基于虚拟现实技术的工业遗产数字化路径研究

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摘 要：虚拟现实作为一种新兴技术，改变了以往的二维交互方式，实现的了具有多个维度的交互性、即时性和沉浸性为特点的一种新的媒介。在计算机技术高速发展的今天，技术和艺术越来越紧密结合从而把内容更好地表现出来。虚拟现实技术和工业遗产的结合可以很好地实现工业遗产的数字化，把工业遗产的历史文化以虚拟现实这种形式向人们展示出来，使得工业文化的表现形式和感染力得到了提升，增强了人们对于工业遗产的历史文化的认知水平，同时又能感受到虚拟现实技术所带来的沉浸感和娱乐体验。本文对虚拟现实技术和工业遗产数字化的结合在提升工业遗产在社会服务功能的应用进行分析。
关键词：虚拟现实；工业遗产；数字化
1 虚拟现实技术和工业遗产数字化的发展
虚拟现实（Virtual Reality，简称“VR”）是一种由计算机技术组成的具有沉浸感的一种新的媒介，通过捕捉人体发出的动作来进行交互，和较为传统触屏的二维交互方式相比，虚拟现实技术的交互方式具有增强多种不同的感官反馈，能够让人的大脑产生一种沉浸在虚拟世界的感受，从而获得更真实的感觉反馈。
2016年被称为“VR元年”，在2016年年初的美国国际消费类电子产品展览会上，VR设备就已经取代了智能手机成了各个科技大会的科技产品，现在各个互联网公司也争先恐后地推出有关VR的产品，虚拟现实技术也在普通的消费者之间得到了普及。早在2015年的时候，虚拟现实技术的迅速发展使得其运营的成本有所下降，有利于在人们在商用和民用上得到推广。现在虚拟现实技术的发展长在为各行各业带来深刻的变革，无论在技术还是信息方面的变化，例如人们在日常利用虚拟现实技术来进行学习、娱乐、进行数据计算等等的方式将会发生变化，通过虚拟现实技术的交互性和沉浸性的特点，让用户能够有身临其境的感受，提高用户的信息接受能力。例如，在2010年上海世博会进行了网上的模拟展馆，通过三维立体建模能够真实地再现上海世博会的盛况，用户只需要通过鼠标和键盘进行交互，能够看到世博园区的全貌，还能切换不同的视角，如全景、平视、俯视、和夜景等。
工业遗产是由工业发展所形成的文化的遗留物组成的，由于英国是最早进行工业革命，所以也是最早进行工业遗产保护的国家，保护范围包括了很多领域，如蒸汽机、发电站、工厂厂房、工厂办公建筑等都在工业遗产的范围之内。随着我国工业产业的蓬勃发展，有一些陈旧的落后的工业产区逐渐被淘汰，面临着改造再利用，如北京798由之前的工厂到艺术区的成功转型，也成为了一个艺术文化符号，吸引着很多艺术家和文化创作人员来进行办展览等文化活动，工业遗产的核心是让人们了解工厂遗留下来的文化，但是人们只能通过一些工厂的建筑来和一些简单的介绍对工厂的历史进行了，这和工业遗产做要传达的历史意义并不是很吻合，但是随着科学技术的发展，尤其是当前虚拟现实技术的快速发展和普及，使利用虚拟现实技术来实现工业遗产的数字化变得具有可能性。
2 虚拟现实技术与工业遗产数字化结合的意义
2.1 虚拟现实技术应用于工业遗产数字化中的优势
虚拟现实技术具有沉浸性、交互性和想象性特点。首先利用计算机等技术能够提供给用户具有身临其境的感受，能够让用户更好的接受所要传达的信息；其次在交互性上，与PC端的鼠标键盘交互方式不同，如HTC公司的VR眼镜可以利用手柄来进行交互；还有诸多传感器与用户或者周围的环境进行交互，最后虚拟现实技术还具有想象性的特点，人们可以在这种虚拟世界里面加深对于事物的认知并且更加有利于新的想法的出现。基于虚拟现实技术的特点，应用在工业遗产数字化中有着很明显的优势：
第一，虚拟现实技术能够更好地让人们在构建的工业遗产的3D模型中真实地感受工业的历史文化，利用计算机技术生成的三维交互环境，不仅能够切身感受到过去的历史和现在环境的变化，而且还能与过去的历史进行交互，提高了趣味性；第二，在感官上的知觉刺激上更加多样化，和现实世界一样，在参观历史古迹时，人们的视觉、听觉和触觉都会参与进来，同样虚拟现实技术能够在一个构建的虚拟世界中调动你的视觉、听觉和触觉，能够给予在现实世界中同样的感官刺激，使人们获得更好的体验；第三，利用虚拟现实技术能够构建比现实更加丰富的科普宣传的形式，在工业遗产制作过程中，想要人们去了解工业文化就必须用文字或者机器设备来播放有关视频，但是在虚拟现实技术构建的工业遗产数字化中，利用计算机技术能够在科普的过程中制作不同形式的文字图片和视频等，实现这些只需要一个VR设备，大大提高了科普的成本并且减少了科普的局限性。
2.2 虚拟现实技术在工业遗产数字化应用的范例
随着我国重工业转型的加快进行，诸多城市逐渐步入了后工业时代，在城区的重工业已经阻碍了城市绿色发展的道路，重工业厂区在进行搬迁以后，原有的工业厂区就形成了工业遗产。这些工业遗产不但是一个工业时代发展的产物，也是一个城市发展的里程碑，所以探索一种适合展示工业遗产所传达的工业历史文化显得尤为重要。例如，在首钢的工业遗产数字化中，很好地运用了虚拟现实技术来进行改造。首先对首钢厂区和周边的环境进行测量，然后对测量的数据进行记录，并根据所测得的数据进行建立三维虚拟场景，场景包括了首钢的厂房等建筑物，使改造前的首钢能够保持原貌向人们进行展现。
由于首钢的厂区面积很大，各个厂区的情况也不一样，所以针对建模所用的方法也不一样。例如针对常见的厂房和工人居住的场所，可以使用数字划线图的方法进行建模；针对一些非常有展示价值的厂区和机器设备可以先进行地面激光扫描，然后在进行三维的建模；还有一些很复杂的工业厂区或者机器设备，可以使用车载激光扫描，然后在进行三维的建模。在建模完毕以后，可以把厂区的三位模型导入unity 3D里面进行再创作，例如，加入一些首钢厂区的图文视频的科普介绍，还有一些可以交互的趣味动画，增强人们对于工业遗产历史文化的认知，提高人们对于居住城市工业发展的认可度。
由于首钢工业遗产已经在建设中，很多厂区进行了改造。对于一些还没有进行工业遗产改造的在用的工业区，我们可以预先进行利用全景摄像机进行全景拍摄，这样就可以避免以后在工业遗产数字化过程中的建模的繁琐过程，把全景视频进行缝合和后期加工，然后在unity 3D里面在进行创作，例如增加交互和一些有趣的科普场景，能够使工业遗产真正地数字化，真实地向人们展现一个城市工业的历史文化，让工业遗产所包含的精神文明展示在人们面前。
3 结语
在新的时代背景下，必须加强虚拟现实技术与工业遗产数字化的结合。虽然目前虚拟现实技术仍有诸多局限性，但是仍有发展的巨大潜力，完善在虚拟现实技术上的运用，再加上好的工业遗产的艺术创意，能够把两者相结合起来，这样才能提升虚拟现实技术在工业遗产数字化上面的创作的感染力和表现力，才能更好地履行工业遗产所赋予的工业文明的历史文化精神，体现与时俱进的人文关怀和科技发展的创新精神，从而让人们更好地去传播和发扬工业文明所傳达的精神。