课题项目：2023年度德州市哲学社会科学研究课题，“城市双修”导向下的大运河文化公园价值研究（2023DZZS070）

摘要：基于对大运河文化遗产的深刻理解和数字化技术的创新应用，探讨虚拟现实（VR）全景技术在文化遗产保护与传承中的重要作用。通过构建大运河VR全景虚拟游览系统，不仅实现了对运河沿线自然与人文景观的真实再现，加深了公众对运河文化的深度感知与理解，还为文化遗产的保护、传承与利用提供了新视角和方法论，对提升国家文化自信、促进社会主义文化繁荣具有重要意义。

关键词：运河文化   虚拟现实技术  数字化

中国大运河不仅是一条古老的河流，更是中华文化的瑰宝，融合了壮丽的自然景观与深厚的文化底蕴，被誉为中华民族的“文化符号”。德州运河文化的精髓，主要体现在其独具特色的码头风情，源远流长的漕运储备习俗，以及如竹竿巷般古朴街区的传统民居风貌。这些文化符号汇聚一堂，共同描绘了德州运河的丰富历史画卷。码头的繁忙与多彩，反映了德州运河的繁荣与活力；漕运的传统，揭示了德州作为历史上重要的物资集散地的独特地位；而那些隐藏在古老街巷中的民居，更是德州人民世代相传的生活方式和独特文化的缩影。这些元素相互交织，形成了德州运河文化的深厚底蕴。本文旨在研讨虚拟现实（VR）技术与运河文化如何相融合，以期更有效地弘扬和承传运河文化，进而助推运河周边经济与旅游产业的繁荣发展。

一、“全景视界：VR技术在实践中的全新应用与探索”

借助网页技术，提升了图像的可视性和探索深度，这种媒体形式能够完整地捕捉空间环境，逼真地再现实际场景。这一丰富的视觉体验与品牌传播的需求不谋而合，为多个行业带来了新的可能性：其一，满足了空间消费行业的需要，比如客户可以在家中就掌握酒店的外部环境、客房布局等核心信息，实现一键轻松预订；其二，为旅游行业提供便利，游客能迅速获取旅游景点的完整路线和全貌，从而引发游览的兴趣；其三，在装修行业中也大有可为，购房者可以在网络上直接预览装修后的房屋效果，显著减少实地看房的耗时。利用广电FTTH、HINOC2.0同轴宽带等多种接入手段，在电视大屏上享受VR全景图像的体验，相较于传统的手机小屏，更能带来身临其境的感觉。

二、“系统蓝图”：精妙的整体架构设计

VR全景古运河虚拟游览系统采用B/S（浏览器/服务器）三层体系架构进行开发，结合全景技术与网络组合软件，再现真实的古迹风貌，为游览功能的设计与后续维护提供便利。该系统主要由交互界面层、处理逻辑层与数据存储层构成。

交互界面层是响应访问请求并展示的HTML页面，是用户通过个人电脑、移动设备等各种终端访问网络服务器的门户。VR平台无需任何插件，利用HTML技术生成全景游览文件，其系统图像显示质量相较于其他平台更为清晰、顺畅。用户可以在不同设备上观看，并通过鼠标、触屏、游戏手柄等操作工具来控制游览内容，实现VR全景游览。

处理逻辑层负责数据的处理与操作，并起到连接上下层的作用，包含VR全景平台与 Web服务器。VR平台内置全景图片的上传、编辑与发布等功能，其云端SaaS工具可帮助用户轻松创建全景展示项目。

数据存储层主要负责处理非原始数据，为交互界面层与处理逻辑层提供基础数据支持。全景图片、文本、音频等数据可以本地保存或上传至云端存储器，并可在VR平台上轻松访问与调用。

三、从零到一：系统构建流程

“规划蓝图，调研探秘”。针对该运河的实地信息采集工作，无疑是整个项目的核心组成部分。精确的数据是构建高清晰度、高可靠性VR全景系统的基石。在每个关键地点，必须精心采集多张航拍全景图以及地面细节图片，以捕捉该区域的独特特征。这一过程中，我们利用先进的航拍技术获取全景图像，同时结合地拍手段，深入捕捉地面的纹理、色彩及其它关键细节。在确定最佳测绘地点时，需综合考虑了多个因素，尤其是避免高大建筑物或显著景观的遮挡，确保成像效果达到最佳。这一步骤至关重要，因为它直接影响到最终VR全景的真实感和准确性。在运河实地信息采集过程中，采用了多样化的专业设备以确保数据的质量和精度。运用佳能微单R8数码相机，该相机以其高分辨率和优秀的色彩表现力而著称，能够精准捕捉地面的每一处细节。为满足多元化的摄影需求，本次采集工作选用了两款高性能镜头：一款是50mm f1.8定焦镜头，其特点在于能够精准捕捉细节特写，另一款是24-105mm f2.8变焦镜头，它的多功能性使得其能在各类场景中自如应用，从而确保了数据采集的全面性和灵活性。借助大疆Air 2S无人机的高空视角，利用其搭载的高分辨率相机与出色的飞行稳定性，从空中捕捉到了惊艳的全景画面。这些高质量航拍图像，不仅视野广阔，更在细节上呈现出极致的清晰度，充分展现了空中拍摄的独特优势。三脚架的使用则进一步确保了拍摄过程的稳定性和图像的清晰度。最后，通过720云VR平台，将采集到的图像数据进行了高效整合，为用户呈现出了一个真实且沉浸感十足的VR全景体验。

“地面之韵：数码相机地拍的魅力”。在光线充足、天气条件良好的日子进行摄影工作至关重要。确保相机稳固安装于三脚架并放置在水平地面上，四周环境需空旷且与建筑物的距离要适中，以消除可能的视觉干扰。调整曝光参数是获取优质素材的关键步骤，同时采用小光圈设置，以保持拍摄对象的整体清晰度。在保持相机俯仰角度恒定的情况下，通过原地微调陀螺仪转动约10%来捕捉10张不同角度的素材。随后，逐步调整俯仰角度，并重复上述拍摄流程，直至获取以相机位置为中心的720度全方位高清无死角画面。此外，对周边环境的详细信息采集也是不可或缺的环节。完成这一系列操作后，你将获得30余张高质量的图片素材，为后续研究提供坚实基础。

“天空之镜：无人机记录下的壮丽航拍”。根据运河周边建筑的高度，可精确确定无人机的最适悬停高度。在保障飞行安全的前提下，将无人机升至预定的悬停位置，通常建议高度不超过120米，以确保图像采集的清晰度和视野范围。随后，需对无人机的曝光时间、光圈大小等摄影参数进行细致的调整，以优化图像采集的质量。完成这些调整后，发送指令启动无人机的图像采集功能。在采集过程中，无人机会以水平视角进行自动拍摄，并通过自动旋转镜头，包括上旋和下旋等操作，来实现以无人机为中心的720度全景拍摄。整个拍摄流程会捕获26张具有高度重合度的图片素材，每张图片的重合度设计为20%。这种设计旨在提高后期图片合成的精确度，并增强全景图像的真实感和视觉连贯性，从而使得最终的全景图像更符合人类的视觉习惯。

“素材之粹：细致整理的艺术魅力”。完成拍摄后，需对素材进行质量检查，包括曝光、明暗、细节、清晰度和遮挡物等，问题素材需补拍或重采。之后，将内存卡数据传至PC端数据库，归纳整理并按日期和名称分类命名。筛选符合项目需求的图片，用PS进行美化，包括锐化、调整对比度和饱和度，局部修饰遮挡物。最后，用Lightroom调色，确保色彩准确协调。此流程体现素材管理的专业性和严谨性，确保最终成品的高质量。

“全景之境：VR图像合成的魔力”。全景图像是依托多张常规影像为基础素材，经由专业技术处理而生成的具备广阔视角的全景视觉作品。在进行全景图像制作之前，必须从原始图像资料中精心挑选出高质量的全景照片，随后进行精准的拼接、精细的修饰等一系列专业操作。这一过程不仅要求技术精湛，更需对影像的构图、色彩和光影有深入的理解，以确保最终生成的全景图像具备高度的清晰度和视觉冲击力。

在众多专业的全景图像拼接软件中，优选Insta360 Stitcher。核心操作流程涵盖素材导入、图像对齐、预览调整以及全景图像的输出。在导入高质量图片素材后，软件会智能地根据镜头的独特参数，为图像的重叠部分自动生成精确的控制点，并进行无缝缝合。图像的重合程度越高，能匹配的控制点数量就越多，进而保证拼接的精确度。在初步成像之后，可利用软件的调平和中心点设定等高级功能进行微调。若在某些区域内缺乏明确的参照物，可依据软件计算出的平均控制点间距，手动增设控制点以优化拼接效果。当遇到拼接不准或图像倾斜时巧妙地运用蒙版工具，精确地保留或剔除问题区域。最后，根据实际需求，细致设置图像的尺寸、质量以及输出格式，确保最终的全景图像满足专业标准。

经过初步拼接的航拍全景图像，需要进一步在Photoshop这一专业图像处理工具中添加相适配的素材，以完善天空部分的细节。对于地拍全景，则需精细地移除三脚架的影像，以确保画面的纯净。完成这些修补工作后，将运用Photoshop中的“极坐标”工具来审视画面效果，并对接缝处可能存在的瑕疵进行精细处理。最后，借助Lightroom软件的高级调色功能，对画面进行整体的曝光调整、对比度优化以及色彩的鲜明度提升，从而确保全景图像的视觉呈现达到专业水准。

后期之魅：系统制作的魔力。为了全面完善和提升用户对运河景观的体验，我们将深入挖掘并整合该运河的详细资料和介绍。借助720Yun平台的高级功能，我们将精心编辑全景图片，对运河的各个分段进行科学分类和细致呈现。首先，利用平台的导览功能，结合特效和沙盘展示，打造沉浸式的运河体验。同时，通过设定热点，用户可以轻松探索运河的各个关键节点和特色景观。为了增强体验的丰富性和深度，将为每一场景配备专业的音频介绍和精选的音乐伴奏，让用户仿佛身临其境。此外，通过滚动字幕和语音解说的方式，将提供详尽的运河信息和景观介绍。用户仅需简单的点击或滑动操作，即可在各个场景间自由跳转，享受流畅、自然的交互体验。

为了让用户能够更直观地感受运河的魅力，精选一张最具代表性的全景图片，进行专业的封面版型设计，并将其上传至720Yun平台，作为VR漫游系统的亮眼封面。完成所有素材的上传和优化后，我们将把这一系统无缝接入微信平台小程序以及其他官方平台。这意味着，无论用户身处何地，都能通过PC、手机或头戴式VR设备，随时随地探索运河的每一个角落。

结语

本文以大运河文化的深厚历史为起点，深入探讨了在当今时代背景下，大运河文化传承与扩散所面临的新契机与考验。我们试图结合最新的新媒体艺术技术，为数字化虚拟系统的构建奠定理论基础和实施策略。着眼于文化元素的形态与环境，我们运用数字化技术对运河沿岸的丰富文化进行还原，旨在为后世留存真实、客观的历史资料，同时也为历史研究者提供宝贵的参考资源。

参考文献

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