)中文化數(shù)字化三維建模對象包括[21]：主樓模型、辛氏酒樓模型創(chuàng)建（見圖5、圖6），以及場景人物、黃鶴樓壁畫搭建。

圖5 黃鶴樓模型

2.2.2 系統(tǒng)功能實現(xiàn)

系統(tǒng)功能實現(xiàn)是系統(tǒng)的核心部分，其實現(xiàn)過程可分為6個部分。

（1）軌道搭建。飛行的首要條件是軌道搭建，需用到Track Rail插件。系統(tǒng)利用unity中自帶的cube作為軌道。為讓cube有軌道效果，需要綁定Track Rail插件中的Track腳本，加入腳本后，cube將作為軌道。軌道的建立需要將多個cube搭建在一起，所以本文系統(tǒng)應(yīng)用多個cube根據(jù)場景需求調(diào)整cube方向。通過腳本的Toolbox調(diào)節(jié)軌道大小與方向，具體設(shè)置在Track Blender中進行。方向與大小調(diào)節(jié)完成后即實現(xiàn)了軌道搭建。

圖6 辛氏酒樓模型

（2）仙鶴飛行。軌道搭建完成，需要載體才能運行。本文系統(tǒng)以仙鶴為模型，為了實現(xiàn)軌道飛行，需在Track Rail插件中找到Track Cart腳本并掛載于仙鶴上，接著設(shè)置snap to track選項即可將仙鶴與軌道適配。為達到飛行效果，需要將軌道隱藏。所以，最后設(shè)置cube隱藏完成軌道設(shè)置。

（3）陸地漫游。陸地漫游是系統(tǒng)第二個部分，可讓體驗者實現(xiàn)在場景中自由走動和場景游覽。體驗者在場景中通過頭盔能看到黃鶴樓全部場景。在場景中，體驗者通過手柄控制器上的Touch Pad控制人物在場景中的行走。需要在Unity中加入Steam VR插件包和VRTK插件包實現(xiàn)虛擬場景觀看，將Steam VR插件包中Camera Rig導(dǎo)入Unity中，即可通過VR相機看到虛擬場景。在VRTK中導(dǎo)入VRTK_Controller Events與VRTK_Controller Actions完成人物走動。

（4）場景切換。場景切換也稱為場景跳轉(zhuǎn)。場景切換需要利用Unity Engine.Scene Manger中Scene Manager.Load Scene。該腳本需要掛載在cube上，為了讓傳送門實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)效果，需要將cube放置在傳送門處。為滿足實際效果，需要隱藏cube。為完成場景切換的最后一步，需要在unity的Buildings and Setting中添加需要跳轉(zhuǎn)的場景，最后設(shè)置Scenes in build完成跳轉(zhuǎn)。

（5）背景音樂播放。神話故事場景中需要設(shè)置音樂播放功能。因此將音頻下載后以MP3格式導(dǎo)入unity中。音樂設(shè)置在Audio Source中，而Audio Source為unity自帶組件，從unity拖入即可。為了實現(xiàn)音樂自動播放，需要在跳轉(zhuǎn)之后的場景設(shè)置Audio Source 激活狀態(tài)，沒有進場景前為未激活狀態(tài)，進入之后通過場景設(shè)置為激活。

（6）坐騎導(dǎo)航。漫游部分主要是以馬模型進行。實現(xiàn)馬模型漫游需設(shè)置Navigation自動導(dǎo)航系統(tǒng)。自動導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)置需在馬模型中添加Navigation Mesh Agent組件，Navigation Mesh Agent組件主要設(shè)置漫游的起點跟終點。路徑設(shè)置完成后，需對全部場景進行烘培[22]。烘培是自動導(dǎo)航系統(tǒng)的首要條件，否則自動導(dǎo)航系統(tǒng)無法完成。首先需確定烘培范圍，系統(tǒng)烘培范圍指整個場景。為使馬模型在場景中有碰撞效果，增加逼真程度，還要設(shè)置可行走區(qū)與不可行走區(qū)。在可行走區(qū)域，馬模型能自由行走;在不可走區(qū)域中，馬模型將不會從該區(qū)域走過。系統(tǒng)自動根據(jù)最佳路徑設(shè)置可走區(qū)域。

（7）射線抓取。在辛氏酒樓場景中，體驗者可通過手柄扳機發(fā)射射線抓取場景里的物體，實現(xiàn)與模型物體交互。利用VRTK插件包實現(xiàn)物體抓取，還需給手柄添加腳本，Interact Grab和VRTK Interact touch腳本需要綁定在手柄游戲?qū)ο笊?，同時手柄也需要綁定VRTK_Controller Events腳本，這些是實現(xiàn)物體抓取的必要條件。

3 應(yīng)用系統(tǒng)測試

3.1 功能測試

根據(jù)用戶需求和功能需求，功能模塊測試如表1。

表1 模塊測試

3.2 測試結(jié)果分析

如圖7（a）所示，體驗者在場景中以馬模型視角在場景內(nèi)實現(xiàn)坐騎導(dǎo)航功能;結(jié)合圖7（b）、（c）所示，體驗者在場景中能實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)場景功能，在辛氏酒樓場景能實現(xiàn)陸地漫游功能。不同于傳統(tǒng)方法的紀(jì)錄片觀看、水墨畫欣賞及實地瀏覽，VR技術(shù)體驗可提高體驗者對文化產(chǎn)業(yè)的興趣。結(jié)合需求分析，體驗者通過手柄控制，在計算機上能夠?qū)崟r顯示動作;由于體驗者在室內(nèi)操作，也可解決受限于天氣的問題，滿足了功能需求。

（a）坐騎導(dǎo)航? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（b） 場景傳送效果? ? ? ? ? ? ? （c） 陸地漫游

圖7 在頭顯中不同場景體驗效果

4 結(jié)語

本文設(shè)計了以黃鶴樓文化為基礎(chǔ)VR文化體驗系統(tǒng)，結(jié)合三維虛擬環(huán)境，在虛擬場景中實現(xiàn)黃鶴樓游覽及交互。系統(tǒng)功能齊全，以沉浸式、交互式和多感知性等特性為基礎(chǔ)，可極大提高體驗者對文化的興趣，相信未來會有更多的科技融入文化應(yīng)用[23]。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進一步完善，“科技+文化”模式將產(chǎn)生更大的實用價值。

參考文獻：

[1] 肖建新. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持下電機裝配培訓(xùn)MCAI的設(shè)計與開發(fā)[D]. 長沙：湖南大學(xué)，2009.

[2] RONG W Q. Some thoughts on using VR technology to communicate culture[J].? Open Journal of Social Sciences，2018，6（10）：88-94.

[3] 楊平利， 王建國.? 虛擬現(xiàn)實的技術(shù)基礎(chǔ)[J].? 計算機仿真， 2005（s1）：44-47

[4] 陳晶. 當(dāng)代革命文化傳播的新方式——以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為例[J]. 閩南師范大學(xué)學(xué)報：哲學(xué)社會科學(xué)版，2018，32（4）：109-112.

[5] 趙能.? 虛擬仿真技術(shù)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究[D]. 長沙：長沙理工大學(xué)，2009.

[6] 李修彤. “一帶一路”背景下中國傳統(tǒng)文化的影像傳播——以VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用為例[J]. 今傳媒，2018（7）：21-22.

[7] 楊歡，劉小玲. 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)綜述[J]. 軟件導(dǎo)刊，2016，15（4）：35-38.

[8] 姜學(xué)智，李忠華. 國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報， 2004（2）：238-240.

[9] 周忠，周頤，肖江劍. 虛擬現(xiàn)實增強技術(shù)綜述[J]. 中國科學(xué)：信息科學(xué)，2015，45（2）：157-180.

[10] 莘月.? 女裝數(shù)字化設(shè)計及立體成型方法的研究[D]. 重慶：西南大學(xué)，2015.

[11] 畢碩本，張國建， 侯榮濤，等.? 三維建模技術(shù)及實現(xiàn)方法對比研究[J].? 武漢理工大學(xué)學(xué)報， 2010（16）：26-30.

[12] 王榆.? 基于多信息融合的移動機器人定位技術(shù)研究[D]. 西安：西安電子科技大學(xué)，2015.

[13] 熊紅凱，蘇輝，余松煜，等. 面向應(yīng)用層QoS的實時視頻優(yōu)化碼率控制[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報，2004（11）：1785-1791.

[14] 基于虛擬現(xiàn)實的數(shù)字三維全景技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 成都： 電子科技大學(xué)， 2011.

[15] 張屹東，饒鵬. 體三維顯示技術(shù)及其特點[J]. 紅外，2018，39（6）：34-39.

[16] 丁劍飛，劉永進.? 三維立體顯示技術(shù)綜述[J].? 系統(tǒng)仿真學(xué)報， 2008（s1）：132-135.

[17] 余日季. 基于AR技術(shù)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化開發(fā)研究[D]. 武漢：武漢大學(xué)，2014.

[18] 余日季，唐存琛，胡書山. 基于AR技術(shù)的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究——以黃鶴樓傳說為例[J]. 湖北社會科學(xué)，2014（4）：50-54.

[19] 呂弘. 一種用于需求過程評估的需求分類法[J]. 微計算機信息，2008（6）：191-193.

[20] 饒金通.? 古建筑的三維數(shù)字化建模與虛擬仿真技術(shù)研究[D].? 廈門： 廈門大學(xué)， 2006.

[21] 賈智輝.? GIS下數(shù)字化校園的三維技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 大連：大連海事大學(xué)，2012.

[22] 潘光洋，馬煥堅. 烘焙技術(shù)在X3D虛擬場景的應(yīng)用研究[J]. 科技廣場，2012（1）：76-79.

[23] ASHLEY T. A scoping review of the use and application of virtual reality in pre-clinical dental education[J].? British Dental Journal，2019，226（5）：358-366.

（責(zé)任編輯：江 艷）