苏丽萍，李昭勋
（河北民族师范学院 美术与设计学院，河北 承德 067000）
0 引 言历史街区体现了城市漫长的发展历程。作为记载城市文化的一种非常重要的物质文化遗产。承德西大街有着悠久的历史，是与承德避暑山庄风景区距离最近的历史街区，是承德历史文脉的象征。伴随着我国经济的蓬勃发展，城市化进程不断加快，城市更新速度的加快对于城市历史街区的存在具有一定的威胁。因此，城市发展中切实保护历史街区，并使历史街区在城市文化传承中的作用得到充分发挥，是非常重要的问题。为更好地推动承德历史街区的保护，采用数字化技术对承德历史街区进行保护有着非常重要的意义。
在信息技术高速发展的今天，新时代科技与文化融合发展战略不仅给历史街区文化传播带来千载难逢的新机遇，也提供了新视角。绘画作品、老照片等静态表现形式已难以满足历史文化传播的新语境需求。数字化、动态化、场景化的表达方式受到越来越多人的青睐。数字化技术的运用在体现承德老街真实场景的基础上更具生动性；VR技术的运用则让人身临其境，从更具体验感的视角捕捉空间的事实，从而获得新的认知；历史街区活态传承衍生品的设计，丰富了承德旅游纪念品的种类。历史街区的文化活态呈现，打破了现实距离的界限，使远在千里之外的“游客”也能如同亲临承德，感受承德的历史记忆和城市魅力。
1 承德历史街区文化数字化呈现概述1.1 承德历史街区文化数字化呈现的意义历史街区是一个城市“活”的记忆。随着城市的发展，传统的保护方式已经不能满足现代人对文化遗产的认知和所衍生出的文化额追求。实施科技与文化融合战略，将承德历史街区的文化基因进行科技创新，使承德历史街区文化能够活态化地呈现在游客面前，完美呈现承德历史街区的历史底蕴和深厚文化。
此外，数字化技术可以将承德历史街区的文化活态形象地登上世界舞台，吸引到世界各地的游客，用户可以足不出户就能体验到承德的民俗文化，在弘扬中华民族文化遗产的同时促进承德旅游经济的发展。
1.2 承德历史街区文化数字化呈现的原则历史街区文化数字化呈现是指采用数字化技术对历史街区进行数字化建模和还原的过程，通过对街道、建筑及周边环境的数字化建模，实现对历史街区文化的数字化呈现。近年来，采用数字化技术对历史街区文化进行保护、还原得到人们的广泛重视。对历史街区文化进行数字化呈现，其主要原则为：
（1）要尊重历史街区的风貌。历史街区是人们在漫长的历史发展中逐渐形成的街区，是深厚历史文化的直接呈现。因此，在对历史街区文化进行数字化呈现时，应充分考虑历史街区在不同历史时期的政治、经济和民俗特点，保留历史街区文化的风貌和肌理，为历史保留真实的历史街区文化。
（2）要兼容历史街区的历史演进。承德市历史街区的建设历经数百年，不同历史时期的建筑特点和建筑样式不尽相同，加之近现代以来承德历史街区经过数次修复，街区内的历史建筑与修复建筑既互相独立又互相依存。因此，在对承德历史街区文化进行数字化呈现时应充分兼容历史街区的历史发展，对历史建筑和修复建筑在数字化呈现过程中实现兼容性。
（3）要精确重现历史街区的细节。对承德历史街区内的不同建筑的造型、材质、表面色彩和装饰构件等都应经过仔细观察，通过测绘、摄影、录像和航拍等方式，认真记录不同建筑的特点和细节，精确地体现出街区内不同建筑的尺度和质感。
此外，为了提高承德历史街区的数字化呈现的效果，提高效率，应通过观测历史街区整体建筑的宏观形态，发挥中心轴线、元素重复等方法对历史街区进行建模，提高承德历史街区的数字化呈现效果。
1.3 增强现实技术概述增强现实（Augmented Reality, AR）技术是在虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术发展而形成的视觉显示技术，AR技术不仅具有VR技术的优点，还能将真实环境与虚拟现实融合在一起，并综合应用交互、定位等技术相互配合，实现高质量的视觉混合显示效果。
AR技术具有实时互动、三维注册和虚拟现实融合三大特点。实时互动是指用户能通过AR系统进行实时交互，实时交互有效拓展了人机交互的渠道，除了键盘和鼠标，用户能以更加自由的方式与AR系统进行交互。三维注册是指AR技术能将虚拟对象或虚拟信息准确的放置在真实场景的位置上，并与真实世界实现无缝融合。三维注册要求计算机将虚拟对象准确还原至三维空间中，并无缝集成的显示给用户。虚拟现实融合是指能给用户展现虚拟融合的事件或物体，是对真实场景的虚拟扩展，是AR技术区别于VR技术的重要标志。
2 基于增强现实技术的承德历史街区文化数字化呈现设计2.1 设计思路根据到承德历史街区的调研可知，对承德历史街区AR识别卡片进行制作，借助于移动端对承德历史街区AR识别卡片进行扫描，人们能够看到承德历史街区相应的三维模型，由此使人们的感官体验得到增强。
人们在历史街区AR识别卡片的展示部分，借助于扫描卡片获取相关建筑的三维模型，同时有动态文字与音乐的介绍。文字与音乐的叠加增加了街区展示的魅力。同时，借助于扫描可以播放相应的视频，增强人们的体验。
2.2 AR识别卡片的设计基于景区展示的复原模型、平面图等对承德历史街区建筑外形进行确定，借助于对历史文献的查阅，对历史街区的真实造型形态进行明确。对于AR的识别风格来说，选择现阶段较为流行的插画方式，只是把建筑物的轮廓通过简单的线条或者是色块进行提炼，在处理颜色过程中，以文献资料、出土的文物颜色为依据，颜色的主基调选择“蓝天灰瓦”。图1为承德历史街区建筑物插画形象。
图1 承德历史街区建筑物形象
在制作承德历史街区的AR识别卡完成后，采用Target Manager模块对识别卡进行星标并判断识别图的等级，星标级别越高表示识别图质量越好，要淘汰低于三星级的识别图。承德历史街区识别图星标为五星，说明识别度较高，图像中的十字表示识别点，如图2所示。
图2 承德历史街区识别图星标
2.3 AR展示的3D视觉设计完成识别卡制作后，采用3D MAX建模后再使用Unity3D完成AR系统的搭建。首先在3D MAX中搭建承德历史街区白模。如图3所示为承德历史街区的整体模型，图4为承德历史街区的细节模型白模。
图3 承德历史街区整体模型
图4 承德历史街区细节模型白模型
建模完成后制作并导出UV。由于沿街商铺并非规则立体形状，因此需要沿3D承德历史街区的表面法线创建二维平面，并绘制贴图。贴图中的每面棋盘均呈现为方形，UV展开细节图如图5所示。
图5 UV展开图
随后，对白模贴图进行处理，构建丰富的模型视觉效果。一般某个模型的贴图素材会较多，经UV贴图后再经Photoshop进行加工和润色，如图6所示。
图6 承德历史街区模型贴图
上述环节完成后，承德历史街区的三维模型文件已完成创建，如图7所示。对模型文件另存为fbx格式后再导入Unity 3D中进一步完成AR作品制作。
图7 承德历史街区三维全景模型
2.4 AR展示系统的实现过程本设计采用Unity3D 2018完成承德历史街区的R展示系统，选择需要的平台支持组件（iOS、Android、UWP）并完成安装。安装完成后创建新的3D项目，选用Vuforia工具包，并对该工具包的本地属性进行配置，再使用该工具包实现场景预设。随后将先前制作的AR识别卡上传至Vuforia工具包并进行信息识别，并将识别图SDK文件另存为至本地。
在Unity3D 2018中添加ARCamera，并将mageTarget拖入Hierarchy中。随后在Unity3D导入3D MAX做好的模型，并在ARCamera文件夹导入该模型。在Vuforia工具包中该项目模型，并对ImageTargrt完成激活。此外，并利用Unity3D 2018中的Xdreamer插件完成承德历史街区AR系统的交互，完成承德历史街区的AR系统的设计。
对该设计采用Android 系统进行导出测试。采用Unity3D 2018将Android的安装包apk到处并在智能手机上安装测试，效果如图8所示。该AR测试效果能较好地展示承德历史街区的主要场景，还可以在左侧的滑动轴进行旋转和缩放，实现多角度和多分辨率观看，实现较好的AR展示效果。此外，还可以增加承德历史街区的音视频信息来丰富AR系统的展示效果，为游客提供更加便捷的展示手段。
图8 承德历史街区AR 测试效果
3 结 论增强现实（Augmented Reality, AR）技术可以帮助人们将历史文化遗迹进行可视化传播。对承德历史街区采用AR展示技术进行展示，采取有效措施不断提高成像质量以及分辨率。使用AR 技术不仅能良好的展示承德历史街区的历史文化遗产，还能推动承德文化创业产业的发展，促进承德市旅游产业的良性发展。
