红色时代沉浸式体验项目

刘川浴 杨洋

摘要：自新中国成立之日起，为彻底改变落后的面貌，中国从农业国转变为工业国进而成为社会主义现代化强国，中国共产党带领中国人民持续奋斗，采取一系列举措，团结并带领人民取得历史性成就与变革。攀枝花由60年代的席棚子到80年代的平房到现代的高楼大厦。

项目以沉浸展示形式对不同年代场景来展示，是从最质朴的方式展现进步和发展。让人们沉浸其中，更是做到足不出户却迅速跨越三个时代场景。项目以体验者为主视角可穿梭在三个不同的时代，不仅能感受现代生活有质的飞跃时也能够亲身感受其想传递的精神与文化，能直观展现三个时期的历史痕迹。

本项目对三个时代的特色场景进行展示，利用3dmax三维建模，虚幻引擎等软件来呈现三个时代房间的3D效果。3D可巡游场景可以向用户展示60年代、80年代和现代三个时期居住环境的不同。

关键词：虚拟技术；三维建模 ；场景

一.项目方向

1.研究背景

自新中国成立之日起，在党领导的改革下，社会生产力极大提高，人民思想进一步解放，人民生活水平得到极大改善，我国的综合国力实现了质的飞跃，整个国家焕发出了勃勃生机。但目前对于时代的记忆保存存在很大的问题，该项目能打破了不同博物馆距离太远的限制，它能够通过虚拟的形式再现不同时代场景，有效的保护与储存。这相对于传统的博物馆在形式和内容上都更加多彩化和多元化，这对精神与文化的保护都起着十分积极的作用。

2.研究目的

本项目通过三维建模、交互技術来实现曾经场景的触手可及，能更直观的去铭记三个时代带给我们的精神与文化影响，帮助年轻人去了解以前的时代，并呼吁年轻人继续为了民族复兴和现代化建设而奋斗。60、80年代现存的实际物品在长期保存过程中避免不了会损坏，而本项目的技术在时代的发展过程中会不断的优化，并且虚拟时空里的物品也能更加不会损耗的保存下去。

3.研究意义

通过该项目的实施与应用可以促使年轻人了解时代的进步和三线精神，传承三线精神。项目将历史博物馆里具有精神与意义的事物搬到眼前，以更加原本的状态储存于场景中，不仅有利于开展不同地区文化的教育，也有利于开展爱国教育，激发人们的爱国精神与意识。

二.项目总体设计

1.项目场景设计

60年代正是攀枝花建设的开始。席棚是比较特殊的一种住房，它在当时能够围成一个房子，为当时的人们建造起了一个真正的“家”，是攀枝花特殊时期的产物。当时的一个草棚子融合了现在房屋的大部分功能，整体结构都是简单的四面墙和木门，木窗。选择席棚能够展现出当时“先生产，后生活”的原则，能最大体现出当时生活的艰苦以及攀枝花三线建设者的吃苦耐劳精神。

80年代的房屋是砖混结构的永久性住宅，单独设置了厨房，厕所。屋内是上白下绿的绿墙裙设计，地面普遍是水泥地板。一间房屋浓缩了当时的真实生活情况，也充分体现了建筑的历史变化。

现代的房屋已经逐渐融入了先进的理念。房屋普遍采取的是框架结构，平层户型，用钢筋混凝土作为主墙体，阳台窗户等都是采用钢制框加钢化玻璃，以达到最大采光效果，整体简洁的风格。

2.项目物件设计

60年代资源匮乏，家具大多就地取材以木头制作而成，布艺制品，招贴画在当时也是随处可见的。日常生活用品都极具年代特色，还要刻画出每个物体的磨损痕迹。80年代电器逐渐多起来，厨房的少不了老式冰箱，圆饭桌，塑料制品，玻璃制品。沙发，电视，茶几是现代客厅的三件套，加上各种科技元素的加持，主要的材料就是玻璃，金属制品了。且现代物件装饰性很强，使用痕迹不明显。

三.项目场景制作

1.软件介绍：

虚幻引擎是由游戏公司EPIC开发的，是目前最先进的实时3D创作平台，能够直接预览开发的效果，对于构建场景来说是一个不错的软件：

一是软件本身具有强大的功能，提供了开发者所需的大量核心技术，有很多资源可供参考学习。该软件在搭建场景的同时实时渲染，节约大量渲染时间。画面效果好，软件界面操作简单，代码开源的优势让许多初学者也能十分迅速的上手。

二是可以与多种软件进行搭配使用，不仅可以和3Dmax，Maya等专门建模软件很好的搭配，还拥有Bridge ，Substance Painter 等众多插件，给不同需求的人提供了更多的选择。

2.房屋模型制作

房屋模型是场景模型的基础，构建好整体房屋风格，对于展现不同年代是非常重要的。在不同年代修建房屋的材料不同，面积大小也不同。结合史料和影视剧的参考，三个年代的房屋在整体风格上均不相同：

60年代攀枝花正值三线建设时期，该场景选择还原三线建设时期的居住环境—— “席棚子”（以木为架，草为顶，凉席为墙）。模型的使用率很高，这就需要在贴图方面格外讲究。在凉席制作时需要建立一个面，找到凉席的贴图，经ps的处理达到破旧效果，分别导出三个贴图。在虚幻软件里的材质编辑器进行处理，实现破旧凉席透光的效果。其他木材和稻草赋予最简单的木纹材质和稻草纹理即可。地面是在Quixel Mixer里进行编辑，制作出泥沙材质且凹凸不平的的贴图，再导入到虚幻软件里赋予材质。

图为60年代房屋模型

80年代的房屋框架采用虚幻软件里面的平面搭建而成，还原绿墙裙的墙壁需要通过贴图来进行。材质贴图的制作需要首先到ps制作两种颜色相接的图，用ps吸取颜色，还原真实的墙壁颜色，通过Substance Painter来刻画墙面细节。将所有贴图链接在虚幻引擎中材质球，赋予搭建好的面上，这就完成了整体的墙体部分。

现代场景直接用调整好参数的长方体做墙体，赋予基础材质球，并进行参数调整。阳台玻璃的制作是先搭建好一个基础模型，创建一个基础材质，将混合模式调整为半透明，打开空间反射，光照模式调整为表明半透明体积，进行相应的节点链接，调整粗糙度，高光度和不透明度。

3.房屋内部模型制作：

三个年代各有代表性物件，每一个物件都是一段发展史，要充分利用好每一个细小的物件。三个年代展现的侧重点不一样，60年代是艰苦奋斗，80年代是奋进发展，现代是美梦成真。

物件大部分采用3Dmax以及Maya进行建模，小部分在Bridge里下载模型导入虚幻软件中，在ps中处理法线贴图和凹凸贴图，材质编辑器里进行节点连接，调整参数以达到最还原的状态。部分比较特殊材质的贴图则是在Quixel Mixer里完成，比如生锈的铁壶。很多物件是运用虚幻引擎自带的立方体搭出框架，然后再赋予其材质。

4.光线布局

光线是营造氛围的最佳手段，不仅其指向性能够引导人们的视线，还能在明暗对比下体现出层次感，更具真实性。

60年代的晚上光源大多数来自灯光，展现的也是整体昏暗的效果。夜间的光感主要通过台灯，模拟月光光感来完成。在这里主要从窗外打进平面光，营造室外光线照进房间的效果。房间的两个灯为主光源，各种灯均是采用点光源，散射范围也比较小。尽管光源个数很多，但是整体光源强度都很低，阴影也很明显。

80年代的场景主要是运用太阳光源以及点光源。早上的光线色温比较高，太阳高度较低，画面会呈现冷色调，给人以沉稳，宁静的画面感。在光源的布置上主光源采用太阳光，布局在窗外树后，用树枝产生遮挡，加上轻柔的纱窗能够柔化光线。点光源主要起补充光源作用，对场景影响较小，主要作用是营造环境光。

现代的场景中正午阳光比较强烈，给人一种非常明亮的画面感。主光源采用太阳光，光源强度较早上来说高一点，从外打入。补充光源主要是场景中的灯，采用的是点光源营造整体氛围，减少整体的阴影。点光源很多，但是根据总体的布局来进行光源布置，仅仅依靠太阳光体现不出正午的感觉。太阳光是暖色调，房间偏向冷色调，补充光源则是调整这两者，让两者不冲突。

四.结论

本文就如何利用虚幻引擎，各种建模软件还原60年代，80年代以及现代三个时期的房屋进行了研究和应用。采用3dmax，Maya工具进行物件的建模制作，再利用虚幻引擎完成对场景的搭建。本项目以三维方式最大程度还原展现三个时期的房屋效果，能搭配各种展示产品，可以以第一视角进入场景，细致观察每一个物件，做到沉浸式体验。

本项目通过对60年代，80年代以及现代的房屋进行研究，并找到对应年代的特色物件，利用虚幻引擎搭建出三个年代的房屋，并对各物件进行还原。在虚幻引擎里能够达到真实还原效果，可以有效了解攀枝花建设发展史，从而达到思想教育的目的，也对历史文化的进行有效的数字保护。

在项目研究和整体实施的时候，存在着一些问题：1.本文针对的是攀枝花地区，但是在收集资料过程中有关攀枝花的资料不是很多，导致有些细节没有全面展示出来。2.三个场景均在三个文件里，现没有找到合适方法合并在一个场景里，影响展示的方法。3.由于时间的紧迫性没有找到合适的产品來进行展示，目前通过视频录制下来观看，或者通过软件操作实现沉浸式。

通过三维建模来实现保护逐渐消失的老房屋，可以有效实现传承和保护。本项目集合了攀枝花的发展历史，对今后的三线研究可以提供有效的资料信息，促进更多人了解攀枝花，了解三线建设，以更好的传承三线精神。