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仓颉庙虚拟展示系统

参赛方向: 面向行业专业的3D/VR/AR创新应用

参赛赛区: 陕西赛区

参赛组别: 教师组

参赛院校: 渭南师范学院

参赛院系: 传媒学院

参赛教师: 贺宏福、张小波、李岩、李琦、宁鹏飞

项目简介

   陕西省白水县仓颉庙虚拟展示系统,是在“精准扶贫”和“优秀传统文化创造性转换创新性发展”的大背景下,采用文化遗产三维数字化技术路线,创建10余幢建筑的三维模型,42株古树名木的三维模型和动画资源,砖雕和壁画等等其它模型资源,然后经过场景搭建、材质调节、贴图调节、灯光调整、发布输出等调试环节,历时一年设计制作出虚拟展示系统。创作的《仓颉庙虚拟展示系统》于20189月被白水县宣传部发布,姊妹篇《白水仓颉庙建筑漫游》于20188月被白水县宣传部发布,“为白水打造华夏四圣文明传承区和渭北绿色生态旅游区做出了积极的贡献”。


项目详情

  在长期实践基础上,我们提出了面向文化遗产三维数字化实践的技术路线,包括素材采集、素材整理与数字化处理、古建筑的三维模型创建技法、古树名木的模型及动画技法、文物的三维模型创建技法、三维模型资源在漫游和虚拟现实中的应用等环节。

  1.创建古建筑三维模型13幢。照壁、山门、东西戏楼、前殿、钟楼、鼓楼、报亭、正殿和耳房等建筑模型。

  2.创建古柏树数十颗。在SpeedTreeCinema创建了抚韵柏、知音柏、二龙戏珠柏、干枝梅柏、柏抱槐、扁枝柏、孔屏柏、手植柏、飞檐走壁柏棵最具造型特色的高分辨率模型(多边形数量在30万左右),还创建了3种柏树的低分辨率模型(多边形数量在1万左右),用来表现造型普通的古柏。

  3.创建了18通古碑的三维模型资源,晨钟暮鼓、雕刻、壁画等三维模型资源。

  4.参考卫星地图、高程图成成地形模型的技法,创建了符合仓吉庙地形特征的地形模型资源。

  5.UE4引擎,把创建的三维模型资源发布成虚拟展示系统。




难点创新

   1.技术集成创新度高。主要包括三维建模、贴图绘制、数字化展示与传播的模式和技术。涉及计算机、三维扫描仪、数位屏等硬件,涉及到3ds Max(以下简称Max)、Maya等,用于创建树木模型的专业软件SpeedTree(以下简称ST)等,用于创建自然景观的专门软件VuexStream(以下简称VUE)、lumion等,还有图像处理软件Adobe Photoshop(以下简称PS),纹理处理软件Quixel Suite套件、Substance Painter套件(以下简称SP)等,数字雕刻和绘画软件ZBrush(以下简称ZB)、Mudbox等,虚拟现实引擎软件UE4


2.采用了新兴的PBR(英文Physically-****d Rendering的缩写,意思是基于物理规律模拟的一种渲染技术)流程技术,创建出一个真实物理世界的视觉效果。使用了固有色贴图、法线贴图、粗糙度贴图、金属度贴图(或光泽度贴图)、环境光遮挡贴图、细节贴图等贴图。

3.采用能够满足用PBR流程的三维树木模型和动画资源创建技术,表现出千年古柏的主要结构形态和纹理质感,还模拟出风吹动树木的运动效果。

4.采用三维扫描、参考图片和拓片等综合技法,较好地模拟了18通古碑。古石碑结构简单,模型创建并不困难,困难的是对碑文的表现。石碑的碑文,一种是文字边界清晰,如《重修仓颉塑像碑记》、《仓圣鸟迹书碑》,另一种是文字边界模糊,如《广武将军碑》的局部、《仓公碑》,对于文字清晰的图像,使用一般方法即可设计制作出质量较高的贴图;对于成像质量差,文字边界模糊的,采用文字拓片、数字化图像处理技术来增强图像对比度以设计制作高质量地贴图。


成果成效

   1.陕西省白水县仓颉庙虚拟展示系统,真实感高,交互性强,精度高、规模大,被管委会、宣传部门采用,为白水打造华夏四圣文明传承区和渭北绿色生态旅游区做出了积极的贡献


2.把实践经验总结成《文化遗产三维数字化实践》一书,由陕西科学技术出版社出版。

3.把技术路径和经验总结应用于实验教学,指导学生创作的作品获得省级以上学科竞赛80余奖项,其中《云的往事》获得全国三维数字化创新设计大赛数字文化方向全国总决赛唯一特等奖,奖金 2 万元。该事件被陕西电视台、渭南电视台、陕西省教育厅微博、渭南青年网等多家媒体报道。


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