“一带一路”语境下古荥大运河文化区文化遗产虚拟现实

“一带一路”语境下古荥大运河文化区文化遗产虚拟现实

张搴

张搴

郑州轻工业大学艺术设计学院

摘要：本文从古荥大运河文化区的文化遗址现状入手，追溯古荥镇的荥阳故城遗址丰富的历史背景，研究虚拟现实展示古荥镇的荥阳故城遗址汉代大运河文化遗产的魅力，通过虚拟现实实现文化遗产的保护、继承和传播。在新时代的背景下，通过虚拟现实展现古荥镇荥阳故城遗址的汉代文化遗产开发和利用，增强民族文化自信和文化自豪。

关键词：文化遗产虚拟现实古荥镇荥阳故城大运河文化区

一、古荥镇荥阳故城遗址的介绍

古荥镇荥阳故城位于河南省郑州市北部惠济区古荥镇，从春秋开始就是中原地区重要政治经济文化遗产，北临黄河，东临黄河湿地，中国大运河与黄河交汇于此。荥阳故城因位于荥泽湖泊（现已消失）之阳而得其名，荥阳故城从公元前六、七世纪开始就是郑国当时的政治经济文化中心，汉代是荥阳故城遗址发展的黄金时期，荥阳故城南北长2000米，东西宽1500米，周长7000米，城墙高30米，宽20米。城内居住区、商业区、行政区泾渭分明功能完善，形成了一座完整的城池。城外的“河一”官办冶铁工坊工艺先进规模宏大，形成了汉代官办冶铁中心。

¶þ¡¢大运河文化区的介绍

大运河文化区是中国大运河郑州段，运河是中国古代重要的交通运输方式，大运河贯通黄河、淮河、长江、钱塘江，使南北经济文化交流更为便捷。大运河的前身就是发源于荥阳故城遗迹西侧的鸿沟，鸿沟通过荥泽湖连接圃田湖。当大运河和黄河带来便捷交通往来的同时，也让位于交通枢纽的荥阳故城遗址成为兵家必争之地和洪水泛滥之地。由于战乱和洪水使得荥阳故城现今保存的多为明清建筑。

三、应用虚拟现实人机交互实现古荥大运河文化区文化遗址保护的意义

在虚拟现实广泛应用的今天，虚拟现实艺术有了更多的展现可能。交互艺术是艺术家与工程师通过一个技术平台，为观众创造一个虚拟的互动体验空间。交互活动在不同的领域中进行，指引访问者通过不同的方式进行自我创造。[1]荥阳故城冶铁遗址虚拟现实交互设计通过虚拟现实营造出真实自然环境和历史场景。

四、古荥大运河文化区文化遗址虚拟现实人机交互设计的特点

（一）、古荥大运河文化区文化遗址虚拟现实的历史沉浸感

沉浸是使用户感觉完全置身于虚拟世界中，被虚拟世界所包围，沉浸感来自于真实的历史还原，让观众全身心地投入到了解荥阳故城的汉代历史文化中，让观众沉浸于历史画面中，创造出自我想象的空间。荥阳故城虚拟现实对于图像的制作，渲染以及生成艺术再创造的影像上以历史考古为依据，营造汉代大运河自然逼真的背景画面，流畅的声画效果让体验者获得汉代生活的立体场景画面。虚拟现实全方位、多角度的信息采集制作历史文化文化载体信息再造汉代古城风貌，通过文献和考古复原还原荥阳故城的汉代风采。

（二）、荥阳故城大运河文化区虚拟现实的自然交互感

荥阳故城大运河文化区虚拟现实利用传感技术捕捉手势，语音识别更加符合人的心理及心理需求，当观众尝试到这种有趣的自然交互方式后，体验者就会想了解，接触更多的信息。

大运河文化区虚拟现实，放弃了传统的的按键、控制面板、键盘鼠标操纵的单一通道操作模式，采用多通道的语音指令、手势操作和动作捕捉的自然人机交互设计。应用最新的虚拟现实方式，让用户的体验获得全方位提升。

（三）、荥阳故城大运河文化区的艺术想象感

荥阳故城虚拟现实艺术创作的想象感，指虚拟现实场景根据考古发发掘的现场数字信息，结合汉代出图文物的样式还原，通过大数据的分析把汉代荥阳故城遗址描绘的更形象生动，更有真实感的汉代大运河场景展现在世人面前，让观众在体验的过程中获得知识、让历史文化的学习成为一件快乐的事情。教授兼作家DonaldNorman说：“当技术满足了基本需求，用户体验便开始主宰一切。”[2]在学习和体验的过程中虚拟现实不仅满足人们对于虚拟世界的好奇，在游走于汉代荥阳故城及大运河的虚拟世界时，不但满足人们对未知的好奇，更能够通过对文化遗产的还原，让文化遗产活态化，提高人们对文化遗产的认识。

四、荥阳故城汉代冶铁遗址虚拟现实人机交互设计实现的方法

（一）、荥阳故城遗址资料搜集，建立荥阳故城汉代建筑模型

从荥阳故城遗址的实地考察与测绘入手。分别从位置、地理环境、生态系统。周边自然环境分析、现有考古现场情况。从分析现有考古现场还原资料，联系考古发掘的几处遗址之间的关系。重建考古遗址的单个外部格局，内部形式，分析用途和营造技艺。从荥阳故城到大运河的数据采集，模型搭建，材质渲染都严格根据考古分析，运用科学的方式研究汉代古城的面貌。

荥阳故城汉代遗址的数据搜集必须尊重其历史真实性和，客观地记录真实数据力图以客观的世界精准的数据为基础，还原虚拟世界中的真实历史场景。

（二）、大运河模型制作，建立模型贴图数据库

通过实地考察和测绘的数据为基础，利用相关软件进行计算机建模，创建荥阳故城边的大运河场景，还原大运河生动的画面，特别是大运河上汉代贸易往来，和市民生活，复原汉代大运河水上繁荣生动的历史场景画面。

搭建荥阳故城城门、西城门内外的三维虚拟生活场景和大运河自然景观，营造出完整的荥阳故城大运河生态画面。

（三）、创建汉代荥阳故城大运河的自然历史场景，进行场景渲染

通过地理数据收集，汉代古城的自然选址分析，在尊重历史真实的背景下，创建古城的自然背景，为了打造更真实的效果，通过对河南郑州新密的打虎亭汉墓，南昌汉墓，出土的文物，进行信息采集，并对绘画和图案进行梳理，借鉴材质和装饰，为进一步制作出汉代建筑装饰的贴图做准备。

荥阳故城模型制作中需要对灯光和材质进行精心调节，尽量与汉代自然历史实际景观相符。在模型制作后需要提前利用烘培技术对贴图进行优化处理再渲染。借助虚幻4具有的强大实时渲染功能，不同于其他三维软件的单一视角渲染模式。虚幻4可以在编辑器中提供所见即所得的模型实时渲染效果。[3]

（四）、荥阳故城大运河虚拟现实交互设计制作

荥阳故城虚拟现实交互设计为了充分发挥虚拟现实的特性，在还原历史真实感的过程中，我们还需要在空间中加入音效来增强现场感。真实环境中，声音在空气中的传播，有助于人们可以获得较强的自然空间感，在虚拟场景中加入鸟声、叫卖声，可以增强场景的立体空间感，增强体验的真实感。

虚拟现实目前主流的设备是依靠手势识别，语音交互，动态捕捉，采用计算机的碰撞检测技术。通过最新的多模态人机交互方式，实现汉代荥阳故城场景的真实还原，让人们获得更多的体验感和沉浸感。

五、结语

荥阳故城遗址的虚拟现实交互设计，通过荥阳故城遗址的复原和艺术再创造，发挥虚拟现实的想象性，结合虚拟现实交互设计的自然交互方式让体验者获得真实的沉浸体验，荥阳故城遗址的虚拟现实交互设计向人们展示了神秘的汉代古城，还原这座汉代丝绸之路，运河上的汉代政治经济文化古城，展现中华文化魅力，增强文化的自信，传播民族文化的魅力。

（本文为河南省教育厅2019年度人文社会科学研究一般项目阶段性研究成果，课题编号：2019-ZZJH-607）

参考文献：

[1]李涵，信息时代的蜕变——新媒体艺术的交互性及其市场发展[J]，美于时代，2013.

[2]StephenP.Anderson.怦然心动——情感化交互设计指南[M]，侯景艳译，北京：人民邮电出版社，2015

[3]赵康，基于GIS的虚拟景观平台设计与实现［J］，测绘科学，2017.

作者简介：张搴（1976.2～），性别男，籍贯（河南省郑州市），单位（郑州轻工业大学艺术设计学院），职称动画系副主任副教授研究生导师，学历（研究生）研究方向：实验动画与虚拟仿真设计。