虛擬現(xiàn)實影像技術在古跡復原中的應用研究

張峰瑋　魯璐

摘要：古跡再現(xiàn)對于歷史研究與傳承有著重要意義。基于高沉浸感、真實感及互動特性，虛擬現(xiàn)實影像技術被廣泛應用到各個領域。本文在分析虛擬現(xiàn)實影像技術在古跡復原中諸多價值的基礎上，總結該技術在本領域的發(fā)展歷程和未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實；影像技術；古跡復原

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0036-02

文物古跡的保護和傳承對于國家和民族都有著重要的意義，他是一段歷史鐫刻于世的見證，是人類發(fā)展的呈現(xiàn)。中華文明古國諸多文物，歷經千百多年的輾轉，天災人損，這些文化遺產破壞之甚與流佚之多，為古今中外所罕見。隨著城市發(fā)展，各地大興土木，再造成對劫后文物的新威脅[1]。文物古跡的維護刻不容緩，前赴后繼的工作者和研究者投身到這個行列當中，借用各種先進技術，將歷史延續(xù)與再現(xiàn)。

2016年，虛擬現(xiàn)實影像技術走入人們視野，被廣發(fā)應用到航天、娛樂、醫(yī)藥、化工、教育等各大領域。其真實感、沉浸性、互動性的特性給各行各業(yè)帶來了新的觸動。應用虛擬現(xiàn)實影像技術再現(xiàn)古跡，虛擬空間中復原古跡風貌，對其研究和傳承有著重大的意義。

1 虛擬現(xiàn)實影像技術在古跡復原中的應用價值

1.1 經濟價值

其一，具備較高的經濟價值。虛擬現(xiàn)實影像技術與真實古跡復原對比，其具備投入小、制作周期短、人力物力資源消耗少等優(yōu)勢。虛擬空間展現(xiàn)的事物都是電腦制作完成，耗時短，不需要花費資源再造，大大節(jié)省了復原成本。虛擬現(xiàn)實展示所需場地較小，設備匹配的條件下，占地數平方米左右，節(jié)省場地資源。其次，虛擬現(xiàn)實影像技術復原古跡可以應用到旅游、對外宣傳及博物館當中，本身可產生經濟效益。

1.2 歷史研究價值

很多古跡損毀嚴重，復原其難度較大，不便于后續(xù)研究。如：圓明園、水下古城等都很難去再造古城風貌。用虛擬現(xiàn)實的手法復原古跡，制作文檔可以拷貝或通過網絡傳輸，研究人員不受研究場地和時間的限制，隨時隨地都進入當時的歷史影像中，不用每次都去實地考察，為研究提供了便利，創(chuàng)建了新型研究途徑。對于后續(xù)研究者，虛擬現(xiàn)實技術與實物復原相比，不會因保護環(huán)境及時間的影響損壞，電子文檔可以多份保存，即使未來百年后研究者仍可應用。

1.3 教育傳播及文化傳承價值

文物古跡除了作為對于歷史研究價值外，對于文化的傳承也有深遠的意義。電子文件便于傳播的特性，使展現(xiàn)成果不受場地限制，給各地的文化及教育機構提供了更好的學習和交流媒介。戴上虛擬現(xiàn)實眼鏡你可以穿越回千年之前，感受古跡的雄渾、聽著街邊的叫賣聲，看著身邊的擦肩而過的祖輩人，與之互動，似乎我們也是他們中的一員。體驗者從被動接受教育向主動體驗文化教育轉變，虛擬現(xiàn)實技術的體驗感給文物古跡的傳播帶來了革新。

虛擬現(xiàn)實技術的不斷研究和探索也是對文物保護與傳承的過程。傳承歷史，再現(xiàn)民族文化，也是為文化自信做出貢獻。

1.4 文物古跡保護價值

很多古跡在開發(fā)旅游過程中，會遭到損毀或損傷，很多古跡景點出現(xiàn)刻跡、攀爬等現(xiàn)象。相關部門只好采取限流，甚至頒布了相關管理條例，如：2018年3月，《南京旅游條例》規(guī)定，建立了“游客黑名單”。虛擬現(xiàn)實影像技術可以很好的規(guī)避真實古跡受損這一現(xiàn)象，虛擬呈現(xiàn)，不直接接觸古跡本身，對文物古跡也起到了一定的保護作用。

2 在古跡復原領域里中，虛擬現(xiàn)實影像技術的應用歷程

基于虛擬現(xiàn)實影像技術的古建筑虛擬重建工作在多個國家都已有先例，如秘魯的Chavín de Huántar項目，泰國的Phimai神廟項目和我國的數字紫禁城項目等[2]。從網絡漫游瀏覽到多維度的虛擬空間沉浸式體驗，從只限于院所研發(fā)到企業(yè)參與推廣應用，虛擬現(xiàn)實技術在古跡復原中的應用已有近30多年的歷程。

1989年，計算機3D技術開始應用于考古遺址的構建當中[3]。從上個世紀末到本世紀初期，由研究院所牽頭，虛擬現(xiàn)實技術應用在古跡復原項目逐步增多。如：1993年，美國斯坦福大學JohnRick團隊到秘魯地下省城查文德萬塔爾（Chavín de Huántar）實地考察，構建了360度網絡瀏覽系統(tǒng)；還有我國故宮博物院的數字紫禁城計劃、弗吉尼亞大學“重生的羅馬”等。

進入本世紀后，虛擬現(xiàn)實開發(fā)與制作逐步從研究院所走向行業(yè)，各地出現(xiàn)了院所與企業(yè)聯(lián)合項目，如：廣西桂能信息工程有限公司的數字長城、陜西維遠科技有限公司的乾陵項目等。

2016年開始，作為虛擬現(xiàn)實元年，制作質量有了飛速提升，推廣應用更加廣泛。如：敦煌石窟項目制作完成30個經典洞窟實現(xiàn)了高清數字化內容及全景漫游，真正將敦煌搬出了石窟。2017年，該項目全國范圍內巡展，吸引了眾多觀眾，讓更多的人不入敦煌也可以感受到猶抱琵琶半遮面的風采。同年，以色列Vortex公司復原了凱撒利亞老城遺址，阿卡古城（附圖1）。2017年，清華大學建筑學院團隊將中國150年前浩劫殘毀的“圓明園”重新用虛擬現(xiàn)實手段進行仿真復原，實現(xiàn)五感體驗。

2018年，虛擬現(xiàn)實影像技術在古跡復原中的應用已走入家庭。2018年1月10日，由北京引力波虛擬現(xiàn)實科技有限公司開發(fā)的“VR Dunhuang”項目登錄STEAM平臺，人們可以花費37元人民幣即可領略敦煌331石窟、332石窟等8個洞窟風采，基本覆蓋敦煌石窟開鑿的各個朝代。體驗者可以足不出戶即能在家領略莫高窟神秘，讓更多的人體驗敦煌千年的佛教藝術。作為一款體驗應用軟件，定期更新，未來人們通過VR影像呈現(xiàn)的方式，不限地點、時間、人數等客觀因素影響，欣賞敦煌700多個洞窟，2000多身彩塑，45000平米壁畫，該項目將壁畫殘破也真實的表現(xiàn)出來，為敦煌研究者和藝術創(chuàng)作者提供了更便捷的影像參考。

從院所獨立開發(fā)到行業(yè)推進，從單純學術研究、歷史考證到全民鑒賞，從固定區(qū)域觀影到居家品鑒，虛擬現(xiàn)實影像技術在古跡再現(xiàn)上的應用有了質的飛躍和發(fā)展。

3 虛擬現(xiàn)實影像技術在古跡復原中的未來展望

隨著科學與技術的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實設備的成本會越來越低，虛擬現(xiàn)實影像技術會有更優(yōu)異的表現(xiàn)，虛擬影像所呈現(xiàn)的古跡復原項目也會逐步走入百姓的視野。讓更多的人以更真實、更愉悅的方式了解歷史、了解傳統(tǒng)文化。在未來，人們可以像玩手機一樣便捷的接受歷史文化古跡的信息，可以以游戲的方式去探尋古跡背后的故事。人們不用再遠赴萬里，踏尋前人的足跡，可以不受地域、時間等限制在歷史長河里暢游。

未來，在這個領域應用研究和技術專項研究必將長足發(fā)展。政府政策引導與扶持是行業(yè)發(fā)展強有力的保障。2016年，國家頒布十三五綱要及國家工信部發(fā)布的《虛擬現(xiàn)實產業(yè)發(fā)展白皮書》中，明確提出：“……支持VR技術產業(yè)化，引導產業(yè)做大做強”[4]，政府的介入給行業(yè)帶來了更多的機會和希望。隨之，各大企業(yè)也紛紛投入當中，阿里、騰訊、華為等國內企業(yè)著眼布局，HTC、三星等國外企業(yè)也不斷推陳出新，虛擬現(xiàn)實影像技術正穩(wěn)健向前發(fā)展?，F(xiàn)在，應抓緊時機，加速新技術的開發(fā)，推動工作進展，為保護世界歷史文化遺產，傳承人類文明做出積極的貢獻[5]。

參考文獻

[1]鄭向敏.文物古跡的保護與旅游開發(fā)[M].旅游教育出版社，2007，（04）：1.

[2]周寧，王家廞，趙雁南，楊澤紅.基于虛擬現(xiàn)實的中國古建筑虛擬重建[J].計算機工程與應用，2006，（18）：200.

[3]戴代新，戴開宇.歷史文化景觀再現(xiàn)中的虛擬現(xiàn)實技術運用研究[J].湖南科技大學學報（社會科學版），2009，（03）：109.

[4]文鈞雷，陳韻林，等.虛擬現(xiàn)實+[M].北京：中信出版社，2016，（09）：55-56.

[5]師國偉，王涌天，劉越，鄭偉.增強現(xiàn)實技術在文化遺產數字化保護中的應用[J].系統(tǒng)仿真學報，2009，（7）：2093.