XR技術(shù)在沈陽不可移動革命文物保護(hù)中的應(yīng)用研究

李舒 李輝

摘要：本文以擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)為背景，融合新媒體藝術(shù)的創(chuàng)新理念，探究擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)在沈陽不可移動革命文物保護(hù)中的應(yīng)用優(yōu)勢，探索如何運(yùn)用擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)數(shù)字空間的藝術(shù)形態(tài)生動直觀地展現(xiàn)沈陽數(shù)十個不可移動革命文物的歷史變遷與革命文化，以文物歷史風(fēng)貌的數(shù)字化保護(hù)為基本原則，在強(qiáng)調(diào)還原文物原貌場景的同時，從文化旅游視角出發(fā)，運(yùn)用擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立多種形式的數(shù)字虛擬世界，從而起到加固并豐富沈陽文物保護(hù)傳承的作用。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù);不可移動革命文物;數(shù)字保護(hù)

中圖分類號：TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1004-9436（2021）17-00-03

1 沈陽不可移動革命文物保護(hù)概況

2021年，遼寧省文物局公示了遼寧省第一批革命文物名錄，其中沈陽市中共滿洲省委舊址、審判日本戰(zhàn)犯特別軍事法庭舊址、中山廣場雕像、東北解放紀(jì)念碑等33處不可移動革命文物入選，成了沈陽弘揚(yáng)革命文化、傳承紅色基因的地標(biāo)性元素。遼寧省第三次文物普查結(jié)果顯示，遼寧省共登記不可移動文物遺跡兩萬余處，截止到2015年，全省的千余處不可移動文物因城市建設(shè)、土地開發(fā)、生產(chǎn)生活等人為因素而消失，文物的有效保護(hù)成了亟待解決的重大問題。沈陽不可移動革命文物不僅具備基本的建筑歷史價(jià)值，還承載著我國重要的革命文化價(jià)值，而這部分革命精神的傳承和保護(hù)更應(yīng)被重視。

目前，我國對于不可移動文物的保護(hù)除基本的物化性保護(hù)外，主要集中在加大保護(hù)宣傳力度、建立巡察制度、合理開發(fā)利用、加強(qiáng)法律保護(hù)與行政執(zhí)法等方面，而數(shù)字保護(hù)是當(dāng)下文化遺產(chǎn)保護(hù)中較常見的技術(shù)手段和實(shí)現(xiàn)路徑。

截止到2021年，伴隨著“讓文物活起來”的憧憬和后疫情時期保護(hù)需求變革，數(shù)字化的互聯(lián)網(wǎng)保護(hù)已成為未來文物保護(hù)的大勢所趨[1]。目前，我國物質(zhì)、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的數(shù)字化保護(hù)研究已呈現(xiàn)良性的發(fā)展軌跡，同時在不斷地尋求創(chuàng)新[2]。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)與5G技術(shù)的不斷進(jìn)步，文物的數(shù)字保護(hù)領(lǐng)域通過不同程度的數(shù)字信息與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的融合，為傳統(tǒng)可視媒體提供了新的概念與體驗(yàn)方式。

2 XR技術(shù)在革命文物保護(hù)中的應(yīng)用優(yōu)勢

擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)（以下簡稱“XR技術(shù)”）是全球3G、4G與5G技術(shù)研發(fā)的領(lǐng)先企業(yè)美國高通公司于2017年提出的新概念。作為虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和混合現(xiàn)實(shí)（MR）這些技術(shù)的統(tǒng)稱，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）被稱為未來交互的終極形態(tài)。與當(dāng)下的虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)相比，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)更強(qiáng)調(diào)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的彌合，旨在讓人們的信息和體驗(yàn)之間的距離消失[3]。

據(jù)此，將XR技術(shù)應(yīng)用于文化資源數(shù)字化保護(hù)中，不僅可以為城鎮(zhèn)風(fēng)貌和自然景觀變化下的文化遺產(chǎn)保護(hù)提供一種新的技術(shù)手段和實(shí)現(xiàn)途徑，還能增強(qiáng)大眾對城市文化發(fā)展與傳承的認(rèn)同感與責(zé)任感。

2.1 多維度數(shù)字復(fù)原文物原貌

部分因歷史變遷和城市建設(shè)而遺失的內(nèi)容很難運(yùn)用攝像機(jī)或其他傳統(tǒng)手段進(jìn)行全面保護(hù)，而XR技術(shù)中的三維建模、三維掃描、動作捕捉等手段都可以有效解決這些問題，可以在保護(hù)文物原貌的同時運(yùn)用交互技術(shù)呈現(xiàn)出隨歷史變遷而變化的文物外貌，打破傳統(tǒng)保護(hù)方法的局限，以720°的場景優(yōu)勢多維度地保存沈陽不可移動革命文物。

2.2 多感官沉浸式弘揚(yáng)革命精神

從沈陽革命文化傳承的角度來看，XR技術(shù)通過數(shù)字化頭盔、手柄、手套、力反饋和觸覺感受器等穿戴設(shè)備，融合了視覺、聽覺、觸覺等多種感官體驗(yàn)，能夠讓體驗(yàn)者身處沈陽不可移動革命文物建筑虛擬場景中，通過聽覺、觸覺與周圍環(huán)境互動，從而增強(qiáng)數(shù)字資料的生動性與審美性，實(shí)現(xiàn)多感官沉浸式的革命精神領(lǐng)悟與學(xué)習(xí)[4]。

2.3 推動沈陽文旅產(chǎn)業(yè)發(fā)展

XR利用其技術(shù)優(yōu)勢，可在儲存和復(fù)原沈陽不可移動革命文物的同時，讓觀者擺脫空間與時間的限制，身臨其境地置身于沈陽的各個不可移動文物場景中，體味老建筑的獨(dú)特風(fēng)韻，感受革命歷史的變遷，并且能夠以故事角色的身份參與到相關(guān)革命事跡中，從心靈的最深處理解、學(xué)習(xí)和感悟沈陽這座歷史文化名城的文化底蘊(yùn)，真正達(dá)到傳承沈陽歷史遺跡文化與文化旅游宣傳的目的。

2.4 為人才素質(zhì)化培養(yǎng)提供精神引領(lǐng)

在“三全育人”的背景下，革命文物作為革命精神傳承的載體，是我國高校思政教育中重要的教育內(nèi)容。采用XR技術(shù)手段可將沈陽不可移動革命文物的地理外貌、歷史變遷、人物事跡、精神內(nèi)涵以新媒體的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前，建立線上虛擬實(shí)驗(yàn)室，降低線下建設(shè)、參觀等學(xué)習(xí)模式的成本，增強(qiáng)學(xué)生對其的認(rèn)同感[5]。

此外，數(shù)字媒體技術(shù)、動畫、新媒體藝術(shù)專業(yè)可在學(xué)習(xí)XR技術(shù)的過程中以革命文物保護(hù)訓(xùn)練為主題，在項(xiàng)目化教學(xué)和校企協(xié)同育人的培養(yǎng)模式下，提升專業(yè)水平，增強(qiáng)師生傳承革命精神的使命感，借用新一代群體力量與高水平科研能力大力豐富現(xiàn)有的沈陽不可移動革命文物數(shù)字保護(hù)資源，為人才培養(yǎng)與文物的傳承和發(fā)展提供新的契機(jī)[6]。

3 XR技術(shù)背景下文物保護(hù)資源的開發(fā)路徑

3.1 文物素材采集與分類

《遼寧省不可移動革命文物名錄（第一批）》顯示，沈陽33處不可移動革命文物在地理位置上的分布情況為：和平區(qū)11處、皇姑區(qū)5處、沈河區(qū)4處、大東區(qū)2處、沈北新區(qū)2處、遼中區(qū)2處、康平縣2處、法庫縣2處、新民市2處、于洪區(qū)1處。從認(rèn)定級別上看，全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位2處，分別為中共滿洲省委舊址、審判日本戰(zhàn)犯特別軍事法庭舊址;劉少奇同志秘密居址、宋任窮舊居等省級文物保護(hù)單位共計(jì)9處;陳云舊居等市級文物保護(hù)單位共計(jì)13處;于洪區(qū)革命烈士公墓1處為區(qū)級文物保護(hù)單位;康平革命烈士陵園、二龍山革命烈士陵園2處屬縣級文物保護(hù)單位;奉天紡紗廠辦公樓舊址等6處為一般不可移動文物。從整體的文物內(nèi)容與屬性上，可概括為辦公舊址、烈士陵園、紀(jì)念碑（塔）、生活舊居、學(xué)校舊址五大類。

為實(shí)現(xiàn)XR信息傳遞的有序性與全面性，可依據(jù)沈陽不可移動革命文物的地理位置、保護(hù)級別、內(nèi)容屬性三個層面進(jìn)行資料分類，從而有針對性地對文物的歷史數(shù)據(jù)資料、影像資料進(jìn)行價(jià)值區(qū)分，實(shí)現(xiàn)有效提取。

此外，按照各個文物的原貌保護(hù)情況進(jìn)行分級，原貌保護(hù)良好的建筑可直接采用實(shí)景測量的手段進(jìn)行平面、立面、剖面各項(xiàng)詳細(xì)數(shù)據(jù)采集[7]。原貌已遭損毀、改建、遷移的建筑應(yīng)在記載資料中收集準(zhǔn)確的外貌數(shù)據(jù)，以便后期的模型制作與場景還原。整個文物元素采集過程應(yīng)同時兼顧物質(zhì)遺產(chǎn)外貌元素與非物質(zhì)的精神元素，在整合基本物理性數(shù)據(jù)后，需要整合相關(guān)的歷史經(jīng)歷、歷史事件、名人事跡等文化內(nèi)涵元素，兩部分工作的完整性是決定后期項(xiàng)目開發(fā)與制作的重要影響因子。

3.2 平臺用戶分類調(diào)研

平臺用戶分類調(diào)研的主要目的在于對XR信息平臺即將要服務(wù)的不同客戶進(jìn)行深入的調(diào)研與分析，以服務(wù)設(shè)計(jì)理論為依據(jù)，從利益關(guān)聯(lián)者地圖、服務(wù)路徑、故事版等工具入手，對相關(guān)人員進(jìn)行模擬分析，統(tǒng)計(jì)并整理在設(shè)計(jì)過程中需要解決的問題，按照極度困難、重要困難、一般困難、輕松、非常輕松的等級對待解決問題進(jìn)行分類并整理，這對后期的XR資源開發(fā)項(xiàng)目框架設(shè)計(jì)與交互設(shè)計(jì)有決定性影響，是實(shí)際研發(fā)過程中的制作重點(diǎn)。

3.3 項(xiàng)目框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

XR技術(shù)的運(yùn)用與表現(xiàn)形式是多種多樣的，根據(jù)文物資料整理收集、平臺用戶分類調(diào)研的數(shù)據(jù)結(jié)果可選取不同的表現(xiàn)形式，在此階段可參考AR、VR、MR項(xiàng)目目前的應(yīng)用情況與應(yīng)用環(huán)境，找到用戶需求的相似點(diǎn)，便能有指向性地確立XR項(xiàng)目需要的信息傳播形式、媒介體量、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及對相關(guān)智能設(shè)備的需求。

此外，應(yīng)充分考慮沈陽文旅宣傳的主要途徑與宣傳資源需求，整理初步的原型交互框架、制作UI界面，并以分鏡繪制的形式模擬探索該資源在不同情境下發(fā)揮作用的可行性、實(shí)用性與藝術(shù)性，最終細(xì)化XR項(xiàng)目框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與腳本，反復(fù)修改敲定操作腳本與故事腳本的內(nèi)容。

3.4 美術(shù)資源開發(fā)

XR文物保護(hù)資源開發(fā)過程中的資源需求會根據(jù)不同的表現(xiàn)方式產(chǎn)生需求性差異，主要資源元素包括虛擬場景、三維模型、運(yùn)動路徑、特效、音頻視頻等。在美術(shù)資源開發(fā)階段應(yīng)綜合用戶調(diào)研的分析數(shù)據(jù)結(jié)果，從大眾審美、美術(shù)心理、生理應(yīng)激反應(yīng)特征等多方面因素進(jìn)行視覺創(chuàng)作，在符合現(xiàn)實(shí)歷史的前提下，加入藝術(shù)化渲染元素，從而烘托并弘揚(yáng)革命精神，增強(qiáng)觀覽者的沉浸感與代入感。

隨著歷史的變遷，部分沈陽不可移動文物由于人為因素和自然因素的影響，破壞較為嚴(yán)重。雖然部分可移動文物留下了珍貴的影像及文字資料，但在制作這些建筑的美術(shù)模型和研究建筑外貌歷史變化的藝術(shù)表現(xiàn)時，仍舊受到史料不全、歷史故事無法得到史書資料證實(shí)等多種因素影響。項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)對于這部分內(nèi)容可嘗試以藝術(shù)創(chuàng)作的處理手法進(jìn)行相對理性和科學(xué)的藝術(shù)加工處理，使項(xiàng)目能夠達(dá)到理想的呈現(xiàn)效果。

從實(shí)踐操作上來說，目前相關(guān)美術(shù)資源的制作主要運(yùn)用MAYA、3DMAX等三維軟件，制作過程中需注意模型面數(shù)等信息與Unity引擎的兼容與合作要求。具體的模型制作內(nèi)容包括歷史建筑、人物、周邊環(huán)境中的動植物元素等所需資源，如有紙質(zhì)出版需要，還需按照風(fēng)格進(jìn)行紙質(zhì)立體物料的結(jié)構(gòu)制作。

3.5 程序交互設(shè)計(jì)與開發(fā)

可在搭建美術(shù)場景與資源的同時，同步程序腳本的編寫與調(diào)試。計(jì)算機(jī)交互程序的編寫與制作過程要對應(yīng)前期的交互框架指引，對于場景內(nèi)的復(fù)雜交互操作應(yīng)配套設(shè)計(jì)使用者引導(dǎo)教程，不同的歷史影像資料在播放過程中對于周遭環(huán)境的弱化處理也是在編寫過程中容易忽視卻重要的難點(diǎn)。在項(xiàng)目所需的所有資源制作完成后，由美術(shù)人員與程序開發(fā)人員合作開始進(jìn)行項(xiàng)目的整合與運(yùn)行測試。

3.6 項(xiàng)目整合與體驗(yàn)反饋

結(jié)合用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行反復(fù)的項(xiàng)目反饋數(shù)據(jù)收集，以便進(jìn)行項(xiàng)目整體的完善與收尾工作，同時針對沈陽不可移動革命文物的外觀復(fù)原度、史實(shí)精準(zhǔn)度、革命精神的表現(xiàn)力以及推廣應(yīng)用的可行度進(jìn)行進(jìn)一步的審視與強(qiáng)化。整個流程的重點(diǎn)應(yīng)放在沈陽不可移動革命文物形態(tài)變化與歷史變遷的文化體現(xiàn)上。經(jīng)過反復(fù)推敲與不斷完善而開發(fā)的XR文物保護(hù)平臺資源可被用于相關(guān)單位部門對沈陽革命歷史遺跡的宣傳及商業(yè)運(yùn)營，助力物質(zhì)文化遺產(chǎn)和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的申請，可作為未來保護(hù)與傳承物質(zhì)文化遺產(chǎn)的示范項(xiàng)目向全國推廣。

4 結(jié)語

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)、擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)與5G技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字信息與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的融合呈現(xiàn)為傳統(tǒng)可視媒體帶來了新的概念與體驗(yàn)方式。在文物保護(hù)方面，XR技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多維度數(shù)字復(fù)原文物原貌、多感官沉浸式弘揚(yáng)革命精神的目標(biāo)，更能推動沈陽文旅產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為人才素質(zhì)化培養(yǎng)提供精神引領(lǐng)。因此，如何將XR技術(shù)有效融合到革命文物保護(hù)的工作路徑中是相關(guān)領(lǐng)域研究的重要方向。以目前XR技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的媒體資源效果為基準(zhǔn)，相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員需要通過文物元素采集與分類、平臺用戶分類調(diào)研、項(xiàng)目框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、美術(shù)資源合理制作、程序交互設(shè)計(jì)與開發(fā)這五個基本制作步驟完成沈陽不可移動革命文物數(shù)字化保護(hù)平臺搭建，從而保證革命文物的復(fù)原展示與革命精神的弘揚(yáng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉玉珠.探索文物保護(hù)利用數(shù)字互聯(lián)新格局[J].人民論壇，2020（25）：6-8.

[2] 侯佳.虛擬制作中的AR、MR與XR[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2021（7）：94-96，87.

[3] 陳振旺，樊錦詩.文化科技融合在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的運(yùn)用——以敦煌莫高窟數(shù)字化為例[J].敦煌研究，2016（2）：100-107.

[4] 邵恒，安穎.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在天津非遺保護(hù)與傳承中的應(yīng)用[J].山西檔案，2018（2）：142-144.

[5] 褚樂陽，陳衛(wèi)東，譚悅，等.重塑體驗(yàn)：擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）技術(shù)及其教育應(yīng)用展望——兼論“教育與新技術(shù)融合”的走向[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2019，37（1）：17-31.

[6] 李舒.基于人才框架因子的新媒體藝術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)創(chuàng)新路徑[J].藝術(shù)科技，2021，34（4）：21-22.

[7] 緒言，馮春雨.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與廟宇建筑文化[J].四川水泥，2016（5）：321.

作者簡介：李舒（1987—），女，遼寧沈陽人，博士，副教授，研究方向：新媒體藝術(shù)。

李輝（1989—），男，吉林延吉人，博士在讀，講師，研究方向：經(jīng)營管理。