基于民间工艺专题设计的VR-AR实践教学研究

1、 基于民间工艺专题设计的VR/AR实践教学研究 梁冠博Summary：为培养学生创造性设计思维，提高学习能动性和设计实践能力;培养VR/AR技术与民间工艺融合的创新型复合人才。文章以民间工艺专题设计的VR/AR实践教学为例，创新教学方法，解析其创作流程，学习相关编程、交互等技术，探索民间工艺在未来设计中多维互动体验。得到关-VR/AR技术和民间工艺技术融合的设计创作方法，激发学生学习的内心驱动力。该方法可为更多的传统民间工艺与VR/AR技术的融合作品创作和多维互动展示提供参考，在专题设计中项目引导式的教学方法培养了学生主动思考和创新设计实践能力。Key：民间工艺VR/AR技术科艺融合教学实践中

2、圈分类号：TB472 ：A：1003-0069（2019）09-0109-03引言中国民间工艺蕴藏着丰富的文化艺术价值。随着社会科技的发展，民间工艺逐渐消逝。最新的VR/AR技术应用范围广泛，为民间工艺的保护和传承带来新的曙光。在这样的社会背景下，由此产生了基于民间工艺专题设计的VR/AR实践课题，通过探讨在大数据、人工智能、VR、AR、MR和全息影像等技术下民间工艺在数字世界里的多种可能性，在项目中培养学生的设计思维和创新设计实践能力。一、VR/AR技术与民间工艺的碰撞（一）VR/AR技术简介VR是Virtual Reality的简称，中文名虚拟现实。它是通过计算机在数字世界里模拟真实环境，

3、并通过头显设备，把人带入虚拟的环境中，通过交互感应设备在和虚拟环境产生互动。它在数字世界里生成种具有图像、声音、力感的虚拟环境，给人以沉浸式的体验。AR是Augmented Reality增强现实的简称，最早于1990年提出。它是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。AR/VR技术的区别在于VR虚拟现实技术是完全“沉浸式”的，需佩戴头戴式显示器来进入数字世界中，而AR增强现实是在现实物理世界里的实时叠加了数字世界的信息。（二）民间工艺的现状与问题中国民间工艺种类繁多。如剪纸、制陶、刺绣、皮影、风筝、脸谱等，都是中华民族的艺术瑰宝，也是联合国非物质文化遗产保护的重要内容。中国民间工艺曾经十分繁

4、盛，现在熟知或掌握民间工艺技术的人越来越少。究其原因是因本身的一些局限因素没有在当今社会和科学技术中做有效的调整和改变。比如民间工艺的工艺复杂性，单纯地通过文字和图像很难让人方便地了解其工艺流程和特点，对于民间工艺的学习和掌握也非常复杂和繁琐。其次，大部分民间工艺制品还是传统审美，和当下的审美不匹配。再者，在当代科技化大规模生产的冲击下，民间工艺品的手工制作方式受到多方面的冲击和影响。国家和社会都加大力度保护和活化民间工艺。（三）VR/AR技术为民间工艺的保护和传承提供新思路随着VR/AR技术的不断成熟，已有越来越多的人将VR/AR技术应用到民间工艺上。如虚拟紫禁城项目，对故宫建筑物、人物、文

5、物进行了高保真的3D建模，模拟当时宫廷人物的动作，让人可以通过游览、观看场景、参与如下棋、射箭、斗蛐蛐等活动，来体验宫廷文化和了解皇室结构体系。再如利用VR技术再现敦煌莫高窟代表洞窟的梦幻佛宫，让观众在巨型球幕中如临其境的体验代表洞穴里的每一幅极具张力和质感的壁画，每一尊栩栩如生的雕塑，每一抹被岁月氧化后斑驳的色彩。还有广东民间工艺博物馆（陈家祠）数字体验馆，综合运用了三维投影、VR和AR技术解读陈家祠百年历史和岭南建筑艺术。数字体验馆以“历史还原和保留建筑融合交融”为核心，以“游客服务”为导向，着眼于为参观者打造身临其境的陈氏书院主题数字化体验。此类作品作为科技与艺术的崭新结合，给人全新的艺

6、术文化体验。专题设计课程内容从学生身边的民间工艺出发，利用VR/AR技术，从设计的角度给民间工艺保护和传承提供了一种全新的创作思路，让作品更具互动性和渗透力。二、民间工艺专题设计的VR/AR教学实践流程中国民间工艺有着丰富的文化艺术价值，对于视觉传达专业的设计教学有着重要促进作用。VR、AR、MR等新技术具有沉浸式体验交互的特点。专题设计的内容一方面是对学生家乡民间工艺的深度调研和解读，另方面是对VR/AR技术的学习，然后从设计的角度将两者结合，让作品跨越真实物理世界和数字世界，探索VR/AR技术更广阔的应用范围，扩宽民间工艺更深远的人文艺术价值。视觉传达专业实验室的VR設备，Leap mot

7、ion、Kinect等交互设备都为教学实践的顺利展开提供了良好的硬件基础。在为期5周的课程中，学生们通过艺术与技术结合的方式，立体、丰富、多元地解读民间工艺未来更多的可行性。（一）解析设计专题，细分领域，发现相关问题。首先让学生了解什么是民间工艺，现在很大一部分民间工艺被列为非物质文化遗产，但是概念不等同。学生可以通过图书馆，网上查阅资料，了解民间工艺以其相关特性，然后用自己的语言简短概述。分小组进行选题，每组成员可结合自身家乡的地理属性和兴趣，寻找身边的民间工艺，焦距一种民间工艺，例如皮影、竹编工艺、花灯、剪纸、刺绣等。同一个主题最多2组可选，尽量保持选题的多样性。深入调研，发现这些民间工艺

8、中存在哪些问题需要解决？同时了解VR/AR技术，能否为解答这些问题提供技术支持，提高学生设计思维能力。（二）民间工艺数据采集和VR/AR作品的体验，寻找艺术与技术结合的设计突破口。各小组根据选题，通过文献查阅、网络调研、工艺博物馆考察、实地调研等多方手段进行大量的数据采集。在课堂上通过案例学习，如播放TED的VR的诞生一新艺术形式的崛起和全息感知未来世界等视频让大家对VR/AR技术能应用于领域有更清楚的认知。学生在实验室通过VR眼镜、Leap motion和Kinect等设备体验AR/VR作品和游戏。如图1所示学生在实验室真实的戴上HTC的头戴式VR设备，手持2个手柄，通过Tilt Brush

9、进行创作，如图2所示是学生在虚拟的3D空间里涂鸦过程。学生一起分享各自收集的VR/AR案例，近一步了解和接触何为VR/AR技术，思考这个神奇的前沿技术如何和自己的设计巧妙融合，给民间工艺带来非凡的互动体验。如有一小组选择皮影，除书本资料查阅、网络调研外，小组需去皮影博物馆去实地考察，了解皮影戏的原理、起源、皮影制作材料和制作流程、皮影的角色特点和艺术流派等。深入挖掘，发现问题，寻找兴趣点，思考如何用VR/AR技术解决皮影戏流逝的问题，是模拟皮影制作流程，让观众通过数字模拟的形式参与制作体验，让工艺得到保留和传承。还是从皮影戏的特点出发，以一种全新的方式去创作。再如有组学生选了提线木偶，刚开始非

10、常迷茫，不知道该做什么，引导她们回归视传传达专业本身，用设计的角度解答问题。发散思维，畅想也许可以给提线木偶的演出做个交互式海报，交互原理结合提线木偶原理也许是不错的创意点。每个小组都结合自身的选题，深入调研，一方面调研选题本身，另方面调研优秀的案例，寻找设计突破口，挖掘设计创意点，进行草图方案设计。（三）解析民间工艺和VR/AR技术融合的设计实践路径学生根据各自选题需求来设计草图方案，在提取相关民间工艺设计创作元素的同时学习用Processing编程、unity3D建模加编程、视频拍摄剪辑等相关VR/AR制作技术。如图3所示是应用VR技术创作的作品“走马灯之游山西村”的设计路径，前期需思考如

11、何把两者进行自然地融合，要了解哪些软件可以开发VR，如比较常用的是uinty3D，软硬件设备能不能跟上，做项目的可行性分析，然后对走马灯的工作原理进行分析，同时把陆游的游山西村进行视觉化的呈现，可通过photoshop进行场景绘制。再用3Dinax、C4D、Maya等软件建模模拟走马灯的空间场景，也可以直接在untiy3D里建模，然后将建模和游山西村视觉化场景一起导入到Untiy3D，进行编程让走马灯旋转起来，以及添加材质、灯光以及互动环节动效的设置，然后渲染，在VR设备中输出，进行测试，发现问题不断的优化改进，最终输出在VR设备中展示。不同的AR类作品，由于AR设备不一样，设计开发模块也略有

12、不同，但设计开发流程类似。此次专题设计的AR作品设计里主要通过计算机和Leap motion或Kinect设备来完成。两者区别在于Leap motion是手势交互，Kinect是体感交互。如学生作品竹编形的数字化呈现通过手势来交互，借助计算机用编程来生成图形，真实世界里的手在动，数字世界里图形就会跟随手势不断地变换。具体创作流程如图4所示，先草图构思，再研究竹编图形规律和学习Processing编程语言如图5所示，然后探索交互手势，最终通过Processing编写的程序把计算机和Leap motion连接在一起，需要不断地通过手势交互测试作品交互的流畅度和舒适度，修改程序来完善和完成作品。（四

13、）VR/AR技术为民间工艺专题设计的展示提供多维体验VR技术通过VR设备链接用户和设计的民间工艺虚拟场景，通过手柄以及手套等交互设备和相关的虚拟空间产生实时互动，给用户实时反馈。如学生作品走马灯之游山西村通过VR设备平台进行展示，以走马灯的原理为原型，将走马灯和游山西村这首诗相结合，在走马灯里再现这首诗的意境，如图6N示，观众戴着VR头显，进入走马灯的场景之中，走马灯在旋转，诗歌的场景与观众产生互动，当你走进细细观赏时迎面吹来一阵带着花瓣的风，听到流水的声音，忍不住去探个究竟，体验那句“柳暗花明又一村”的诗意。走马灯之游山西村作品将走马灯和VR技术融合，将当代审美和沉浸式体验结合，让这种传统的

14、民间工艺在数字世界里展现新的生命力。AR增强现实技术将真实环境和虚拟物体实时叠加到同一个画面或空间。例如学生作品提线木偶动态交互海报如图7所示，通过手势交互，当手向上走的时候就会把屏幕海报里的提线木偶几个字像弹簧一样提起，手放下的时候屏幕里的字也落下。再如学生作品未来皮影如N8所示里以经典的武松打虎故事为创作原型，以书本为交互载体，在真實的物理书本上呈现一个带有声效、可触摸、动态的皮影动画，作品最终以视频的形式记录保留传播。这些关于民间工艺的作品结合了全新的AR增强现实技术，在展示中打破了传统单向信息传播的方式，以双向互动的形式让更多的观众有更多的体验，让信息的传播更为有效、有趣。将VR/AR

15、技术与中国的民间工艺相结合，不仅能在其数字保护上起一定的作用，还能拓宽其应用领域，作品以全新的视角给人多维度体验。民间工艺专题设计的VR/AR教学实践流程，对其他民俗文化、非遗文化的数字化保护、开发、展示、研究都有一定的参考价值。三、基于VR/AR技术的民间工艺专题设计实践教学方法专题设计的教学内容紧跟技术发展和社会需求。在专题设计实践中，创新教学方法，以专题项目实际的设计需求驱动教学实践，老师站在学生的角度，引导学生自主学习，培养学生创新性设计思维和实际应用能力。（一）以项目设计驱动导向的小组式教学本课题“基于民间工艺专题设计的VR/AR实践课程“以项目设计驱动为导向，小组式合作教学，自主选

16、题，注重独立思考和设计实践。课程中将艺术与技术结合，按技术将学生分为两大组，VR项目组和AR项目组。两组平行式教学，相互学习。课堂上结合实验室资源，个I生化指导，小组式阶段性一起汇报设计进程。项目设计实践注重老师和学生，学生和学生等的多方有效性沟通，提高团队效率。（二）引导式教学，激发学生学习内驱力在专题设计项目实践教学中，以鼓励式教学引导学生，注重个体差异性。项目刚开始，由于VR/AR是个交叉学科领域，课程还涉及三维建模和编程，对于视觉传达的学生来说是很有难度的。教学实践中，首先给学生建立学习的信心，以学生各自想要呈现的最佳作品方案为学习目标，激发学生学习兴趣和热情，步步引导完成和完善作品。

17、再者每组学生设计能力和设计内容的差异性，一对一个性化引导教学，发挥学生的最大学习能动性。文章认为随着新技术新知识不断更新，在专题设计中教会学生通过多重途径自学的能力远远比单纯接受知识更为重要。（三）师生共享教学资源，移动教学通过建立微信学习交流群，学生老师均可在群里发布一些最新的国际国内设计信息和动态，如讲座信息、优秀VR/AR案例、民间工艺信息，甚至是软件学习资源等。此外，师生之间发起讨论，利用碎片化的时间，可随时进行作业浏览、点评、互动交流等，跨越地域的局限，方便了教与学的过程。在基于民间工艺专题设计的VR/AR实践教学中积极听取学生的声音，阶段性教学反思调整项目设计进度，优化教学，明确教学目标。在整个教学过程中，打破了师生的界限，学生主动学习，提高学生