VR技术在传统工艺数字化研究中的应用
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〔摘 要〕VR虚拟技术的沉 性、交互性、构想性三大特点为传统工艺数字化研究提供了极大的便利。本文以VR虚拟现实技术在岳州窑制瓷工艺数字化研究中的应用为例，提出从岳州窑陶瓷泥料加工工艺、釉料加工工艺、成型工艺、烧制工艺、装饰工艺等五个方面展开应用研究，探索岳州窑“非遗”传承研究的新思路与新方法。
〔关键词〕 VR技术；传统工艺；岳州窑
中国优秀传统手工艺技术是中华民族傳统文化的艺术瑰宝，如何传承并将其发扬光大，该选题一直是学术界研究的热门领域。当今社会，随着科学技术的飞速发展，数字化研究逐渐走入人们的视野。虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）作为一种创建与体验的计算机仿真系统，利用交互式和多源信息融合的立体动态视觉场景和实体行为的系统仿真，给用户提供一个沉 式的感官体验。针对传统工艺数字化研究方法的更新迭代，VR虚拟技术的沉 性、交互性、构想性三大特点为数字化研究提供了更大的便利。岳州窑作为一个省级非物质文化遗产项目，其优秀的传统制瓷工艺在唐代就达到了巅峰，但由于岳州窑衰败后文物留存不全、年代相隔久远、史料文献资料缺失等因素影响，岳州窑传统工艺研究一度陷入停滞。VR虚拟技术应用于岳州窑“非遗”项目的传统工艺研究，既提供了全新的研究思路，又有利于研究内容的扩展与深入。
一、数字技术应用于传统工艺研究现状
目前数字技术应用于传统工艺的研究，主要采用在以下几种研究手法：
（一）以三维重建手法，虚拟古陶瓷文物和工艺特点，实现360度虚拟观看效果。一般采用3D设计软件，利用全息影像技术，收集文物各个角度的技术参数，在计算机平台虚拟出该文物的造型与色彩，同时也可以体现文物基本的材质肌理效果，但是这种方式还原度与真实性欠佳，观众在观看时参与度不是很高。
（二）以混合现实手法，将现实场景与虚拟场景或虚拟图像结合，实现异域空间环境的沉 式体验。此方法在前一方法的基础上有所改进，增加了现实场景，将虚拟图像和虚拟场景三者结合，观众在一定的空间环境中能基本体验到文物当年所存在的历史场景。该方法还原度较好，观众的体验感也有所提高。
（三）以全景VR技术，利用前期多角度画面，进行拼接、特效等手法，构建大型360度虚拟场景，实现随意观看、全程自由操控的最佳交互体验。该方法是目前比较完整与成熟的研究手段。利用VR虚拟现实技术，将文物完整的数据参数构建成高保真的虚拟图形，同时虚拟完整的全景空间，利用其他辅助技术手段，打造大型的虚拟场景，观众能自如地移动文物或操作基本的预设工艺。该方法的使用，虽然观众的参与度与体验感得到全面提升，但是由于需要利用多种技术辅助，需要大型高精设备平台支撑，因此，其技术成本偏高，应用起来难度较大，不能很好全面推广与普及。
二、应用研究内容
岳州窑传统制瓷工艺复杂、繁琐，共涉及到七十多道工艺流程与技法，如何将这些传统工艺完整记录并全面展示给当代社会，学术界一直在不停探索与研究。VR虚拟现实技术的应用，基本可以实现传统工艺的复原与展示以及数据分析研究。
具体应用研究可从岳州窑陶瓷泥料加工工艺、釉料加工工艺、成型工艺、烧制工艺、装饰工艺等五方面展开：
（一）岳州窑古陶瓷泥料加工工艺虚拟分析研究
岳州窑陶瓷所用的泥料为当地产高岭土与湘江河泥，经过多道加工工艺，制成适合成型与烧制的陶瓷原料。对古陶瓷原料的研究，可以利用VR虚拟技术进行分析。
1.化学元素含量虚拟分析
岳州古窑所在的地区，属于长江中下游平原地带，湘江流域丰富的物产与微量元素，为岳州窑古陶瓷提供了变幻莫测的窑变可能。可以选取古窑址周边的土质和附近湘江河床中的河泥进行分析比对，利用虚拟技术还原古陶瓷泥料中各化学元素的种类及含量，为现代岳州窑陶瓷复烧提供技术数据。
2.加工工艺虚拟分析
对不同的泥料，有不同的加工工艺。岳州窑古陶瓷一般采用晾晒、粉碎、沉淀等处理手法。VR虚拟技术针对不同处理手法，可以模拟晾晒时间长短、周边环境的温度、湿度变化等等，得出翔实的技术数据，为后续研究提供参考。
（二）岳州窑古陶瓷釉料研制工艺虚拟分析研究
据研究表明，岳州窑古陶瓷的釉料为当地草木灰混合泥浆调配而成，但是具体的配方却无从考证，科研人员与当地窑工进行了多次试验与烧制，基本能达到古陶瓷的效果。利用VR虚拟技术，可以有效降低此类试验的难度。
1.不同元素配方虚拟
当地草木灰种类繁多，具体是稻草还是当地的蒿草烧成，或者是当地松木或杂木烧成，无从考证。利用VR虚拟技术，便可以模拟不同材质的化学成分，进行分析研究，得出釉料中的元素种类以及配比。
2.不同温度成色或肌理虚拟
同一化学元素，在不同环境与不同温度情况下，成色也会不同。岳州窑古陶瓷釉色研究也可以利用VR虚拟技术，构建不同的虚拟窑室环境及其窑温变化曲线，从而得出其在不同温度与不同环境中的色彩效果。
（三）岳州窑古陶瓷成型工艺虚拟分析研究
对现存岳州窑古陶瓷文物以及古瓷片分析，可以得出岳州窑古陶瓷的成型工艺一般为手工成型和半手工成型两种方式。手工成型工艺主要为捏塑成型，半手工成型则分成印坯成型和慢轮拉坯成型。利用VR虚拟技术模拟捏塑或拉坯、印坯工艺，结合全息影像技术，按照不同器型种类、不同尺寸、不同釉色以及不同装饰种类，构建岳州窑古陶瓷文物数字资源库，建设岳州窑古陶瓷“非遗”传承数字图书馆 。
（四）岳州窑古陶瓷烧制工艺虚拟分析研究
岳州窑古陶瓷的烧制工艺在陶瓷史上占有重要地位。作为最早的青瓷，其烧制工艺值得深入研究与发掘。
1.窑炉空间虚拟分析研究
通过对岳州窑古窑址的发掘与调研，发现岳州窑窑炉结构一般采用传统龙窑形制，也有少数采用土窑坑烧。不同的窑炉结构决定了不同的烧制工艺与不同的烧制效果，对岳州窑古窑址的研究就可以采用VR虚拟技术，高保真地还原古窑址的窑炉结构，模拟产品在不同结构的窑炉中烧成效果；或者模拟产品在不同的窑炉气氛（氧化气氛或还原气氛）中的烧成变化；也可以模拟产品在不同窑炉位置，同一温度下的釉色发色效果等等。 2.升温曲线虚拟分析研究
岳州窑古陶瓷的烧制工艺没有资料可查，大多都是“非遗”传承人口口相传的经验之谈。作为学术研究，必须要有科学可靠的技术数据才能有说服力。利用VR技术虚拟窑炉环境，提前设置好升温曲线，通过数据计算，可以将每一温度改变，窑炉中坯体的反应与变化都能够直观观测与控制。操作者可以根据需要随时调整技术参数，从而得出不同效果的产品。这一技术的应用，将极大方便当代岳州窑传承人对古法烧制的研究工作。
（五）岳州窯古陶瓷装饰工艺虚拟分析研究
岳州窑古陶瓷装饰种类繁多，装饰手法也很丰富，极具特色。VR虚拟技术的应用，将根据前期采集的图像数据虚拟在不同的器型或不同的装饰部位上。甚至连岳州窑极具特色的开片工艺，也可以通过VR技术虚拟其工艺过程，还能根据需要，控制开片大小、开片形状等等，达到现实烧制过程中难以实现的效果。
三、应用研究前景
VR虚拟现实技术应用于古陶瓷工艺研究已经成为数字化研究领域的一种主要方法。VR虚拟技术作为当代科技领域的新型技术手段，其特有的技术优势决定了其应用前景的可观性。另外，其应用于传统工艺数字化研究领域是传统古陶瓷工艺研究最恰当的技术手段。它虽然起步较晚，相关研究成果不是很多，但是该应用研究已经得到行业的统一认可，随着科学技术的进步，VR虚拟技术的应用研究必将在“非遗”传承中发挥更大的作用，也将给自身技术升级改造带来更大的发展空间。
（责任编辑：张贵志）
参考文献：
[1]秦文虎.虚拟现实基础及可视化设计[M].北京：化学工业出版社，2009.
[2]吕超.浅析虚拟现实技术与非物质文化遗产保护[J].大连大学学报 ，2015，（04）：80-83.
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[4]王培景.正交实验法在提高陶瓷釉面硬度实验中的应用[J].山东陶瓷，2013（4）：22-23.
基金项目：湖南省2020年社会科学成果评审委员会课题“5G时代湖南非遗传承与创新对策研究”（编号：XSP20YBC279）。
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