福 建 建 筑
Fuioan Aechotectuee& Consteuctoon 2021年第04期总第274期
No 04 • 2021Vol - 274
基于
VR
陈浩瀚 张子康 郑林蕊 王鹏昆 朱申荣
稀疏编码(厦门大学嘉庚学院建筑学院福建漳州363105)
摘要:VR 技术正逐步成为体验闽南传统建筑空间的新工具，为闽南传统建筑的保护带来新的实现方式。文中指出
了闽南传统建筑的传统保护形式中存在的问题和基于VR 技术的闽南建筑可视化研究的可行性和必要性。首先介绍
了 VR 技术，然后分析基于VR 技术的建筑可视化操作流程，最后以浦西城堡为例，从可视化设计和交互设计两方面对
VR 技术的应用进行了详细的介绍。
关键词：VR 技术；闽南传统建筑；可视化；古建筑保护
中图分类号:TU201.4 文献标识码:A 文章编号：1004 -6135(2021)04 -0105 -05
A Virtual Experiential Strdy of Traditional Architectural Settlements in Southern
Fujian Provincc Based on VR Technology
------A Case Study of Puxi Castle
C6/TV 6ao=ao
Z*a0g Z6/NG Linrui
PengAun Z69 Shenrong
(Xiamen University Tan Kah Kee Colleae , Zhangzhou 363105 )
Abstracc : VR technology is graduaXy becoming a new tool t experiencc the space of traditional buildings in southern Fujian, bringing new
realization methods t the protection of traditional buildings in southern Fujian. Aiming at the problem of the protection of traditional build- ongson southeen Fuioan , otospeoposed touse3Dmodeiongand VRtechnoiogstoeeaioeethedogotaipeotectoon oMteadotoonaibuoidongs.Foest ,
it introduces VR mchnology and its significance te the traditional architecture in southern Fujian, then analyzes the visual operation process of buildings based on VR technolocy , and finWy completes the visual design and interactive design by taking Puai Castle as an example.
The application results show that the real traditional buildings can be effectively restored through 3D digital construction , providing new ide as for the protection of traditional buildings , historical buildings and other cultural landscapes.
KeyworUs :VR technology ； Thc traditional architecture of southern Fujian ； Visualization ； Protection of ancient buCdings
o 引言
随着经济发展和城市化推进，闽南传统建筑的保
护面临严峻形势。闽南建筑特征修缮困难和宣传保 护不到位是主要问题。如何改善闽南传统建筑保护 方式，让人们更加深入广泛了解闽南传统建筑是一个
煮面炉
迫切的议题。VR 技术作为现代信息社会的新型技术 之一，其根据这些文化遗产构建的具备可视化、交互
基金项目：厦门大学嘉庚学院大学生创新创业训练计划项目(285)
作者简介：陈浩瀚(1998.10 -)，男。E-mait : 1437167196@ qq. com
通讯作者：李建晶，讲师。收稿日期：2021 -02 - 08
化等特点的三维虚拟仿真系统，在为闽南传统建筑的
研究、保护与介绍方面起到了非常重要的作用。逼真
的虚拟场景实时交互，可视的感知与操作，使得VR 技术得到了业界的广泛认同％
1 VR 技术简介
1.1 VR 技术的概念与特点
VR 技术是综合利用计算机图形图像系统和各种 现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互 的三维环境中提供沉浸感觉的技术[1] % VR 技术在当
今社会中不仅仅只局限于计算机领域，还运用于军 事、航天、建筑、医疗、教育等领域％在建筑设计过程 中,VR 技术使建筑师在设计时就能更加立体化地感
受自己的方案。同时在方案汇报展示时，也能使观众
-106-福建建筑2021年
得到身临其境的感受。对于建筑行业来说,VR技术不仅可以更加直观地表现建筑产品的样式，给客户提供直观体验，而且还可以用于历史建筑的研究与保护，发挥巨大潜力优势。
2020年初，来势汹汹的新冠疫情打乱了人们的生活安排，衣食住行均受到较大影响。许多被限制的线下活动推动了线上活动的高度需求。线上教学、视频会议等各类远程业务及虚拟现实产业得到了飞速发展。而VR技术的普及度和认知度在疫情期间也得到明显的提高。
VR技术拥有优秀的沉浸式、交互式、构想性等特，可以满足疫情期间在无接触的条件下让人与场景进行空间上的交流与沟通，可以打破时间、空间对旅游活动的限制，还能够通过选择固定时间游览当时的建筑特及景观面貌。
1.2VR技术对于闽南传统建筑的意义
传统建筑具有不可再生性，一旦遭到毁坏，便无法修缮为原样，像水车堵、对看堵、燕尾脊等闽南建筑文化特征样式是难以被完整复原的。再加上现有的保护技术有限，也无法有效阻止部分建筑遗产因非人为原因而导致消亡[2]%如今一些古建筑原本的功能性逐渐丧失，新一代年轻人更向往大都市洁净的砖瓦水泥房。诸如漳州市的浦西城堡，防御外敌的任务早已随着历史发展消散，古堡内的古建筑保护并不能引起人们的广泛兴趣，更多年轻人选择外出务工。因此将VR技术应用于闽南传统建筑保护的主要原因有降低保护成本和提高闽南传统建筑保护的关注度。
(1)降低材料及人力成本
如今在大力推广环保、实用的前提下，各个行业都追求如何尽可能节约材料成本及人力成本％—些博物馆、景区常出现线上语音图文介绍来与游客互动。借助VR技术展示传统建筑文化，能够减少当地宣传材料、目录手册、沙盘演示及导游人力的成本。若利用VR技术的特性，在不破坏传统建筑的前提下设置虚拟导览％将设计好的VR作品上传网络进行宣传，相信古建筑保护能因此取得比传统图文宣传更好的效果%
(2)改善保护形式
随着城市化发展，古建筑保护面临严峻形势％受限于资金与技术，不可能保存每一栋传统民居％但通过实地调研进行数据采集，并将之设计制作成虚拟模型乃至VR展示作品，不失为一种可靠的保护传统古建筑的新趋势％—是当地通过与院校展开合作，以课题研究的形式，不仅使古建筑保护的理论体系得到完善与实践，还能促进更多学生了解并喜欢传统建筑，获得更多的专业人才％院校成果也能够反哺当地的古建筑保护与宣传，使古建筑保护产生良性循环％二的改改造，增加修缮改造的容错率％实地调研采集得到的数据，的护据，据为基础进行模拟改造，使古建筑保护形式更加多样％
(3)推动旅游发展
根据一项综合调查表明，五国(美、日、英、法、德)访华旅游动机主要是了解当地民众生活文化和历史文化，分别占比100%和80%⑶。文化旅游广受旅游者青睐的原因在于当地特文化与古建落别
具魅力％将VR技术应用传统建筑上，游客能够在线上到的游体，实旅游将更有兴趣。国内对于VR技术的研究应用要晚于国外，国外的VR技术相对成熟，应用范围也较为广泛％根据国外学者对于VR技术在旅游业中的相关研究，结合国外旅游技术在自助服务、移动技术和基于Web技术几个方向的发展，得出VR技术使游客的心理印象更加深刻，并具有超强的临场感的结论，同时VR技术有助于把这些体验转化为对品牌的感知印象％VR技术不仅改变旅游业的传统方式，还刺激了旅游业的经济增长⑷。通过VR技术推动建筑文化旅游发展，吸引游客的同时，拉动当地旅游经济发展，从而使居民自发保护古建筑％
2基于VR技术的建筑可视化设计过程
2.1实地测绘
实将实体场
的基础％通过实地测绘能够让设计者了解真实的尺度与空间，明白实际的建筑细部构造和场地中的特殊场景。在未来建立数字模型与VR场景时，能够更加还原真实情况，提高沉浸感％同时，实地测绘的数据也将成为历史建筑与古村落的实证资料，为历史文化建筑与历史文化街区的修缮与保护提供坚实的科学依据％
2.2建立虚拟模型
利用实据VR场景设置的基础。利用CAD、SketchUp、Rhino、3Dmax等主流软件，将实地测绘得到的数据输入并转化为虚拟模型，能够得到相当仿真的虚拟场景％—些3D软件能够放置材料贴图、设计灯光、环境等，使虚拟模型达到更加贴近真实环境的效果％
2021年04期总第274期陈浩瀚，张子康，郑林蕊，等•基于VR技术在闽南传统建筑聚落虚拟体验研究•107"
2.3建立VR场景
VR场景于VR技术建筑可视化的效果呈现。的材质、环境、光、空VR场景表达。目前国内的软件有光辉城市、Unity、家乐等。以光城市，它的Mao能够设置材质、、光，并实时岀来。同时够VR设备在VR下搭建、场景、材质、交互&5'。导岀设的全景图后，通它的Venus将全景图按一定顺序游览路线，一些可交互的提示，然后生成二，扫到一种简单的多平台的VR体。在的场景中，材质、光、空的交互。临其境环境空间和建筑构造，是VR场景的重要任务。
2.4设计
述，基于VR的视化设计过程将经历前期的实、中期调材质与环境并生成VR场景、后期VR场景形游览路径然后给予赏。其中，中期和后期的操作光辉城市的Mws和Venus软件完成。
操作流程如图1所示。
图1VR作品设计流程
3闽南传统建筑实例介绍
浦西城落于漳州市龙海市的东部，港尾镇的西社，于1561年（嘉年间），村内布局、一，具有闽特，于2016年被入我国村落，是有相当的值的历史村落&6'%城内的多厝的，道路，北路整齐，部分完好，了“水车堵”“尾”“博”負
特，了多的彩丰富的交纹装
&7'。但有些古厝年久自然原因岀现了不同程度的。城内的古厝多样，有北向的和东西向的，东西向的大多没有院落，北向的古厝大多有一闭的庭院有较高的私密性，且的村落在空局上有了更多的趣性。塑料口罩
随着时间的推进，浦西城堡防御外敌的已经消散，空、局更多倾向于居%了应互达的时代，通西城，并设岀具有值的VR体作品，能够吸引更多目光，使闽南古村落的保护受到更多关注。
3.1虚拟模型构建
西城堡VR的可视，首先，需先进西城堡实地勘，获场的勘〕据，然后在AutoCAD中对数据进一步处理，绘制岀详细的CAD图纸％图纸总平内容包括各的位置、道路、交的总体布局，部图纸包括柱子柱础尺位置，门窗位体深％
CAD图完毕后，将的方案导入SketchUp软件中 。使用线、推工具命令t城堡场，部，并
步材质赋予。然后对其分组命名，到一起％最后根据现场勘察的体模
，检性，保存“ckp”格，导入到光辉城市Mao软件平台视化操作，如图2所示。
浦西城堡平面图SU模型图Mars效果图
图2CAD方案图与三维模型效果图
3.2可视化设计
浦t城堡VR中的可视化设计可以更好地将模现在用前。用在扫描二点击手机端的VR作品接t城堡普通全景图时，点击场景内相应的路，就自由漫游t城堡，体验不的，如图3所示。如要更一步的体，在手机点
右下角中的VR眼镜，将手机插入到VR中，配合VR眼镜就到看VR端全景视图。这些环境设计、材质设计、场景设计、交互设视化设,t城堡VR作品更有沉浸性视性，可更好表现VR效果
％
•108-福建建筑2021年图3浦西城堡鸟瞰图图5Mts编辑斗底砖材质
(1)环境设置
由于浦t城堡的位置位于漳州市西北部，属于南亚热带海洋性候，，多降水，所以在VR作品中把晴天、3种环境模板作t城堡VR的特定展示环境，环境气候特，向用现“晴空，艳阳普照”“，要下”“意浓，夕阳红”的环境特点，如图4所示。模周围的树木种选用常见的漳州如榕树、樟树、龙，域自然一。
图4浦西城堡环境切换
(2)材质设置
一个好的场景效果，有一半取决于材质。材质的视在可视化设计中占据着重要地位。因为Mars中的材质丰富，而且在最的场地勘察中t城堡的材料有一定的材种鉴定，所在Mars里对导入的浦t城堡SU的材质了相应的材质。比如t城堡用的砖、，材料，相应的在VR模中的相同的接近原来材料的材质，力求达到与现实一模一样的，VR的体，如图5所示。
migge q(3)场景设置
真实环境的VR更真，场景设要最大程度日常生活。浦t城1内按“九宫”布局，各有、、t3个岀入，齐、主次分明。所在制作VR设置特定场景时，选了到t到黄作为主要的选取场景路段。段路呈交叉十，贯穿了t城堡，要的交路。经常在路，所在此设置场景，最体现日常生活真实情境，｛用户有一种身临其境的％3.3交互设计
VR不同于传统技术，其丰富的交互设计让用户沉浸入环境。在浦t城堡VR体游时，用轻轻一点就换，转换场景等％使用VR设备在游中品增添、换材质等操作，身临其境环境变化％利用好交互设计，带不同的视觉感受，还原最真实的空间体验。
(1)换设
不同的就会呈现不同的场景，带给用户的体验效果也不一样％所以在浦t城堡的VR漫游中，了换，用在体验VR时可以根据不同需求选择多种，使场景随变化而现岀丰富的情境。目前浦t城堡VR展示中有晴天、3种，在展示中可以
点碰换，在不下的VR效果。
(2)游路设
VR游览路线不同于游览展示路线。在VR游路线中，项目被建筑师用计算机呈现在三维的虚拟信环境中，用自由选择游览方向，能够全面了解空间布局，对于各个角落的细部设计也能一目了然
。
2021年04期总第274期陈浩瀚，张子康，郑林蕊，等•基于VR技术在闽南传统建筑聚落虚拟体验研究-109-
西城堡的游览方式主要有两种：一种，
游，另一种是场景转换游。游相对于场景转换游更加自由，键
VR设备就在浦西城堡内自由行走，体
感更强。场景转换游是在浦西城堡内选择几个重要的节点全景图，的游览方式在Venus软件内，便于的二%日常的手机设要扫码就体验到，适合用于展示传播的用途。用据自求选择游览方式，需要体漫游的就选择游，方便快速要的节点图就选择场景转换游。
3.4VR作品应用成果
完成了浦西城堡VR作品设计，将
在游览指示牌上，方便游用手机扫码体验全景视图。同时设置一个专门的体，提供VR 于游体验％另外还、微博VR作品夕卜网络宣传，如图6所示。
图6浦西城堡VR作品二维码路牌和意向图
西城堡的VR作品为契机，极开展作，院构体系。浦西城堡是学村落闽的，学
会引导浦西城更完善的护,
性循环。学生实了村落，并以构建出VR作品。利用VR技术将更新奇的方式展现给人们，能够高的曝光度，吸更多人注、了、古村落的现状，以期能够形成人们自发保护的风气％
4结语
VR技术打破了闽示的固有方，的运用，将闽特
体示％—定程度上缓解了实地体交环境气候阻碍、构件原、展示内容有限
%尽管VR技术在领域已经逐渐得到肯定，但在闽 的应用还％随着硬件大大VR技术逐渐稳固，将在播领域占有不的地位，在的运用也会逐渐普及％
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