AR技术在侗族建筑数字化保护中的研究.docx

AR技术在侗族建筑数字化保护中的研究 张佳佳 摘要：侗族建筑是少数民族文化的重要组成部分，其蕴含的建筑艺术和精神文化内涵都很值得研究但随着时间的推移，以木结构为主的侗族建筑受到了自然风雨侵蚀、火灾和人为破坏，出现了不同程度的损毁除了传统的保护手段外，近几年流行的增强现实技术为侗族建筑的有效保护提供了新的途径本文分析了侗族建筑和AR技术结合的可行性，重点介绍了AR项目的制作流程关键词： 侗族建筑 增强现实技术 制作流程1 引言侗族建筑作为少数民族文化的重要组成部分，不仅呈现了侗族人民的建筑艺术，还体现了侗族人民的精神文化内涵但随着时间的推移，以木结构为主的侗族建筑受到了自然风雨侵蚀、火灾和人为破坏，已经出现了不同程度的损毁除了修缮、拍照等传统的保护手段外，还应该结合现代科技手段对侗族建筑进行保护开发和探索研究三维数字建模技术、增强现实技术打破了时空地域的局限性，为少数民族文化的保护与传承提供了更多途径，具有重要意义2 侗族建筑和AR技术结合的可行性2.1 增强现实技术增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）是指把计算机仿真的虚拟数字信息与真实环境相叠加，通过移动设备显示出来，用户可以实时交互的一种技术。

AR技术是虚拟现实技术发展到一定阶段的新形式，具有虚实结合、实时互动、三维注册的特点2.2侗族建筑分析侗族建筑以鼓楼、风雨桥、吊脚楼为代表它们都具有干栏式建筑的基本特点1）鼓楼鼓楼的建筑外形像一座密檐式的佛塔，采取三段式造型下部空间高大，中部是层层飞檐，上部为顶亭多数鼓楼以4根或6根主杉木为立柱，从地面直通楼顶立柱之间用穿枋连接楼檐鼓楼的楼檐为多层重檐，皆为单数，形状以六边形或八边形为主2）风雨桥风雨桥有亭阁式和鼓楼式两种，它最大的特点是集廊、亭、台、楼、阁于一身的桥梁建筑桥基是风雨桥的基座，由多块青石条堆垒而成桥身是主体部分，完全由纯杉木结构建造桥廊采用穿斗式木架组合结构，结合梁柱体系连成整体桥廊上面建有楼阁式桥亭，重檐翘脚，层次分明，美观雅致3）吊脚楼侗族吊脚楼是典型的半干栏式建筑形式吊脚楼依势而建，一般用杉木打造三层框架底层由于潮湿不住人，用来堆放柴草或喂养家禽第二层是生活空间，有火塘、走廊、卧室、堂屋分列其中第三层通风干燥，比较宽敞，常用作储物或者晾晒稻谷2.3 可行性分析增强现实技术（AR）在文物复原、医疗、教育領域的应用是近几年的研究热点，呈现发展迅速的趋势将AR技术运用在侗族建筑的数字化保护与传承中，具有以下可行性。

AR技术以计算机仿真技术为基础，通过三维建模软件对侗族建筑实物进行分类建模、并分类存储到数据库中实现了侗族建筑资源科学的、高精度的、永久的保存AR技术还能整合图片、视频、动画、文字等信息，利用这一特点，可以将侗族建筑的营造过程和营造技术用三维动画展示出来，并配上介绍侗族建筑文化的图片、文字、视频用户只需用手势，就可以在移动设备上实时互动这一新颖的形式能增强用户对少数民族建筑文化的了解和深刻认识3 AR项目制作流程AR项目采用基于Unity+Vuforia的增强现实技术，利用三维建模软件创建侗族建筑的三维数字模型具体开发流程如下：3.1 建立三维数字模型三维数字模型的建立是AR交互的基础侗族建筑结构复杂、工艺独特以鼓楼为例，整座建筑采用凿榫打眼、穿梁架拱、立柱连枋，以榫卯连接，结构牢固用三维建模的方式能更直观的看到各个部分的穿插关系，以及内部的空间构造为了保证模型或动画在移动设备端运行的流畅性，一是在建模的时候保留建筑细节，二是尽可能降低模型面数最后注意导出为FBX格式才能被Unity识别3.2 Vuforia环境的搭建在进行AR开发之前必须先配置好Vuforia环境首先登录Vuforia官网注册账号，然后新建自己的数据库，上传需要识别的图片。

最后获取项目开发的License Key需要注意的是因为Vuforia采取的是自然特征点检测技术，所以上传的图片应具有细节丰富、对比度较高、无重复的特点3.3 导入Unity开发3.3.1 前期相关设置（1）Vuforia SDK安装检查Unity软件是否安装了Vuforia SDK插件，如果没有安装，可以重新勾选该插件进行安装该插件的作用是将Unity生成的虚拟场景叠加在真实环境中2）设置AR CameraAR Camera有两方面的作用：一是调用设备的摄像机，二是实现各种事件行为的接口在Unity的新建项目中，创建一个AR Camera点击AR Camera，在右边的信息面板下点击 Open Vuforia Configuration，将之前在Vuforia官网获取的项目开发密钥粘贴到 App License Key里3.3.2 创建AR环境将侗族建筑的三维模型FBX格式导入到Unity里的assets文件夹里在Unity的层次面板右键单击新建Image Taget在信息面板中点击Database，选择之前在Vuforia官网中建好的数据库名字将之前导入的侗族建筑的模型拖拽到Image Taget下，使其成为Image Taget的子对象。

3.3.3 导出设置下载适合的JDK版本进行安装，并完成环境变量的配置下载Android SDK进行安装下载完成后，返回Unity界面，在Unity中配置好SDK和JDK的安装路径菜单栏下Edit—Preferences--External Tools中填入JDK和SDK的安装根目录配置好JDK和SDK环境后，在项目设置中，先检查场景是否添加到build中再选中Android，单击switch platform按钮，完成安卓平台的切换然后单击Player Settings，在other settings选项下修改Identification的值修改完成后，单击Build，设置文件名，选择路径保存导出文件4 总结和展望随着5G技术的快速发展和各大厂商对增强现实技术软硬件设施的大力投入，AR技术会越来越成熟将这种技术运用在侗族建筑的数字化保护中，最重要的是选取有代表性的建筑对象，深入挖掘建筑的结构功能和文化意义通过逼真的虚拟环境和有效的互动形式，让用户清晰全面的了解侗族建筑的各种信息，对少数民族文化的传播与传承具有重要作用参考文献[1]冰河.侗族鼓楼与风雨桥特征浅论[J].西南民族学院学报（哲学社会科学版）， 2001，6：93-95.[2]徐敏，童强.一种基于Unity3D+Vuforia 的增强现实交互App的开发[J].现代计算机，2016（12）：71-75.[3]廖勇毅，丁怡心.基于增强现实技术的AR 赛车游戏[J].现代计算机，2012，12：71-73.[4]王丹婷，蒋友燏.古建筑三维虚拟建模与虚实交互软件实现[J].计算机应用，2017（S2）：186-189. -全文完-。