AR增强现实在艺术品数字化的应用

分类：艺术教育论文发表 时间：2021-03-07 10:11 关注：(1)

　　以元代陶商队雕塑为例，分析增强现实AR技术如何与雕塑相结合，探讨传播的多种途径和形式，以及增强现实数字虚拟开发流程的内容。

　　关键词：信息技术，多媒体，增强现实，元代陶商队

　　元代的雕塑艺术受喇嘛教影响深远，人物造型神态栩栩如生，线条圆润，表情丰富。出于统治者的权利象征，喇嘛教的思想得以传播，因此各地开始兴建泥塑的佛像。

　　1元代陶俑造型艺术

　　元代陶俑以黑陶居多，质地细腻而坚硬，其中的造诣继承于汉唐，也发展出独特的造诣。陶俑的制作以打磨黑陶俑为主，加入金石，成为元代陶俑创作最重要的工序。元代陶俑没有靓丽的彩绘加持，依靠动作和生动的表情表现陶俑形态，服饰刻画张弛有度，人物整体形象偏写实风格，具有浓郁的民族情感，其艺术水平不逊于汉唐。其中，收藏在内蒙古博物院的陶商队共五人，两人为蒙古族造型，身着蒙古袍，髡发，一人双手互插于袖中，置于胸前，另一人左臂置于胸前，右臂抬起，做牵马状。一人为官吏造型，身着圆领官服，头戴高翅官帽，脚踏筒靴，做牵马状。一人为典型的中亚人，头戴毡帽，身穿胡服，深目、高鼻、络须，双手互插于袖中，为侧视状。还有一妇女形象，当为汉族，高髻，长袍，面容端庄，体态丰盈，双手互插于袖中，置于胸前。两匹马的造型精美逼真，小耳、短腿，却体态矫健，为典型的蒙古马造型，身上鞍韂齐备，一马备鞍，一马驮物。一匹骆驼，遍体金黄，身驮重物，用绳子十字捆缚，披幔上有云立驿站制度，以上都、大都为中心，设置了帖里干、木怜、纳怜三条主要驿路。在元上都建立规范的驿站制度为各国贸易商提供了交易的平台，吸引了外国使者、传教士、商人的来访，最著名的意大利商人马可•波罗在1275年受到了忽必烈的召见，看到无比繁华的商业和元代辽阔的疆域，在《马可•波罗行记》中记载了元代的风土人情。在元代出土的陶商队就能看到当时队伍中民族融合的繁荣景象。元代出土的陶俑数量较少，保护和传承就非常重要。由于科技的发展，敦煌壁画应用了数字化的方式。跨越时间和地点的束缚，多角度观看文物。兴起的VR虚拟现实技术和AR增强现实技术[1-3]的发展越来越受大众喜爱，对于获得更多的历史、艺术信息的方式多样，也对于激发创意，了解民族融合和发展提供了便利条件。目前，AR增强现实技术应用于中多博物馆的文物中，代表草原丝绸之路的元代陶俑还没有开发应用起来，因此以元代的陶商队为例的增强现实的开发将是我们的重点。

　　2草原丝绸之路与元代陶俑

　　草原丝绸之路是蒙古草原沟通亚欧大陆的重要贸易通道，与海上丝绸之路一起，并称丝绸之路。草原丝绸之路的发展离不开北方游牧民族的“逐水草而居”的生活和生产方式。在先秦，斯基泰人在山区开凿矿产，发掘出黄金和青铜，制成华丽的装饰品和青铜器，促成了手工艺品的贸易发展，早期的草原丝绸之路贸易开始于带有浓郁游牧民族气息的黄金饰品和青铜器的贸易交换。到了秦汉时期，由于汉王朝对匈奴的战争胜利，迫使匈奴西迁和南迁，正是由于匈奴的西迁和南下，对于草原丝绸之路的联结起到了至关重要的作用，匈奴族对于金器的制造水平高超也影响了蒙古地区的文化。魏晋时期崛起的鲜卑民族建立的北魏重新将草原丝绸之路进一步巩固，现在的呼和浩特南端的和林盛乐古都就是遗留的草原丝绸之路的重要古迹。突厥兴起的隋唐，将漠北草原的统一，将草原丝绸之路得到更好的发展。辽代的贸易，因澶渊之盟将中原的岁币、丝帛、白银提供到辽朝。北宋将茶叶、金银首饰、文化语言传播到辽。辽末期，耶律大石战败带部族沿着丝绸之路迁徙到中亚地区，延续90年的西辽政权将文明和生产方式带到中亚。到元代，草原丝绸之路的贸易之繁华达到了顶峰，元朝正式建立驿站制度，以上都、大都为中心，设置了帖里干、木怜、纳怜三条主要驿路。在元上都建立规范的驿站制度为各国贸易商提供了交易的平台，吸引了外国使者、传教士、商人的来访，最著名的意大利商人马可•波罗在1275年受到了忽必烈的召见，看到无比繁华的商业和元代辽阔的疆域，在《马可•波罗行记》中记载了元代的风土人情。在元代出土的陶商队就能看到当时队伍中民族融合的繁荣景象。元代出土的陶俑数量较少，保护和传承就非常重要。由于科技的发展，敦煌壁画应用了数字化的方式。跨越时间和地点的束缚，多角度观看文物。兴起的VR虚拟现实技术和AR增强现实技术[1-3]的发展越来越受大众喜爱，对于获得更多的历史、艺术信息的方式多样，也对于激发创意，了解民族融合和发展提供了便利条件。目前，AR增强现实技术应用于中多博物馆的文物中，代表草原丝绸之路的元代陶俑还没有开发应用起来，因此以元代的陶商队为例的增强现实的开发将是我们的重点。3增强现实AR技术在陶商队推广中的应用根据元代陶商队采用Maya对场景进行三维建模导出高模和展开法线贴图、利用substancepanter，模型导入Unity3D中软件制作，采用Unity进行场景交互设计，采用太虚ARsdk引擎制作在博物馆下载APP，扫描识别图片就能实现对应的增强现实模型、播放视频解说、动画、音效、特效及交互。以前利用unity3D中Vuforia插件制作，两者对比后选择使用太虚ARsdk下载好安装后就可以在本地unity3D操作，不用联网设置，更加方便和快捷，且两者功能一致。识别图的制作需要提前调整好图片中的黑白灰关系，适当添加矢量图的边框增加识别点。通过该方法制作的识别图能够高效准确的识别模型。

　　3增强现实AR技术在陶商队推广中的应用

　　根据元代陶商队采用Maya对场景进行三维建模导出高模和展开法线贴图、利用substancepanter，模型导入Unity3D中软件制作，采用Unity进行场景交互设计，采用太虚ARsdk引擎制作在博物馆下载APP，扫描识别图片就能实现对应的增强现实模型、播放视频解说、动画、音效、特效及交互。以前利用unity3D中Vuforia插件制作，两者对比后选择使用太虚ARsdk下载好安装后就可以在本地unity3D操作，不用联网设置，更加方便和快捷，且两者功能一致。识别图的制作需要提前调整好图片中的黑白灰关系，适当添加矢量图的边框增加识别点。通过该方法制作的识别图能够高效准确的识别模型。

　　3.1Maya建模技术

　　元代陶商队陶俑模型三维建模需要按真实比例制作，因此采用Autodesk公司出品的Maya三维动画软件，Maya以功能完善，工作灵活，易学易用著称，制作效率极高，渲染真实感极强。针对元代陶商队角色的比例、动作利用Maya中的多边形建模把点线面的调整，能够更快更好的拓扑角色的特征，强大的NURBS和细分建模工具使模型更加真实精细。

　　3.2substancepanter材质

　　做好的模型导出高模和展开法线贴图，就可以在substancepanter里绘制材质了。元代的陶俑多为黑陶上的金色的釉，出土后，金色的釉脱落，缝隙里沾染着污垢，这样的痕迹需要在ZBrush中导出法线贴图，再进行绘制效果更贴近真实。手动绘制脏迹效果会更贴近原作品，还原作品也是再创作。

　　3.3Unity3D技术

　　AR增强现实角色数字化呈现的过程是三维模型或场景搭建导入、材质添加、角色动作加载、光照调整、整体渲染，以真实展现设计交互的方式搭载代码，制作特效、交互、配音解说等功能的实现，采用Unity3D渲染技术。角色生成需要用到手机识别图，识别图的制作要求如下：（1）图片尽量使用矢量图，转化黑白灰关系后能够清晰辨别区分度。如果遇到撞色图片时，最好加以矢量图形作为识别点，避免识别时出现模型颤抖识别速度慢的情况发生。（2）可添加粗体的汉字作为识别图的识别点。（3）可增加矢量图边框增加识别点数量。Unity开发移动AR增强现实元代陶商队应用程序，主要步骤如下：（1）导入模型包。（2）导入太虚Arsdk。（3）删除MainCamera（主摄像机）。（4）拖入ARCamera和ImageTarget。（5）设置识别图ImageFilePath="1.jpg"，要设置好识别图路径和名称同时将设定路径在Assets→StreamingAssets文件夹内，名称设置与所填名称相同，并加后缀".jpg"。（6）设置模型，把模型拖入场景，调试与识别图显示的位置，把模型拖入到ImageTarget中，成为其子对象。（7）预览测试。（8）导出Android或者ios程序APP。Unity3D是一个高级的3D应用综合开发环境，除了提供游戏引擎编写，主要就是VR和AR的引擎编辑。如此强大的引擎完成交互是其最重要的特点，对于博物馆的文物，看和听历史，互动的模式将成为博物馆文物展出的必然途径。

　　3.4太虚AR

　　以往我们应用Unity3D引擎编写AR增强现实用到的是Vuforia插件，该插件在开发陶商队陶俑识别时用于实现模型位置、按钮、动作、特效、UI、音视频解说以及动画。但是该插件也有不完善的地方，在安装配合Unity3D使用中需要联网设置，而太虚AR直接下载SDK，不需要安装就可以使用，不用编写代码。因此选择太虚ARSDK更加方便和快捷。适合普通人操作，不易出错。

　　4结语

　　元代陶商队雕塑作品是我们对于研究蒙元文化、草原丝绸之路留下的瑰宝，如今利用现在的数字建模技术和AR增强现实将实物变成数字化，既方便我们研习知识，传承文化。又让历史重现在我们眼前，破损部分的修复也能够更好传承。作为实践者应该更多的保护非遗文化的传承与发展。

　　参考文献

　　[1]朱淼良,姚远,蒋云良.增强现实综述[J].中国图象图形学报,2004(07):3-10.

　　[2]陈靖,王涌天,闫达远.增强现实系统及其应用[J].计算机工程与应用,2001(15):72-75.

　　[3]姚远.增强现实应用技术研究[D].浙江：浙江大学,2006.

　　作者：魏倩云