方汝儀，吳海鳳，閆 雯，劉 樂，汪克會＊

1 寧夏大學(xué)前沿交叉學(xué)院，寧夏中衛(wèi) 755000

2 寧夏農(nóng)墾乳業(yè)股份有限公司，寧夏銀川 750011

0 引言

我國休閑觀光牧場起步較晚，最早出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，且因“三聚氰胺奶粉”事件原因，中國奶產(chǎn)業(yè)在2015年以前，始終處于低迷期。自2017年起，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部畜牧獸醫(yī)局分批次陸續(xù)推薦了多家休閑觀光牧場，其已成為現(xiàn)代奶業(yè)建設(shè)的示范窗口，為引導(dǎo)我國的乳制品消費(fèi)、提升奶產(chǎn)業(yè)形象、宣傳奶業(yè)發(fā)展起到了重要作用。

2020年，根據(jù)習(xí)近平總書記視察寧夏重要講話精神，寧夏自治區(qū)黨委確定了九大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，其中包含奶產(chǎn)業(yè)[1]。寧夏獨(dú)特的地理環(huán)境和奶牛資源為奶牛養(yǎng)殖業(yè)，尤其為休閑觀光牧場的建設(shè)提供了有利條件[2]。

由于寧夏的休閑畜牧業(yè)起步晚，且休閑觀光牧場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、對環(huán)境要求較高、距離城區(qū)遠(yuǎn)等因素。在疫情的影響下，寧夏各乳業(yè)公司的乳制品銷售和運(yùn)輸也大受影響，因此可以另辟思路，在建設(shè)智慧化牧場的基礎(chǔ)上，積極倡導(dǎo)虛擬技術(shù)與休閑觀光牧場的融合，提高公司的知名度，同時滿足人們使用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)休閑觀光牧場虛擬度假的精神需求。

5G技術(shù)的低時延、高帶寬及大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)連接使得VR技術(shù)的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，為VR技術(shù)與休閑觀光牧場的融合帶來了契機(jī)?！癡R+觀光牧場”的發(fā)展前景大有可為。因此，本文通過探討VR技術(shù)與休閑觀光牧場的融合，推進(jìn)牧場與休閑旅游的建設(shè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)寧夏牧場的轉(zhuǎn)型升級。

1 研究意義

1.1 利用虛擬技術(shù)滿足大眾旅游需求

目前VR技術(shù)的旅游研究大多針對城市景區(qū)或古建筑，但是隨著城市化的進(jìn)程，人們對于田園風(fēng)光的向往也不容忽視。通過VR技術(shù)，牧場管理者可以展示休閑觀光牧場的風(fēng)光，讓宅在家的人們足不出戶就能回歸田園，在線上享受牧場安逸祥和的環(huán)境，大大降低了人們因新冠疫情無法出游的壁壘，擴(kuò)大了鄉(xiāng)村旅游的范圍和形式。

1.2 通過線上游覽模式促進(jìn)寧夏奶業(yè)振興

2008年“三聚氰胺奶粉”事件后，大部分消費(fèi)者對國內(nèi)乳制品失去了信心[3]。盡管事隔多年，中國奶業(yè)信用缺失問題仍未能消除。上游奶源的質(zhì)量決定了乳制品品質(zhì)，通過VR技術(shù)遠(yuǎn)程體驗(yàn)寧夏休閑觀光牧場，不僅能夠增加參觀者對現(xiàn)代化、信息化奶牛養(yǎng)殖場的了解，還能增強(qiáng)參觀者對于寧夏奶源品質(zhì)的信心，形成口碑效應(yīng)，促進(jìn)線下寧夏乳制品的銷售。

2 相關(guān)概念及概況

2.1 5G技術(shù)

5G是5th Generation Mobile Communication Technology的縮寫，即第五代移動通信系統(tǒng)。自2000年5G提出后，一直受世界各國通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)行業(yè)的關(guān)注以及密切研究[4]。5G是4G的延伸，其最大的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了人與物、物與物之間的通信；通過低時延、高可靠性、大帶寬、高速率、海量連接等特點(diǎn)，能讓更多的第三方產(chǎn)業(yè)參與，實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)；為自動駕駛、智慧家居、智能醫(yī)療、工業(yè)自動化、VR等提供承載連接，是一個端到端的生態(tài)系統(tǒng)。5G技術(shù)的建設(shè)，將會為中國打造一個全移動和全連接的社會，也為VR技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了極大的便利。

2.2 VR技術(shù)

VR（Virtual Reality），即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。其最早在19世紀(jì)50年代提出，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、人類心理學(xué)及生理學(xué)于一體，通過使用交互設(shè)備（眼鏡、頭盔等），生成逼真的三維虛擬世界，可為使用者提供三維動態(tài)的交互式仿真體驗(yàn)[5]。將VR技術(shù)應(yīng)用在旅游中，可以為旅游者提供更加細(xì)節(jié)、具體化的體驗(yàn)，也可以滿足全年齡段群體的旅游需求，使得旅游不再受新冠疫情、經(jīng)濟(jì)等因素的制約。

2.3 休閑觀光牧場

休閑觀光牧場起源于20世紀(jì)30年代[6]，是將傳統(tǒng)奶牛養(yǎng)殖與旅游觀光有機(jī)結(jié)合的體驗(yàn)觀光式牧場，也是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村旅游振興的有效途徑。

寧夏地處北緯38°，具有獨(dú)特的地理環(huán)境優(yōu)勢及優(yōu)質(zhì)的飼草料資源，是奶產(chǎn)業(yè)大省，公認(rèn)的“黃金奶源帶”之一。截至2022年8月，全區(qū)奶牛養(yǎng)殖場355 家，總存欄80 萬頭，規(guī)模化養(yǎng)殖比例達(dá)99%[7]。尤其是寧夏農(nóng)墾乳業(yè)股份有限公司，現(xiàn)有規(guī)?；B(yǎng)殖牧場18個，總存欄12 萬頭以上，企業(yè)規(guī)模西北地區(qū)第一，發(fā)展休閑觀光牧場具有得天獨(dú)厚的條件（圖1、2）。

圖1 寧夏農(nóng)墾乳業(yè)股份有限公司平吉堡第六奶牛場牛舍

圖2 寧夏農(nóng)墾乳業(yè)股份有限公司平吉堡第六奶牛場奶牛運(yùn)動場

3 VR技術(shù)與寧夏休閑觀光牧場的融合應(yīng)用

3.1 基于VR技術(shù)的寧夏休閑觀光牧場虛擬場景實(shí)現(xiàn)

VR技術(shù)在寧夏休閑觀光牧場的技術(shù)應(yīng)用涉及多個方面，主要包括前期牧場素材的獲取、素材的拼接生成及交互要素設(shè)計(jì)等。下面對主要技術(shù)進(jìn)行分析。

3.1.1 素材獲取

在VR技術(shù)中，首先需要對牧場的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)地采集。與傳統(tǒng)二維視角不同，VR技術(shù)需使用全景云臺或魚眼鏡頭對牧場360°全方位的場景拍攝，并需為圖片預(yù)留20%~30%的重疊區(qū)域以便后期拼接。

3.1.2 素材拼接

素材獲取后，需要進(jìn)行全景圖的拼接處理。市面上目前較為流行的拼接軟件有PTGUI、PANO2VR等。這些軟件可以對采集到的現(xiàn)場圖片進(jìn)行后期的拼接，調(diào)整原圖瑕疵、淡化拼接痕跡、形成水平環(huán)360°觀看的全景照片。為了能使休閑觀光牧場更有真實(shí)感、沉浸感，使參觀者可以身臨其境感受牧場環(huán)境，可以再做一個垂直360°的視角，形成720°球形的三維立體感圖片，便于參觀者全方位的感受休閑觀光牧場的綠色生態(tài)。

3.1.3 交互要素設(shè)計(jì)

多方面的感官刺激有利于加強(qiáng)參觀者對休閑觀光牧場的印象。目前，市面上僅有一家VR廠商開發(fā)出牧場相關(guān)交互式游戲，其游戲內(nèi)容是以安佳牧場為背景，使體驗(yàn)者通過VR眼鏡體驗(yàn)?zāi)翀鲲L(fēng)光，同時通過參與收集牛奶里營養(yǎng)元素的小游戲來進(jìn)一步使體驗(yàn)者了解牛奶里的營養(yǎng)成分，并獲取相應(yīng)獎勵（圖3、4）。

圖3 安佳VR牧場游戲游玩實(shí)景

圖4 安佳VR牧場游戲內(nèi)容圖

3.2 應(yīng)用VR技術(shù)推廣寧夏休閑觀光牧場發(fā)展

3.2.1 建設(shè)VR體驗(yàn)式牧場

通過建設(shè)能夠在線查看的VR全景式牧場，使參觀者可在電腦端近距離參觀犢牛島、牛舍、擠奶廳等區(qū)域，了解牧場養(yǎng)殖、飼喂及擠奶的全過程；還可在游覽途中加入趣味互動，以游戲問答的方式，讓參觀者線上瀏覽，體驗(yàn)時有沉浸式代入感。

3.2.2 通過VR設(shè)備展示牧場產(chǎn)品

研發(fā)VR乳制品虛擬場景展館，將寧夏的優(yōu)秀奶產(chǎn)業(yè)品牌融入VR技術(shù)中，使參觀者可通過點(diǎn)選查看乳制品種類和細(xì)節(jié)，隨機(jī)抽查乳制品中的乳脂率、乳蛋白率、體細(xì)胞數(shù)等，增強(qiáng)參觀者對乳制品的消費(fèi)信心。

4 可行性及存在的問題

4.1 可行性分析

在政策支持方面，2017年，寧夏自治區(qū)人民政府印發(fā)《寧夏休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016—2020）》中，提出打造“一圈四帶”的休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展格局[8]。2021年11月寧夏政府辦公廳印發(fā)的《寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中，也提出要推動農(nóng)村產(chǎn)業(yè)深度融合，繼續(xù)發(fā)展休閑農(nóng)業(yè)和鄉(xiāng)村旅游業(yè)。

在VR技術(shù)研發(fā)方面，2019年，中國三大運(yùn)營商拿到了5G牌照，截至2022年10月，寧夏所有城市的主城區(qū)均已實(shí)現(xiàn)100% 5G信號覆蓋，郊區(qū)也在陸續(xù)覆蓋中。5G基站的建設(shè)，解決了VR技術(shù)的痛點(diǎn)，為發(fā)展VR休閑觀光牧場開辟了廣闊前景。

2022年9月1日，世界人工智能大會上發(fā)布了《2022元宇宙產(chǎn)業(yè)圖譜》，推動了VR行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在硬件方面，折疊光路（Pancake）在輕薄化方面取得了重大突破，極大地改善了VR設(shè)備笨重、佩戴感差的缺點(diǎn)。在軟件方面，運(yùn)營商中國移動制定了云“內(nèi)容生態(tài)三五計(jì)劃”，預(yù)計(jì)聯(lián)合廠商制定VR分體機(jī)與5G手機(jī)互通的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?；ヂ?lián)網(wǎng)大廠字節(jié)跳動等也在對視頻、直播等進(jìn)行整合，以求解決VR產(chǎn)業(yè)碎片化及內(nèi)容適配難的問題。VR設(shè)備有望成為5G建設(shè)以來，首個大規(guī)模落地應(yīng)用的產(chǎn)品。

通過VR技術(shù)進(jìn)行休閑觀光牧場的沉浸式設(shè)計(jì)，可以給體驗(yàn)者帶來顛覆性的體驗(yàn)。通過前期的VR虛擬體驗(yàn)，也能刺激體驗(yàn)者對寧夏休閑觀光牧場的興趣，方便參觀者能夠更加深入地了解牧場，在后續(xù)赴寧夏的實(shí)地游玩中有幾率將休閑觀光牧場加入游玩景點(diǎn)，增加寧夏全域旅游的特色。

4.2 存在的問題

4.2.1 建模困難

傳統(tǒng)的展覽館、古建筑等具有邊界性，可以通過三維信息數(shù)據(jù)的獲取，結(jié)合坐標(biāo)、高度等信息對建筑進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和三維圖像模型構(gòu)建。牧場地勢廣闊、占地面積大，而目前的VR技術(shù)對于大規(guī)模場景的真實(shí)感建模技術(shù)還不足。同時VR技術(shù)難以對復(fù)雜對象進(jìn)行行為建模，無法全面仿真牧場中奶牛的物理特性，建設(shè)出的觀光牧場真實(shí)感會較低，使得體驗(yàn)者的交互性不強(qiáng)，難以沉浸其中。

4.2.2 安全性低

VR處于剛起步的新興技術(shù)，容易通過設(shè)備獲取交互信息，無法較好地保護(hù)體驗(yàn)者的隱私安全。VR設(shè)備相對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說，可以掌握更多的用戶數(shù)據(jù)，如用戶的虹膜、慣用動作、呼吸頻率等。在接下來的設(shè)備研發(fā)中，需要進(jìn)行相應(yīng)的防火墻設(shè)置，對用戶的隱私安全進(jìn)行相應(yīng)的保障。

4.3 未來的發(fā)展方向

未來，寧夏可以以VR為基礎(chǔ)進(jìn)行休閑觀光牧場的建設(shè)和開發(fā)。參觀者可通過VR眼鏡、頭盔的方式進(jìn)行多人共同線上游玩，使幼兒、老年人不受身體狀況的制約，打破出行的壁壘。

通過VR技術(shù)設(shè)計(jì)交互式體驗(yàn)，讓參觀者了解寧夏奶業(yè)發(fā)展的歷史、奶品文化及乳品知識等，還可結(jié)合硬件手柄完成喂?fàn)倥Ｊ謩訑D奶、DIY奶制品的線上制作，增加家庭式體驗(yàn)感和游玩沉浸感。