VR技术在文化遗产保护领域及应用.pdfVIP

“虚拟现实” (virtualReality，简称VR)技术主要是指在电脑上应用相应软件，通过建 模、渲染以及光线、材质处理等技术，生成一个逼真的三维视觉世界，让用户可以从自己的 视点出发，利用感官的生物特性，从电脑或电视的屏幕中看到一个三维的真实世界，又可以 利用一些设备对这一生成的虚拟世界进行浏览和交互考察。VR不仅仅能产生视觉的三维感 觉。也可以作用于听觉、触觉或嗅觉等感觉，由于其独有的多感知性、沉浸感、交互性及自 主性．虚拟现实技术已经广泛应用于建筑、规划、航天、军事、医疗、教育、游戏等领域， 在文化遗产保护领域中也在不断扩大应用。 一、VR技术的发展 随着全球知识经济的兴起，信息产业正以前所未有的速度蓬勃发展，上至政府、军队， 下到各企事业单位都开始重视信息技术的创新研究和长远发展，并已经或准备给予大量的投 入。而作为信息技术发展重要驱动力的“虚拟现实”技术，也随之成为人们关注的热点之一。 虚拟现实制作技术有赖于电脑的CPu、内存和显卡等硬件配置的提高，以往需要SGI那 大岛景宏：JCs(中国J有限公司董事长．日中cG文化交流协会会长。 世界文化遗产亚洲国际研讨会论文集 样昂贵的工作站才能完成的工作，近年来随着电脑的发展，在个人电脑(PC机)上也能够实 现了，大大降低了制作成本，有利于VR的普及。 VR的显示浏览设备，在人数少的场合主要是电脑电视，人数多时可以采用大型的屏幕 和多个投影仪。屏幕的形状从平面发展到曲面和球面，国外的研究所有多达30多个投影仪， 从正面和背面同时投射，达到高度逼真的环境效果。 近年来，国内外对于VR的平台软件的开发有了长足的进展，生成立体影效果的研究也 在进行。VRML等软件的应用，使得网络上就可以浏览到VR。 最近，最为引人注目的发展出现在手机上，实现了三维CG的显示，VR已经应用到了手 机游戏等领域。 正如其他新兴科学技术一样。虚拟现实技术也是许多相关学科领域交叉、集成的产物。 它的研究内容涉及人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制、心 理学等。我们期待有朝一日，虚拟现实成为一种对多维信息处理的强大系统，成为更为有用 的工具。 二、VR技术的作用 VR技术的虚拟现实效果是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至CG动画等所不能达到 的。 在虚拟现实系统中，可以全方位、多种样式(步行、驱车、飞行等)，完全由用户自由控 制在场景中漫游。VR技术与传统的三维动画最根本的区别就是：传统动画的观察路径都是 预先设定好的，用户只能按照事先设定的路径浏览场景；而VR技术可以由用户在三维场景 中任意漫游，人机交互，甚至还可以使用专用的头盔把用户的视觉、听觉及其他感觉封闭起 来．产生一种身临其境的仿真系统。 虚拟场景可以具有多种功能系统： (1)多视点(平视、仰视、俯视)观看选择，也可自行调整升降高度，角度； (2)全方位互动漫游，也可按导航图提示直接进入特定区域漫游； (3)超大幅面精细图像输出(可配高流明投影仪，彩色高保真，画面动感逼真)； (4)数据实时查询功能(漫游的同时可进行相关信息查询，如：形状、布局、面积、高 度等)； (5)语音定位功能：支持3D立体声(背景音乐，解说介绍)； (6)效果图和动画(AVI)输出功能(按客户所需画面进行打印输出，也可按客户的漫 游路线，进行AVI格式动画输出，带回去细细观摩)。 三、虚拟现实技术在文保领域的应用 1．制作数字化备份．提高文物的展出率和效果 我国有着悠久的文化历史，拥有丰富的文化遗存，每年还有大量的文物出土，但由于受 场地、经费、人才等条件的限制，能够展出的藏品数量极其有限、更换率低。有的博物馆陈 列形式长年不变，使得观众逐年减少。 由于文物保护手段不完善，在文物当中存在大量的易损文物，如纸质类、织绣类、漆器 类、石窟壁画类文物等，经过长期的自然侵蚀，这些类文物都容易出现脆化、脱色、剥落等 现象。这些问题都是我国博物馆所面临的重大难点，而合理地应用虚拟现实技术，在很大程 度上可望解决这些问题： 应用数码技术，将文物制作成各种类型的影像，如三维立体的、动画的、平面连续的等 等，可以展示文物生动的原貌，从而提高文物的展出率和效果。将文物进行数字化备份，保 存文物原有的各项