HTC Vive端“黑石号”沉船虚拟漫游系统设计

摘要

船只与航海的历史，几乎与人类文明本身同步起源。在海上丝绸之路航线上沉没的古代沉船，是海洋文化遗产的重要物证，也是研究海上丝绸之路的最生动资料，对其进行保护与开发是现今设计研究的关注点及难点。虚拟现实技术在文化遗产领域的开发使用，已通过诸多研究证实其积极效果，而针对古代沉船这一特殊文化场域，仍然缺乏更新颖和系统的设计研究。　　本研究旨在通过“黑石号”虚拟漫游系统的建立，实现高度沉浸感的和良好文化教育效果的漫游体验，为古代沉船的数字化开发提供创新指导。通过文献研究，对国内外文化遗产领域的虚拟现实进行梳理，发现当前存在的问题和有价值的设计点。根据古代沉船的文化价值，分析使用虚拟现实技术开发古代沉船中重要性及可行性。同时重点研究了叙事手法、严肃游戏的跨学科设计思维，并对现有的古代沉船虚拟漫游系统典型案例进行了分析总结，最后以公元9世纪海上丝绸之路上的“黑石号”古代沉船为对象展开设计实践。“黑石号”虚拟漫游系统通过图形建模技术与摄影建模技术结合，获取历史真实的“黑石号”船体模型与相关器物模型，并创作“黑石号”停靠小岛等待启航这一历史故事，从情节、场景、角色完成对虚拟情景的构建，并利用“历史真实”和“艺术想象”相结合的手法完成漫游场景的设计。在自由的场景漫游体验以及传统图片式交互的基础上，开发了以长沙窑瓷器知识和唐代煮茶知识为背景的任务式游戏，用户可以主动参与到事件中来，通过完成游戏任务有效的获取沉船文化知识，形成良好的学习式体验。　　本研究创新将参与型叙事手法融入到系统中，以叙事手法构建引人入胜的“黑石号”沉船前的历史故事，将用户代入历史情景，激发用户情感共鸣；通过历史真实与艺术想象结合的场景设计，在完全尊重历史真实的基础上最大化艺术的想象空间，丰富了漫游的沉浸感和真实感；通过严肃游戏的形式，增进“黑石号”相关知识的传播效果，使虚拟漫游达到寓教于乐的传播目的。“黑石号”虚拟漫游系统证实了虚拟现实在古代沉船的数字化开发环节中具有积极作用，促进了“黑石号”这一文化场域更广泛的传播。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究综述

1.2.1 国外研究综述

1.2.2 国内研究综述

1.2.3 研究述评

1.3 研究目的及意义

1.4 研究方法及内容

1.4.1 研究方法

1.4.2 研究内容及框架

第2章 古代沉船与虚拟现实

2.1 文化遗产与虚拟现实

2.2 古代沉船与虚拟现实

2.2.1 古代沉船与海上丝绸之路

2.2.2 古代沉船的数字化保护与开发

2.3 虚拟环境下的严肃游戏

2.3.1 严肃游戏概念

2.3.2 文化遗产领域的严肃游戏

2.3.3 沉浸式严肃游戏设计方法

2.4 文化遗产数字化的叙事手法研究

2.4.1 叙事手法简介

2.4.2 文化遗产数字化的叙事框架

2.5 古代沉船虚拟漫游系统案例分析

2.6 文化遗产领域虚拟漫游系统评估

2.6.1 可用性评估

2.6.2 教育有效性评估

第3章“黑石号”沉船虚拟漫游系统设计

3.1 设计背景

3.1.1“黑石号”沉船

3.1.2 长沙窑瓷器

3.2 系统设计

3.2.1 设计目标

3.2.2 目标用户

3.2.3 设计流程

3.2.4 设计原则

3.2.5 叙事情景设计

3.2.6 功能模块设计

3.2.7 交互设计流程

3.3 三维模型采集和制作

3.3.1“黑石号”船体三维模型

3.3.2 长沙窑瓷器三维模型

3.3.3 其它三维模型

第4章 虚拟漫游系统搭建与实现

4.1 漫游场景搭建

4.1.1 海岸场景

4.1.2 甲板场景

4.1.3 船舱场景

4.2 人机交互界面

4.2.1 交互界面设计

4.2.2 视频设计

4.3 漫游功能实现

4.3.1 基本操作功能

4.3.2 煮茶游戏实现

4.3.3 瓷器识别游戏实现

4.4 系统测试与迭代

4.4.1 系统测试

4.4.2 数据分析

4.4.3 设计迭代

结论

参考文献

致谢

附录A“黑石号”虚拟漫游系统交互热点

附录B“黑石号”虚拟漫游系统用户体验调查问卷

附录C 毕业设计展板