XR技術(shù)在清東陵數(shù)字化保護(hù)與利用中的應(yīng)用研究

朱琳 王珺 楊小翠

XR技術(shù)是多種技術(shù)的統(tǒng)稱，現(xiàn)探究世界文化遺產(chǎn)清東陵的保護(hù)與利用中融合XR技術(shù)的應(yīng)用路徑，為XR技術(shù)在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域里的內(nèi)容搭建提供可行性借鑒。通過(guò)研究分析清東陵發(fā)展現(xiàn)狀的困境以及拓展現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，以當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)物質(zhì)遺產(chǎn)保護(hù)研究、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)車載導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用、XR技術(shù)在展示領(lǐng)域的案例為依托進(jìn)行參照。得出可基于底層數(shù)字技術(shù)的支撐技術(shù)，使清東陵在XR虛擬現(xiàn)實(shí)世界實(shí)現(xiàn)永久數(shù)字化保存，并加深參觀者的體驗(yàn)感受，例如景區(qū)互動(dòng)式實(shí)時(shí)導(dǎo)覽以及線下沉浸式的游覽體驗(yàn)和線上IP數(shù)字化傳播。建設(shè)XR拓展現(xiàn)實(shí)虛擬空間，可在展示清東陵文化內(nèi)涵的情境下，為清東陵的數(shù)字化保護(hù)與利用提供新的契機(jī)，實(shí)現(xiàn)清東陵文化遺產(chǎn)的保護(hù)及利用，同時(shí)在傳播媒介日漸多樣化的當(dāng)下，為其他文化遺產(chǎn)的傳承與發(fā)展提供一定的參照。

陵墓建筑是一種特殊的建筑形式，尤其是帝王陵墓，往往是結(jié)合當(dāng)時(shí)政治、經(jīng)濟(jì)、宗教等多重社會(huì)人文因素的綜合體。而清東陵作為清代最大的帝王陵墓群，更是體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)多種藝術(shù)的最高成就，對(duì)其保護(hù)與利用的研究正是當(dāng)下我國(guó)文化自信的體現(xiàn)。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為陵墓的發(fā)掘與保護(hù)工作帶來(lái)了更多的可能性，而擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（Extended Reality，簡(jiǎn)稱XR）技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于清東陵文化遺產(chǎn)的保護(hù)與利用更是如虎添翼。

清東陵文化遺產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸

清東陵景區(qū)作為第一批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，現(xiàn)階段自身文化的傳播以及展示方式被局限于傳統(tǒng)的旅游景區(qū)模式，即依托于陵墓建筑遺產(chǎn)本身，配以導(dǎo)游人工解說(shuō)，展廳文字說(shuō)明以及景區(qū)解說(shuō)板等。數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了二維碼的普及，景區(qū)近年來(lái)增加了二維碼導(dǎo)覽系統(tǒng)，在各個(gè)重要節(jié)點(diǎn)放置二維碼，以圖片及音頻等多種方式對(duì)景區(qū)的歷史文物進(jìn)行多樣化呈現(xiàn)。但這種方式依舊屬于傳統(tǒng)的解說(shuō)模式，無(wú)法解決游客參與性不強(qiáng)、互動(dòng)性差、游覽時(shí)走馬觀花等問(wèn)題。

清東陵作為陵墓建筑，其建筑除了自身的藝術(shù)價(jià)值，更是我國(guó)古代儒家思想、道家思想的結(jié)合，其中的孝道內(nèi)涵和風(fēng)水觀念是通過(guò)山水環(huán)境、視覺(jué)感受和陵寢建筑規(guī)制等一同構(gòu)建的，這種景觀體系代表的是我國(guó)古人風(fēng)水觀的集合，具有很深的文化韻味。由于清東陵占地廣袤而地面建筑分散，眾多的山水環(huán)境要素超出了游客的視覺(jué)范圍，使當(dāng)前的展示方式難以給參觀者帶來(lái)直觀的視覺(jué)感受，因此在展示、闡述風(fēng)水格局理念上有著較高難度，使參觀者無(wú)法體會(huì)到清東陵傳統(tǒng)文化的魅力。

從地理位置上來(lái)看，清東陵位于河北省唐山市遵化市，距離市區(qū)較遠(yuǎn)，交通往返時(shí)間較長(zhǎng)。首先，鑒于景區(qū)現(xiàn)狀，清東陵對(duì)外開(kāi)放的陵寢建筑只有孝陵、裕陵、景陵以及定東陵和裕陵妃園寢的部分區(qū)域，大部分游人乘坐游覽車半日就可以游覽完畢，這就導(dǎo)致游覽時(shí)長(zhǎng)過(guò)短，難以留住游客，也就失去了二次消費(fèi)的機(jī)會(huì)。其次，往返時(shí)間和游覽時(shí)間的不平衡造成普通游客缺乏二次進(jìn)景區(qū)游覽的興趣，這使得清東陵的發(fā)展動(dòng)力減緩。

從提升傳播力來(lái)講，如何更好地利用自身優(yōu)勢(shì)，打造品牌IP、擴(kuò)大影響力，還需要更多探索。清東陵在這方面也進(jìn)行了很多的嘗試，包括依托于新媒體以及自媒體平臺(tái)進(jìn)行宣傳推廣，嘗試開(kāi)展文旅融合推廣，在特定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)開(kāi)展一些文化表演、主題活動(dòng)等，這些活動(dòng)在一定程度上起到了很好的宣傳作用，但這些嘗試相比清東陵本身文化遺產(chǎn)的巨大能量和發(fā)展前景而言，傳播力度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

XR技術(shù)在清東陵數(shù)字化保護(hù)與利用中的優(yōu)勢(shì)

XR技術(shù)及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

XR技術(shù)的全稱叫做擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)（XR—Extended Reality）， 是一種以觸控顯示技術(shù)、沉浸技術(shù)以及各種基礎(chǔ)數(shù)字技術(shù)交叉融合，通過(guò)計(jì)算機(jī)、頭顯等媒介將真實(shí)與虛擬相結(jié)合，打造一個(gè)可人機(jī)交互的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的技術(shù)。XR技術(shù)囊括了現(xiàn)有的VR、AR、MR等技術(shù)，是以上技術(shù)的總稱。將三者的視覺(jué)交互技術(shù)相融合，目的是為體驗(yàn)者帶來(lái)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界之間無(wú)縫轉(zhuǎn)換的“沉浸感”，消除信息與體驗(yàn)之間的距離。

拓展現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)的是一場(chǎng)信息傳播方式的變革，隨之帶來(lái)信息在傳播維度上的變化，人可以在更短的時(shí)間內(nèi)接收呈倍數(shù)增長(zhǎng)的信息量。麥克盧漢在《理解媒介：論人的延伸》中提出，媒介是人的延伸的觀點(diǎn)，媒介對(duì)人的延伸能力越強(qiáng)，其對(duì)生產(chǎn)力的推動(dòng)越大。由此可知，拓展現(xiàn)實(shí)應(yīng)用越廣，規(guī)模就越大，對(duì)知識(shí)的傳播方式、對(duì)社會(huì)生活的改變就越大。而XR技術(shù)對(duì)于文化遺產(chǎn)的賦能，勢(shì)必是傳統(tǒng)傳播方式的幾何倍數(shù)。

XR技術(shù)應(yīng)用于清東陵數(shù)字化發(fā)展的可行性分析

底層科學(xué)技術(shù)的迭代和進(jìn)步是XR技術(shù)應(yīng)用于清東陵數(shù)字化發(fā)展的基礎(chǔ)，依托于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速率，低延時(shí)特點(diǎn)，XR技術(shù)可以做到實(shí)時(shí)傳輸，上傳下載相關(guān)數(shù)據(jù)，做到跟用戶同步的實(shí)時(shí)反饋，這是XR技術(shù)在清東陵應(yīng)用的基礎(chǔ)保障。而云計(jì)算的強(qiáng)大算力可以解決終端用戶算力不足的弊端，利用云端渲染配合AI提升渲染的質(zhì)量和計(jì)算的效率，為清東陵的XR交互體驗(yàn)提供強(qiáng)有力的算力，為虛實(shí)融合以及交互提供了網(wǎng)絡(luò)通道以及平臺(tái)載體。

數(shù)字孿生技術(shù)將真實(shí)的清東陵映射到虛擬空間，生成虛擬的數(shù)字化清東陵，而虛擬清東陵又具備真實(shí)清東陵的所有特性。這方面的基礎(chǔ)建模工作開(kāi)始得非常早，清東陵早在2012年就被篩選納入“蘇格蘭十大文化遺產(chǎn)項(xiàng)目”，該項(xiàng)目利用激光掃描技術(shù)和云數(shù)據(jù)處理軟件等，將包括順治的孝陵、康熙的景陵進(jìn)行三維數(shù)字化掃描以及數(shù)字化保存。在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)構(gòu)建豐富的細(xì)節(jié)，創(chuàng)造擬真的物體和環(huán)境，對(duì)于后期清東陵的保護(hù)與利用可以利用數(shù)字化載體進(jìn)行，避免清東陵在保護(hù)與開(kāi)發(fā)中的二次破壞，將現(xiàn)實(shí)過(guò)程中的試錯(cuò)成本降到最低。

近年來(lái)近眼顯示技術(shù)的逐漸成熟，給人們帶來(lái)更接近真實(shí)視覺(jué)感受的畫面，感知交互技術(shù)的快速發(fā)展，包括手勢(shì)交互，動(dòng)作捕捉，動(dòng)作追蹤技術(shù)等，給人們帶來(lái)更加沉浸式的體驗(yàn)與交互方式，使虛擬的數(shù)字世界與真實(shí)的體感之間建立了聯(lián)系。游戲引擎與人工智能技術(shù)幫助用戶在瀏覽的過(guò)程中產(chǎn)生非線性交互，用戶可以在清東陵數(shù)字世界里生產(chǎn)內(nèi)容，這正彌補(bǔ)了清東陵在文化遺產(chǎn)展示的生動(dòng)性與感受性上的不足，把清東陵文化遺產(chǎn)價(jià)值進(jìn)行最大化的傳播、利用。

近年來(lái)由于終端設(shè)備成本的降低、量產(chǎn)規(guī)模加大、C端客戶群體需求量的增加等因素，促使市場(chǎng)急需更多更好的內(nèi)容產(chǎn)出，而清東陵的數(shù)字化保護(hù)正是優(yōu)質(zhì)的IP與文化輸出。

XR技術(shù)在清東陵數(shù)字化保護(hù)與利用中的可能性應(yīng)用場(chǎng)景

XR技術(shù)清東陵數(shù)字化保護(hù)場(chǎng)景應(yīng)用

清東陵景區(qū)的價(jià)值特性決定了它的獨(dú)特性和不可復(fù)刻性，因?yàn)闅v史變革和無(wú)人看管等原因致使許多陵寢被盜，遺留下來(lái)的文化遺產(chǎn)多為石刻和建筑群，他們作為重要的歷史文化遺產(chǎn)容易受到風(fēng)化和人為破壞等不利因素的影響，而清東陵的區(qū)域位置處于大陸斷裂地震帶區(qū)域內(nèi)，易發(fā)生地震災(zāi)害。這些不利因素對(duì)于清東陵保護(hù)而言都是潛在的威脅。XR技術(shù)對(duì)文化遺產(chǎn)保護(hù)的優(yōu)勢(shì)突出，隨著技術(shù)的不斷突破，相關(guān)的研究與應(yīng)用不斷創(chuàng)新，有研究者提出，XR技術(shù)可以模擬還原真實(shí)的挖掘開(kāi)發(fā)過(guò)程，模擬氧氣、光照等自然環(huán)境對(duì)文物的挖掘影響，降低技術(shù)突破成本。而另一方面，XR技術(shù)可以緩解部分建筑文化遺產(chǎn)參觀過(guò)程中對(duì)建筑遺產(chǎn)本身所帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

在數(shù)字化保護(hù)方面清東陵屬于國(guó)內(nèi)開(kāi)始較早的一批，2012清東陵入選“蘇格蘭十大文化遺產(chǎn)項(xiàng)目”后就開(kāi)始了數(shù)字化的保存，已經(jīng)有了基礎(chǔ)的三維模型數(shù)據(jù)。建立和完善清東陵三維數(shù)字庫(kù)是清東陵保護(hù)的重要步驟和基礎(chǔ)，為后期的傳播及保護(hù)工作奠定基礎(chǔ)。不久的將來(lái)，通過(guò)數(shù)字修復(fù)和XR技術(shù)相結(jié)合，全面還原被破壞文物的三維全貌，近距離地感受這些數(shù)字文物，全方位沉浸式展現(xiàn)復(fù)原后的清東陵等都是有可能實(shí)現(xiàn)的。而另一方面在不增加清東陵建筑本身壓力的情況下可以極大地增加展示頻率，也為建筑遺產(chǎn)本身提供了一定的保護(hù)。

清東陵最具特色的石刻工藝遍布各個(gè)陵寢，乾陵地宮的雕刻尤其精美?，F(xiàn)今清東陵石刻蘊(yùn)含的歷史背景和雕刻技藝等非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的沒(méi)落，相比建筑和石刻，雕塑本身的老化更快，利用XR技術(shù)實(shí)現(xiàn)在虛擬世界觀看石刻工藝制作，甚至通過(guò)交互技術(shù)親手體驗(yàn)如何制作這樣的石雕，這種交互體驗(yàn)對(duì)于理解石刻的審美價(jià)值、工藝傳統(tǒng)、傳承與保護(hù)具有重要意義。參觀者也可以自己設(shè)計(jì)并制作屬于自己的石雕，在清東陵數(shù)字世界留下自己的作品。

XR技術(shù)導(dǎo)覽場(chǎng)景應(yīng)用

清東陵景區(qū)現(xiàn)有導(dǎo)覽系統(tǒng)依托于景區(qū)的觀光擺渡車和導(dǎo)覽牌以及導(dǎo)游等。各個(gè)陵寢連貫性弱，歷史感不強(qiáng)。而AR技術(shù)具有虛實(shí)結(jié)合，快速交互等特點(diǎn)，利用AR進(jìn)行場(chǎng)景實(shí)時(shí)交互已有較為成熟的技術(shù)基礎(chǔ)，比如一些AR實(shí)景導(dǎo)航。利用AR技術(shù)將標(biāo)識(shí)融合在環(huán)境中，構(gòu)建地圖與真實(shí)世界的映射關(guān)系，設(shè)計(jì)出更加直觀的導(dǎo)航應(yīng)用。

清東陵景區(qū)利用AR技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)覽，既可以引導(dǎo)游客在景區(qū)中快速獲取信息，又能讓游客在尋找的過(guò)程中獲得游戲體驗(yàn)般的樂(lè)趣。故事性和游覽體驗(yàn)的增強(qiáng)會(huì)極大提升清東陵對(duì)年輕人的吸引力。可以開(kāi)展類似打卡集齊類的游戲以及采用新奇的觀賞游覽方式，依托于5G和云計(jì)算的高效率和強(qiáng)算力，甚至可以為用戶提供個(gè)性化的導(dǎo)航路線，根據(jù)游客的個(gè)人愛(ài)好，為其推薦更感興趣的游覽路線以及游覽方式，讓步行導(dǎo)航更具真實(shí)性、個(gè)性、游樂(lè)性。以身邊的物體作為真實(shí)空間的參照，在提供功能性導(dǎo)航的同時(shí)也可加入景區(qū)IP人物虛擬導(dǎo)游，利用景區(qū)面積遼闊的優(yōu)勢(shì)，合理規(guī)劃景區(qū)的游覽路線，在室外景觀空間和游客休息空間等多處設(shè)置互動(dòng)打卡點(diǎn)，將景區(qū)整體規(guī)劃與AR導(dǎo)航相結(jié)合，增加游客在景區(qū)的游覽樂(lè)趣與個(gè)性化活動(dòng)，增加游客停留時(shí)間，促進(jìn)二次消費(fèi)。

而XR技術(shù)對(duì)于清東陵風(fēng)水景觀體系的展示可以結(jié)合現(xiàn)實(shí)景觀和虛擬景觀，使虛擬導(dǎo)游在擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)這樣的虛擬空間中得到更好的展示和闡釋，讓游客擁有更好的視野和全面的觀察維度，更深刻地理解清東陵的價(jià)值。

XR技術(shù)在清東陵數(shù)字化傳播的場(chǎng)景應(yīng)用

清東陵作為老牌5A級(jí)景區(qū)，面臨著跟許多同類型遺產(chǎn)一樣的困境，就是文化遺產(chǎn)在傳播路徑和傳播手段上都非常局限。現(xiàn)有的文化傳播方式除了現(xiàn)場(chǎng)參觀游覽以外，還有定期舉辦主題活動(dòng)等，但是這些展示參觀方式對(duì)年輕人缺乏吸引力，同時(shí)對(duì)地域性和時(shí)空性要求較高，不利于文化傳播以及景區(qū)的長(zhǎng)期發(fā)展。XR技術(shù)在地域性、時(shí)空性、沉浸性和互動(dòng)性方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)無(wú)疑給這些問(wèn)題的解決提供了很好的思路。近年來(lái)，XR技術(shù)在展示、傳播、娛樂(lè)、旅游等領(lǐng)域已經(jīng)逐漸普及，成都博物館可以通過(guò)頭顯設(shè)備看到虛擬皮影人物在眼前表演，震旦博物館的手機(jī)終端AR小程序“古今之游”，利用AR技術(shù)使游客可以用手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備在小程序中復(fù)原唐代陶俑的色彩，與古代虛擬人物進(jìn)行趣味互動(dòng)，這樣的便捷性、沉浸性和互動(dòng)性體驗(yàn)都為提升清東陵景區(qū)活力提供了很好的思路。

在線下傳播方面，清東陵每年會(huì)定期舉辦皇家祭祀、祈福盛典等人文活動(dòng)，但這種活動(dòng)人力成本高、周期長(zhǎng)，每年只在特定時(shí)間舉行，影響力非常有限。而利用XR技術(shù)就可以彌補(bǔ)這種不足，結(jié)合近眼顯示技術(shù)，實(shí)時(shí)動(dòng)作捕捉、跟蹤定向技術(shù)、觸覺(jué)、力覺(jué)、嗅覺(jué)等反饋技術(shù)，通過(guò)手柄、語(yǔ)音或動(dòng)作等傳達(dá)指令，利用數(shù)字技術(shù)創(chuàng)建清東陵歷史場(chǎng)景及虛擬人物。在清東陵景區(qū)特色節(jié)點(diǎn)處設(shè)置互動(dòng)交互設(shè)備，游客利用設(shè)備進(jìn)入清東陵虛擬交互場(chǎng)景，觀看復(fù)原的文物，與虛擬人物進(jìn)行互動(dòng)等。通過(guò)不斷地豐富交互的內(nèi)容，使游客更好地參與到景區(qū)的人文互動(dòng)體驗(yàn)中去，賦予景區(qū)活力和生命力。同時(shí)建設(shè)線下XR數(shù)字化影院，利用頭顯設(shè)備觀看VR數(shù)字虛擬場(chǎng)景，為祭祀活動(dòng)、祈福大典等傳統(tǒng)民俗活動(dòng)建立數(shù)字化三維歷史場(chǎng)景，使游客可以沉浸式地觀賞這些活動(dòng)，將宏觀的、抽象的歷史文化變得可視化、具體化，使游客近距離感受清東陵歷史遺跡背后的文化韻律，感受新的文化遺產(chǎn)觀賞體驗(yàn)方式。

而在線上傳播方面，利用現(xiàn)有數(shù)字資源、網(wǎng)絡(luò)資源的同時(shí)可以深入發(fā)掘文化遺產(chǎn)IP，利用XR技術(shù)建設(shè)線上漫游展廳，讓用戶可以借助頭顯設(shè)備或計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)在線虛擬漫游。線上展廳打破了傳統(tǒng)的地域和時(shí)間等限制，用戶可以隨時(shí)登陸進(jìn)行游覽。在線上展廳中除了原有的文化遺產(chǎn)展示外，還可以開(kāi)發(fā)拓展清東陵數(shù)字化IP，傳播清東陵數(shù)字IP形象，結(jié)合文創(chuàng)售賣和主題游戲等，更多地發(fā)掘清東陵文化遺產(chǎn)的魅力，以吸引更多人群的關(guān)注。

拓展現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè)依舊處于高速發(fā)展中，自身也面臨著產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善，技術(shù)不夠成熟的問(wèn)題。在這個(gè)階段，結(jié)合清東陵文化遺產(chǎn)的巨大能量，深入研究XR技術(shù)在清東陵的未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景，發(fā)揮新興虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)清東陵文化遺產(chǎn)的保護(hù)與利用都將提供很好的借鑒與實(shí)用價(jià)值。這正體現(xiàn)了中華民族的文化自信和勇于創(chuàng)新的精神。

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