| 标题 | 智能互动展示技术在传统手工艺展示中的应用研究 |
| 范文 | 周长敏+杨光临 摘要：以苗族银饰的文化及产品展示为例，讨论了幻影成像、虚拟现实、增强现实技术在产品互动展示中的应用，并给出了展示系统的设计思路。 关键词：互动展示；虚拟现实；幻影成像；增强现实 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）31-0248-02 1 引言 随着计算机技术、新媒体技术的不断发展，产品展示的理念和手段日益丰富。展示的形式也从传统的图文展示板、实物模型展示转变成集“视、听、触”为一体的多媒体互动展示、虚拟交互展示。从“隔柜观望”、到“亲身体验”，产品展示正在向智能化和互动性的方向发展。将智能互动展示技术应用到传统手艺展示中，为其提供更智能的互动展示平台，对于发扬传统文化、提高传统手工艺的认知度和关注度有着重要的研究意义及应用价值。 2 智能互动展示技术介绍 智能互动展示是一种综合利用计算机图形处理技术、计算机仿真技术、全息技术、传感器技术等技术实现的全新展示方案，通过虚拟现实、幻影成像、增强现实等技术将产品的发展历史、生产的过程以虚实结合的模拟方式呈现在用户面前，用户可以任意选择视角，身临其境的了解产品的发展历史及生产流程，使参观者不用到产品生产现场，就能对产品的生产、发展及形态有一个全面直观的认识。以下对智能互动展示中使用的主要技术作简要介绍。 2.1 虚拟现实技术 虚拟现实（Virtual Reality）技术综合计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术等多种科学技术，在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，用户可以深入地观察、操纵虚拟世界，并与其进行交互性操作，使参观者具有身临其境的沉浸感，给人们带来一种全新的感官体验[1]。目前主要应用在场景漫游、协同工作、工程模拟等方面。 2.2幻影成像技术 幻影成像是基于全息科技的实景造型和幻影的光学成像技术，将所拍摄的影像（人、物）投射到布景箱内主体模型景观中，以虚实结合的方式展示产品的方法[2]。对于历史陈列、名胜古迹等可以采用幻影成像技术进行展示，以达到绘声绘色、直观的逼真效果。 2.3 增强现实技术 增强现实（Augmented Reality）技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉、声音、触觉等），通过计算机模拟仿真后再叠加，将真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面，从而达到超越现实的感官体验[3]。增强现实技术主要应用于旅游展览领域、古迹复原、数字文化遗产保护领域。 3智能互动展示在传统手工艺展示中的应用 将虚拟现实、增强现实、幻影成像等新颖的互动展示手段应用到传统手工艺的展示中，将传统手工艺的发展历史、生产过程及产品形态等难以用文字、实物来展示的内容以立体、直观的可视化手段展示给观众，带领观众跨越广阔的时间和空間，给观众带来全新的精神感受。 以苗族银饰的展示为例，将其展示平台划分为发展历史展示系统、制造工艺交互展示系统、作品互动展示系统三个部分。下面分别探讨各系统的设计思路。 3.1 基于幻影成像技术的传统手工艺发展历史展示系统 在传统的展示手段中，手工艺的发展历史采用的是将发展过程中的重要历史资料以实物、图片、带解说的视频等方式进行展示。这种展示方式的不足之处是展示效果平淡，参观者是被动接受信息，无法给参观者留下深刻的印象。幻影成像技术以宽银幕的环境、场景模型和灯光变换为背景，再把拍摄的活动人像、物品叠加进场景中，构成动静结合的影视画面，并配上声、光等特殊效果，新颖直观，给人以视觉上的冲击，并留下深刻的印象。 以苗族银饰的发展历史展示为例，设计幻影成像的展示系统。首先将苗族银饰的发展历史与具体的人物故事融合，设计成一个故事剧本。第二阶段：以故事剧本为参考，搭建一个苗族生活的实物模型场景，为虚拟成像内容创造合适的环境空间。第三阶段：为具体的展品构建成像效果。将故事剧本中涉及的各个时代的银饰造型利用光学成像、声光电控制、三维建模等技术将展品以真彩色的三维影像逼真地在悬浮在场景中。第四阶段：构建支持幻影成像的播放平台。根据场景的面积，计算需要投影设备的数量，并安装投影及整合软件，同时搭建音响系统。第五阶段：构建控制整个剧本播放的控制系统，控制播放过程中的灯光、音响、旁白等内容。通过以上五个步骤搭建起苗族银饰的幻影成像展示系统，以光影结合的方式将银饰的发展历史故事生动地展示出来，故事中的银饰文物影像悬浮投射在场景中，银饰可以转动，形象逼真，参观者看到的只是影像而不是真正的实物，但却给参观者营造出了一个身临其境的氛围，使观众深刻感受到民族艺术及文化的底蕴。 3.2基于虚拟现实技术的制造工艺交互展示系统 对于传统手工艺制造过程的展示，目前普遍采用的方法是将制造过程拍摄成带解说的视频进行展示。这种展示方式由于缺少主动参与性，受众所获得的信息量与心理感受较少。苗族银饰属于全手工制作，有铸炼、锤打、錾刻、焊接，编结、洗涤等一整套工艺过程。要让参观者感受苗族银饰的魅力，必须要从视、听、触全方位调动参观者的感官。将虚拟现实应用到制作流程的展示中，能够不受时间空间的限制再现银饰的生产场景和流程，同时用户能够参与到银饰的制作过程中，使用户能得到更多超越现实展示的情感体验。 展示苗族银饰制造过程的系统构建主要分为实景数据采集、三维仿真建模和交互展示设计三个阶段。 首先，进行实物及实景的数据采集工作。具体而言，就是使用数码摄影摄像的手段采集银饰制作过程所需要材料、工具、环境等信息。苗族银饰制作工具主有火炉、风箱、坩埚（俗称银窝）、铁锤、铁砧、刻具、铜锅、钳子、镊子、松脂板等。数据采集阶段要将各种类型银饰制作所需要的工具进行分类。 第二阶段：根据采集的数据，利用计算机图形图像处理及三维建模技术建立银饰制造工具及场景的数据模型。 第三阶段：交互展示设计。使用VRP（Virtual Reality Platform）软件，将建立的仿真模型、场景整合到虚拟环境中，同时设计展示系统的功能，系统制作完成并测试发布后可以在 PC 端运行。由于苗族银饰制作工艺相对复杂，因此必须要实现多种展示方式的融合。系统的功能包括图文及视频介绍、360度环绕、银饰虚拟制作等。360度环绕展示是事先使用全景相机录制好银饰制作的视频，参观者戴上VR眼镜后可以360度观察银饰制作的整个场景，可以更清晰、近距离观察银饰制作的细节。银饰虚拟制作是交互展示环节中的亮点，参观者需要戴上数据手套借助数据手套的触觉反馈功能，能够用双手"抓握"虚拟场景中的银饰制作工具（例如铁锤、铁砧、刻具）并进行相应的操作，让参观者真实地感受银饰制作过程中的锤打、錾刻等工艺流程。 3.3 基于增强现实技术的传统手工艺作品互动展示系统 由于银饰属于较贵重的饰品，且具有易氧化变色的特点，因此银饰产品通常都是放入玻璃柜中进行展示的，参观者只能看到饰品的大致外观，无法了解具体银饰品的特点与制作工艺。将增强现实技术应用于银饰作品的展示中，通过计算机技术将饰品的相关信息以生动化、全方位地方式呈现出来。 基于增强现实技术的产品互动展示应用于移动终端是最便捷的方式。参观者使用移动终端（如智能手机、平板电脑）的摄像头捕获到银饰工艺品中事先设计的标识物图案后，即可在移动端对展品模型进行不同角度的欣赏，并对展示模型进行放大、缩小、旋转等操作，同时可播放产品简介及制作的主要流程。 系统构建过程包括跟踪定位、资源整合、交互设置三个主要阶段。跟踪定位是指通过摄影机对展品进行跟踪定位，对展品各个角度的形态进行图像识别，并将图形注册为标识。资源整合阶段是建立展品各个角度的三维模型，并将模型与识别标识绑定，同时完成对展品视频信息的制作及系统GUI的制作。交互设置阶段的主要工作是在增强现实编辑环境中导入标识、导入模型，设置缩放、旋转、视频播放、显示简介等功能的触发动作，最后在移动平台上进行系统发布。 4 结束语 传统手工艺是人类发展历史进程中的瑰宝，是人类智慧的结晶。将先进的智能互动展示技术应用于传统手工艺的展示，使产品展示更加生动、有趣，对于传统手工艺的宣传、保护与传承起到积极的促进作用。本文以苗族银饰的展示为例，讨论了幻影成像、虚拟现实、增强现实技术在产品互动展示中的应用，并给出了展示系统的设计思路。虽然目前智能互动展示技术的应用还不成熟，要使其在传统手工艺展示中得到普遍的推广，还有许多关键技术需要解决。但是随着技术的发展，这种智能互动展示方式将成为未来的主要展示方式。 参考文献： [1] 张璐琪.基于三維虚拟视觉的产品交互设计平台的开发与实现[J].现代电子技术，2016（4）：118-121. [2] 田祥章，史博.网络时代的智能化互动展示技术[J].机器人技术与应用，2014（5）：41-43. [3] 严雷，杨 晓刚.结合图像识别的移动增强现实系统设计与应用[J].中国图像图形学报，2016，21（2）：184-191. |
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