Unity：使用AR技术复原皇龙寺的中门和南走廊

super1

位于韩国庆州市的皇龙寺是新罗时代佛教寺庙的代表寺庙之一，与佛国寺齐名。然而，由于一次不幸的事件，整个建筑都被毁，如今只剩下皇龙寺的遗址。韩国国家文化遗产研究院对宏伟的皇龙寺的损毁感到十分遗憾，经过深思熟虑，最终决定对皇龙寺进行数字化复原。
由于利用增强现实（AR）复原文化遗产不是一项简单的任务，因此与VIRNECT合作至关重要，VIRNECT是一家专门从事虚拟现实（VR）和增强现实（AR）内容的公司。经过大量的历史调查与研究，团队使用AR技术对皇龙寺的中门和南走廊进行了复原。这种AR内容最近因其质量得到了认可，获得了2022 Korean Made With Unity（MWU）最佳可视化奖。来自VIRNECT的项目经理Choi Joo-gon和开发者Kang Hyun-seok向我们介绍了皇龙寺遗址复原的过程，让我们来一起看看吧。



“文化遗产复原”的新挑战
当Choi收到国家文化遗产研究所提供的合作复原这一文化遗址的邀请时，他非常高兴。Choi无法掩饰对新挑战的兴奋和对项目结果的期待。他认为AR技术应该被用于开发连接过去、现在和未来的内容，而不是只被当做一种面向未来的技术，因此文化遗产复原项目对他非常有吸引力。
当时，该项目还是国家文化遗产研究所的内部项目。项目最初的目的是将研究人员的学术和研究成果可视化，但在Choi和Kang的积极参与下，该项目已经扩展到公众服务层面。此次皇龙寺中门和南部走廊的AR复原超越了历史研究，并实现了比预期更真实地表现。
“我们总是欢迎新的挑战。我们不担心任何限制，因为我们有技术的保障。”–VIRNECT的项目经理Choi Joo-gon说道。
不可避免的反复试验
此次的皇龙寺复原XR体验内容的中门和南部走廊，实现了内部一层和中部两层的真实尺寸虚拟体验。参观者可以在现场四处走动，享受在建筑周围拍照的乐趣，并根据他们访问的时间感受季节变化。特别是中间楼层的内部设计，让参观者感觉好像真的在二楼。因此，在为期一年的展示期间，该项目获得了公众和媒体的高度赞扬。但是，这个过程并不简单。由于内容是复原文化遗产，历史研究是最重要的问题。然而，由于缺乏关于皇龙寺的数据，团队不得不同时分析和研究各种材料。他们从研究所获得了基本数据，也同时积极征求了教授们的意见。Choi和Kang在试图将皇龙寺从其现有平面图恢复为3D立体建筑时经历了反复的试错。
“椽、格子窗、柱列台座、屋脊装饰……这些词对我们来说很陌生。我们需要一些时间来适应它们；因此，大量的试错是不可避免的。”Choi Joo-gon说道。
部分原因是，每当他们尝试3D建模时，他们都会发现结构缺陷——比如在2D的平面图中看不到的间隙和高度。他们对现有方案进行研究、修改和执行，同时积极探索其他案例，耗费了大量的时间来检查每一处缺陷。此外他们在进行面对面会谈时也面临着物理上的限制。因此，他们使用Unity创建了一个3D模型查看器，并实时接收和确认反馈。这有助于他们有效地沟通和节省时间，并缩小错误的范围。
外勤同样必不可少



开发者Kang Hyun-seok在采访开始时说，这是他第一次在开发过程中走这么多路。创建AR内容的重中之重是让用户感受到真实。因此，为了实现这一目标，减少实际位置和内容中位置之间的误差范围是很重要的。
“中门本身就很大，但如果加上南面的走廊，长度就会将近270米。因此关于如何解决误差范围，我们做了调查，亲自去了现场。”VIRNECT的开发者Kang Hyun-seok说道。
Kang想把误差范围从中门至南走廊缩小到270米之内。由于270米是一个很大的距离，不是简单的一个高性能的平板或者AR core就能解决的。他也尝试了GPS，但GPS同样存在很大的误差，于是他在中门至南走廊之间放置了很多标记。此外，Kang还进行了大量的测试，以确定标记之间的最佳间隔。如果一座270米的建筑稍微倾斜，就会产生几十米的误差，所以我们尽一切努力进行精确测量。另一个有助于真实体验的方面是光线和阴影的表现。通过将真实环境的阴影方向与数字对象的方向相匹配，能够进一步增强沉浸感。
完全沉浸在Unity中
Kangol表示，使用Unity是他们的最终选择，因为Unity在各个方面都展现了前沿技术。此外，Unity在各种平台上提供服务，包括移动平台。在Kang调查的所有选项中，只有Unity拥有使用单一用户界面（UI）支持不同分辨率的各种平板电脑的技术。这便是Unity提供的“预置”功能。每当分辨率改变时，Unity会加载存储在预置中的UI信息，因此它可以在单个UI中操作。
由于该项目是一种虚拟现实体验。以皇龙寺为背景拍照，可以说是该项目的代表功能。当在拍摄的图片上显示3D对象时，3D对象会出现在相机背景上，但同时会产生人物被3D图像被遮住的问题。在这里，团队使用了Unity的遮挡技术，使3D图象始终停留在人物的后方。通过这项技术，人们才能以3D皇龙寺为背景拍照。
“Unity的技术帮助我们提升了项目体验的沉浸感。除了Unity之外，我们没有其他选择来实现这一项目。”Kang Hyun-seok说道。
互动是关键



Choi和Kang都表示，开发AR内容的关键在于支持人们的交流与交互。元宇宙之所以引人注目，也是因为它内部实时发生的各种相互作用。在采访中，VIRNECT透露，他们计划扩大其项目，以专注于创造人与人之间积极沟通的意义。