赵倩雯 王芳源 崔伟琦

【摘 要】随着数字化技术的不断发展，数字艺术设计拥有了更多新的发展空间， 为创意设计提供了丰硕的表现形式和载体。AR技术一方面能够助力北魏建筑复原和文化遗产重建，另一方面又为北魏文化遗产提供了新兴的保护方式。

【关键词】AR;虚拟视觉;数字化保护;北魏文化

中图分类号：G122 文献标志码：A              文章编号：1007-0125（2020）19-0205-02

一、AR技术认知及发展现状

增强现实（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度，并加上相应图像的技术，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，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。

目前AR行业正处于一个阶段：随着当下高科技设施和相关软件技术的发展，随着大家使用电子产品技能的提高，再加上由多种元素推动技术的快速发展，增强现实这种技能，在社会生活上的使用率越来越高。当前在社会市场上，AR有着很大的发展潜力，计算机平台正朝着更自然的人机交互方向发展，在AR技术保护下的文物修复和古建复原在空间布局中运用也越来越多。

二、数字化保护下文化遗产与古建筑复原

（一）数字保护下的文物修复

在维护古建筑与文物的范畴中，受到一些历史原因或其他客观原因的影响，发掘的文物和长期保存的文献、图纸表面会有许多丢失、损坏的情况，如裂缝、咬色、生锈、霉变等，使文物缺失大量的信息，对文物鉴赏和研究有非常大的影响。过去，在文物修补的过程中，修补人员一般只是简单地用涂色、洗刷的方法进行修补;即使在今天的文物修复中，还是由有创造力的专家教授在文物身上进行维修，但如果稍有不慎，遗留下来的文明将不复存在。

通过AR技术，可以使用计算机虚拟技术进行修整，认真评估需要修复的文物和数字图像，充分利用统计学理论和微积分方程建立预测模型，再用图像面积已知信息来评估损失，这样可以更好地对虚拟数字图像进行修复，方便快速修复计划的提出，可以很大程度上减少恢复的周期时间，有效防止在修整文物的过程中，对其进行的损伤及破坏，能最大限度地恢复丢失的文物信息，呈现出物体本身的样子。

（二）数字保护下的古建筑复原

随着现代技术和高阶技术的出现与成熟：如三维立体技术、高分辨率渲染、3D打印、数字化采集等，这些技术在古建保护的过程中被广泛使用，有利于古建更好地复原与保护，并把人带入到以前的社会背景之中，领略不一样的风光。就拿历史上的万园之园圆明园来说，它被誉为“一切造园艺术的典范”，融合了各种类型造园的形式，对中国园林设计有着不可磨灭的影响。但是在150多年前，圆明园被英法侵略者大肆破坏，到现在只剩下了断壁残垣。这么多年要求圆明园“重建”的声音从未停歇，大家一直盼望着可以重现圆明园的风采。而如今，百度地图通过VPAS将虚拟场景与真实世界重叠，实现了大水法的AR实地复现，以另一种新的方式将万园之园的盛景展示出来，使人打开移动设备，就能立刻置身于一百多年前的皇家园林，领略当时风光。

三、AR在北魏文化陈列馆的应用

（一）北魏历史文物及建筑现状

北魏文化最具有特色的当属于大同，大同也是研究北魏历史文化的宝地。而现存的北魏文化陈列馆里面的北魏历史文物，保护工作不够完善，保护意识淡薄，缺少文化氛围。人们对于古建筑，保护意识不强，有的建筑因为长期风化的原因，已褪去了它原本的色彩;还有的建筑大部分因各种原因已被破坏殆尽，但还存有部分遗址。

古建筑与历史文物是人类优秀文化的结晶，是历史文化的积淀。它对于现代社会，有着很高的历史文化意义。所以在修复及完善它们的同时，还要了解它们具体的资料及人力能修复的程度，这都是一种极其复杂的工程，但是使用AR技术，把数值存在系统里，将虚拟信息内容在真实世界加以应用，能够在同一个画面以及空间同时存在，将古建筑文物、历史遗迹以不一样的虚拟视觉展示在大家的眼前，又能不损坏文物。

（二）AR技术对北魏文化重建及建筑复原的作用

在建筑遗址复原和文物修复上它具有非常突出的优势，打破了现实的场地设备等设施条件的限制，让用户可以观赏已经消失的古建筑遗址复原的风光。不仅如此，在VR虚拟现实沉浸世界中也可以提前设定文字信息，将遗址的历史来源资料加入可以让群众了解相关历史;打破时间界限，看到社会的发展变化，用户还可以进行实际的虚拟现实场景交互。从而减少了修建场景的资金投入，使大家能从文物碎片、古建筑遗址中深刻了解历史文化知识，感受到当时的器物及建筑给人带来的壮观体验。

（三）AR技术对北魏容器碎片数字化保护

利用新的技术手段，把在历史长河中被遗失、被破坏、且带磨损的容器碎片以数字化的形式将其重建复原。通过对三维位置信息和朝向数据的应用获取物体的各类信息，对文物的外形及断裂缺失的藏品残口纹理进行修复，或通过视觉效果将物体重建，并上色增釉，对容器进行适当的艺术加工，以此给观眾带来更好的视觉体验。

通过AR技术，将北魏容器碎片以虚拟与现实相结合的方式表现出来，使用增强现实技术，使游客在参观博物馆之类的公共空间时，可以通过手机及其他设备了解器物原本的状态及文化背景历史等内容，为大家节省了成本，且可以变相地保护历史文物。

（四）AR技术对北魏建筑复原的保护

增强现实技术运用它的优势在于利用原址进行实时的现场再现，不仅可以让游客感受到原汁原味的北魏历史年代感建筑，还可以感受当时的文化艺术氛围。相比较虚拟现实技术，它是在虚实结合的情景当中再现历史建筑原貌，不仅可以在建筑遗址复原上减轻财政压力，而且便捷简单，通过用户的参与定位系统，从而给游客们带来不一样的虚拟视觉体验。

通过使用IPAD、移动 4G 手机、PDA 等设备，移动终端手持式的系统利用其摄像头扫描功能和无线网络在明故宫遗址进行信息识别，最后将三维仿真的北魏建筑及场景进行实时在线匹配，并传送至游客手中的移动终端上，从而进行遗址实景与建筑模型完美缝合的呈现。

四、总结

综上所述，我们认识到AR技术是一种新兴技术，是计算机技术、虚拟现实技术等多项技术的结合，让人们获得了更加直观的体验。目前，AR技术在文化修复中占有较大的比重，从而让人们对文物或重要建筑有了更深层次的观赏及了解。

参考文献：

[1]汤卓慧，朱培毅. 虚拟现实、增强现实和混合现实及其在轨道交通行业中的应用[J].铁路通信信号工程技术，2016（05）：79-82.

[2]汲斌斌.数字图像修复技术应用于文物领域的研究[J].文物鉴定与鉴赏， 2015（05）：100-101.

[3]陈娜.数字图像修复技术在文物保护中的应用[J].电子世界，2014（16）.