王 刚 李 浩 雷 鑫 程诗宇

增强现实技术（AR）是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（包括视觉信息、声音、味道、触觉等）通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。目前VR、AR技术在军事、航空、医学、商业、教育、艺术、文物保护等诸多领域得到越来越广泛的应用，并为其提供新的解决方法，在未来的社会发展中，必将具有广阔的发展空间。

一、数字化技术在文化遗产保护中的应用状况

文化遗产利用数字化技术，早在第一款计算机CAD绘图软件出现时就开始了，当时的数字化技术仅被应用于记载、存储和展现等工作，1990年前后拍摄技术与录像技术逐渐成熟，应用面开始逐步扩大。美国是较早利用数字化技术对图书和档案等物品进行保护的国家。埃及金字塔利用全景VR技术和3D虚拟技术创作的线上体验中心的建成，成为数字化技术在文化遗产保护领域应用成熟的标志。

我国数字化技术在遗产保护领域发展起步缓慢，但通过努力，也取得了一些较好的成绩。2000年左右，我国开始在故宫进行数字化建设。经过多年的努力，直到“数字故宫紫禁城”投入使用。观众在网上便能看到虚拟的三维化故宫场景，并能参与其中。观众身穿古代服饰体验当时的生活场景，如进行训练、游玩等活动，也能够观赏其他宫廷生活（图1）。此外，我国目前也自主研发了相关技术。如北京师范大学周明全教授在计算机辅助秦兵马俑的数字化和虚拟修复、虚拟演练等。尽管如此，我国数字化技术在遗产保护领域发展起步缓慢，还有许多工作需要我们去开拓研究。

二、数字化技术在文化遗产保护中的具体应用领域

1.文化遗产数据化分析与集成

数据化分析与集成，是数字化技术在文化遗产保护中最基础的应用层次，其中主要是数字化存档，这样文化遗产便能得到较为完整的保存与传承。以前较为简单和常用的手段是利用数字输入、二维扫描仪和数码相机等各种手段对文化遗产进行数字化资源采集并保存于计算机中，从而实现收集、整理和保存。但这种方式存在对损坏较严重的文化遗产，所存储的图形像素较低，数据单一、立体化不够等问题。现在的遥感测绘技术、三维扫描仪数字化技术等，则很好地解决了以上问题，不仅可以很好地捕获文化遗产场景纹理信息，并能提高建模的真实感，为复原和修复作基础分析与数据集成。文化遗产是历史文化宝库，在现今的大数据、云计算时代，利用最新的数字化技术，建设历史文化遗产数据化分析与集成，具有重要意义。

图1 数字化技术虚拟体验射箭训练场景和下围棋场景

2.物质文化遗产数字化文物的复原与传播

我国是文明古国，拥有众多珍贵的文化遗产，许多物质文化遗产急需复原与传播。复原与修复是运用数字图形图像、三维技术、建模渲染、VR与AR虚拟技术等进行数字化保护和展示的过程，这是还原曾经被损坏严重的物质文化遗产的主要技术方法，可再现历史物质文化遗产的光彩。“再现圆明园”系列修复工程，是目前国内较好地利用数字化手段技术，对物质文化遗产进行复原与传播的典型。随着数字化技术的发展，自2009年开始，以清华大学建筑学院郭黛姮教授为核心的科研团队，便开始对圆明园进行有步骤的数字化复原，现今观众只需通过现场数字导览系统用iPad扫描园内每处景点二维码，站在遗址上便能身临其境感受圆明园的盛世景象；又或者用手机、iPad等移动终端下载圆明园APP，在家便可以游览150余年前圆明园的全貌景观。观众不仅能切身体会当时的场景，还能了解由内而外的建筑整体特征，这对于传承历史文化遗产，传播民族文明将起到重要的作用（图2）。

图2 数字圆明园三维复原图

3.非物质文化遗产数字化的传承与开发

随着互联网技术时代，非物质文化遗产保护应得到传承与开发。非物质文化遗产具有明显的地方文脉特色，由于受经济落后、意识观念不强、展示和传播方式单一等因素的影响，我国许多非遗不能很好地传承甚至失传。以往单一的拍照、采访、录像等传统保护手段已不能有效满足现实需求，利用数字化技术进行非遗保护和合理开发具有非常重要的意义。

现代数字化技术可以更好地搜集、记载非物质文化遗产的内容，同时又可以突破传统实物保存方式，以实现数据保护更高的安全性和长久性，数字展示也更具体验性和互动性。目前，对非物质文化遗产实行切实和整体记载、建设档案和数据库已成为重要保护方法之一。数字化遗产开发对于提高非物质文化遗产文化软实力具有同等意义，主要体现为数字化平台创建和相关产品形态化，从而能更好挖掘并展示“非遗”的文化内涵。由凡拓数字集团和广东集美山田组设计公司共同创造的广东非物质文化遗产——新会陈皮文化体验馆，是通过数字化技术展示陈皮文化各方面的数字化媒体体验馆，它让观者能全方位的通过五大感官，深入了解当地遗产的历史文化特色，这是数字化技术手段对非物质文化遗产文化传承与开发的典型案例（图3）。

4.文化遗产数字博物馆的界面开发与展示

文化遗产数字博物馆是高科技技术及文化发展传承之间的产物，目前主要包括线下数字博物馆和线上数字博物馆，两者互相共存，取长补短，在文化遗产的界面展示中最具亲切性与互动性，弥补了传统博物馆的诸多不足，同时，又能使文化遗产焕发新的生命力。在线下数字博物馆中，实体的建筑空间或藏品与虚拟现实技术相结合，为观者呈现虚实相结合的展示形态，以交互的方式让静止的艺术品“活”起来、“动”起来、“美”起来，让观者得以从数字化、视像化五感去体验、品味与领略遗产文化的背景知识，并且能深入了解历史文物的文化内涵和形态特征。由清华美院设计团队开发的“端门数字馆”便是线下数字博物馆的重要代表，将古典建筑与先进的数字技术结合起来，形成故宫数字化文化遗产虚拟形态与观众互动展示的空间，使观众沉浸式的、互动体验式的感受故宫皇家宫廷的悠久历史和丰富多彩的藏品（图4）。

线上数字博物馆，在我国则以线上百度百科数字馆为重要代表，利用数字化技术在网络上生成一种逼真的五感虚拟环境，不受时间、空间等客观条件的制约，随时随地让观者直观地通过人机界面感受在真实世界中亲身经历的体验，这是当前我国较大规模的线上数字体验馆，开创了数字化技术在文化遗产保护领域界面开发与展示的新高度，非常值得在文化遗产保护虚拟空间中进行新的探索（图5）。

图3 新会陈皮文化体验馆影院展示效果

图4 故宫博物院“端门数字馆”数字影像大门和数字多宝阁实景

图5 百度百科的线上数字博物馆虚拟体验（AR）

三、结论与展望

文化遗产是人类文明进程的重要见证，不管它存在何时何处，它们都需要在历史的发展潮流中得到传承发展。面对这一重要课题，社会各界应加大对以增强技术为代表的数字化技术在文化遗产保护中的理论价值和实际作用的深入研究，并加大数字化技术在文化遗产的应用范围。同时，在技术方面亦要推陈出新，迅速提升我国文化遗产保护的技术程度，为传统文化遗产文脉传承提供有力的技术支撑。在文化遗产保护中不但要注重数字化技术保护的应用研究，也应强调文化遗产作品本身的艺术性及艺术表现手段，以提升作品的表现力。我们应抓住机遇，推进各项工作的发展，为保护我国乃至世界历史文化遗产，传承全人类文化和文明做出积极的努力。

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