元宇宙歷史文化街區(qū)構(gòu)建研究
——以福州三坊七巷為例

劉 仁

數(shù)字經(jīng)濟作為未來社會經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，在世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注和重視。目前，數(shù)字經(jīng)濟中最受關(guān)注的元宇宙產(chǎn)業(yè)，被廣泛認為是下一代互聯(lián)網(wǎng)Web 3.0 的主要形態(tài)。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035 年遠景目標綱要》中已明確，將以“虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實”為核心表現(xiàn)的元宇宙相關(guān)產(chǎn)業(yè)列為未來五年數(shù)字經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)，并提出以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革，催生新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式。

歷史文化街區(qū)是城市發(fā)展歷程的見證，其中眾多的古建筑和文物是傳統(tǒng)文化的重要承載，也兼具美學(xué)欣賞的意義[1]。習(xí)近平同志曾在《〈福州古厝〉序》中指出保護好古建筑、保護好文物，就是保存了城市的歷史和文脈。元宇宙具備虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實等多種沉浸式體驗方式，可以為歷史文化街區(qū)的文化傳承和保護工作提供新的支撐。

1 元宇宙歷史文化街區(qū)的內(nèi)涵

1.1 元宇宙的定義及主要特性

根據(jù)2022 年9 月全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會的定義，元宇宙是人類運用數(shù)字技術(shù)構(gòu)建的，由現(xiàn)實世界映射或超越現(xiàn)實世界，可與現(xiàn)實世界交互的虛擬世界。其中，“現(xiàn)實世界映射”意指現(xiàn)實世界的“數(shù)字孿生體”，主要表現(xiàn)形式為虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）；“超越現(xiàn)實世界”意指基于現(xiàn)實世界基礎(chǔ)上的擴展和增強，主要表現(xiàn)形式為增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）。從元宇宙的定義可以看出，其主要包含數(shù)字化的空間、高度的沉浸感、虛實關(guān)聯(lián)和社交屬性4大主要特點。

目前，對元宇宙的認識和應(yīng)用還在不斷深化，根據(jù)不同行業(yè)的需求，元宇宙還被賦予了經(jīng)濟屬性、資產(chǎn)性、無限擴張、全時在線以及超低時延等特點。隨著技術(shù)和社會的不斷發(fā)展，元宇宙的內(nèi)涵也將更加豐富。

1.2 元宇宙在歷史文化街區(qū)保護傳承中的作用

歷史文化街區(qū)保護工作的核心是保護和傳承，既要保護有價值的建筑和構(gòu)筑物、街道和街道肌理、水系、古樹名木等物質(zhì)要素，也要保護傳承街區(qū)功能、人口構(gòu)成和社區(qū)結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)文化和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)等非物質(zhì)要素。很多城市的文化內(nèi)核和旅游名片都是圍繞歷史文化街區(qū)進行打造，以便更好地向市民和游客展示城市的歷史底蘊和文化內(nèi)涵。受限于場地、成本、人力等諸多因素，在現(xiàn)實世界中表達這些傳承內(nèi)容，普遍存在難度高、成本高、可持續(xù)性差以及可復(fù)用性差等難題。元宇宙的出現(xiàn)，為解決這些困難提供了新的選擇。

2 三坊七巷街區(qū)元宇宙的構(gòu)建

2.1 構(gòu)建目標

三坊七巷是我國十大歷史文化名街之一，是福建省福州市的歷史之源、文化之根，已經(jīng)成為福州旅游的主要名片和福建省內(nèi)最熱門的旅游景點之一[2-3]。在保護和傳承的同時，將三坊七巷景區(qū)打造成精品數(shù)字文旅示范樣板，通過5G+元宇宙+文旅增加交互，以趣味游戲、數(shù)字導(dǎo)游等創(chuàng)新應(yīng)用帶游客走進被時光包裹的坊巷里，穿越時光的記憶，再現(xiàn)古老坊巷的歷史文化底蘊，全面打造沉浸式+陪伴式的數(shù)字文旅新體驗，提高景區(qū)流量與品牌影響力。同時，根據(jù)三坊七巷街區(qū)運營需求，建立數(shù)字街區(qū)的新型商業(yè)模式。通過搭建基于元宇宙的運營平臺，以科技賦能街區(qū)運營，讓景區(qū)擁有自運營能力。

2.2 總體設(shè)計

三坊七巷元宇宙歷史文化街區(qū)總體框架設(shè)計如圖1 所示。

圖1 三坊七巷元宇宙歷史文化街區(qū)總體框架設(shè)計（來源：作者自繪）

元宇宙歷史文化街區(qū)建設(shè)首先需要基礎(chǔ)元宇宙能力的支撐。其中，大場景AR 能力基于華為河圖技術(shù)提供的空間定位算法實現(xiàn)。華為河圖以大場景AR 為切入點，提供全天候全場景高精3D 地圖、厘米級空間計算、人工智能（Artificial Intelligence，AI）場景理解、高清3D 渲染以及數(shù)字內(nèi)容活化等業(yè)界領(lǐng)先技術(shù)和能力。

福元宇宙城市元宇宙基礎(chǔ)設(shè)施平臺是將城市元宇宙數(shù)字空間場景服務(wù)、VR 能力、華為河圖大場景AR 能力、應(yīng)用開發(fā)能力、運營能力、創(chuàng)作者平臺和應(yīng)用入口等聚合在一起，形成一套完整的城市元宇宙支撐體系。應(yīng)用層基于福元宇宙APP，面向用戶提供歷史文化演繹（VR+AR）、街區(qū)數(shù)字導(dǎo)游、數(shù)字文創(chuàng)以及便民服務(wù)等眾多虛實融合交互體驗。面向街區(qū)運營方，系統(tǒng)提供了完整的運營支撐能力，實現(xiàn)商業(yè)和管理的閉環(huán)[4]。

2.3 數(shù)字空間構(gòu)建

元宇宙數(shù)字空間的構(gòu)建是整個街區(qū)元宇宙建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，需要依托高精度3D 掃描設(shè)備從地面和空中進行全方位多角度的掃描，獲取全彩色高精度的點云數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上進行3D 建模。對于部分重點文物保護單位的室內(nèi)同樣要進行高精度的還原，以此構(gòu)建三坊七巷元宇宙的數(shù)字空間，并提取特征數(shù)據(jù)，作為大場景AR 的空間計算基礎(chǔ)[5]。

2.4 數(shù)字內(nèi)容刻畫

數(shù)字內(nèi)容是元宇宙在數(shù)字空間基礎(chǔ)上根據(jù)業(yè)務(wù)表達需求進行策劃、制作的結(jié)果，主要表現(xiàn)方式包括3D 動畫模型、2D 動畫模型、通用多媒體、文字及數(shù)據(jù)等。三坊七巷元宇宙街區(qū)主要數(shù)字內(nèi)容包括以下6 個方面：

1）文化呈現(xiàn)。文化傳承是街區(qū)的重要內(nèi)容，項目針對福州及三坊七巷非遺傳承和主要文化內(nèi)涵，設(shè)計制作了太平樂舞獅、功夫魚丸、驚鴻舞、閩劇《情滿坊巷》、嚴復(fù)天演論、與妻書、滿庭芳（茉莉花茶）、滿壇香（佛跳墻）、衣錦還鄉(xiāng)以及孔雀東南飛（牛角梳）等內(nèi)容，涵蓋了福州本地特產(chǎn)、名人、美食、文化等方面的演繹內(nèi)容。實現(xiàn)效果如圖2 所示。

圖2 三坊七巷元宇宙街區(qū)數(shù)字內(nèi)容示例（來源：作者自攝）

2）數(shù)字店招。商業(yè)是歷史文化街區(qū)得以傳承并服務(wù)游客和市民的主要載體，在數(shù)字空間中也需要融入商業(yè)元素，提升原有商務(wù)的模式和形態(tài)。同時，還可以將產(chǎn)品特色、促銷活動等以動畫方式在店招上進行動態(tài)表達，大大擴展了店招的內(nèi)容呈現(xiàn)形式[6]。數(shù)字店招如圖3 所示。

圖3 數(shù)字店招（來源：作者自攝）

3）數(shù)字氛圍營造。數(shù)字氛圍營造主要是在現(xiàn)實世界已有的裝飾要素基礎(chǔ)上，結(jié)合油紙傘、孔明燈、龍等傳統(tǒng)文化元素，以豐富歷史文化街區(qū)數(shù)字空間的表現(xiàn)，形成亦真亦幻的虛實融合新體驗，如圖4 所示。

圖4 數(shù)字氛圍營造（來源：作者自攝）

4）娛樂交互。項目參考定向越野運動的規(guī)則，結(jié)合景區(qū)打卡的玩法打造了定向?qū)氂螒?，既可用于品牌推廣、團建等商業(yè)活動，也適用于游客自行體驗。游戲發(fā)布以后，已成功服務(wù)海峽青年節(jié)等活動。

5）AR 實景導(dǎo)航服務(wù)。利用華為河圖提供的高精度空間計算能力，項目實現(xiàn)了基于AR 的實景導(dǎo)航能力，用戶可以根據(jù)實景中提供的花瓣路的引導(dǎo)，步行至導(dǎo)航目的地。同時，系統(tǒng)還提供了針對數(shù)字演繹內(nèi)容的導(dǎo)覽圖，可一鍵導(dǎo)航至數(shù)字演繹內(nèi)容所在的位置。

6）元宇宙廣告。在數(shù)字空間中，可通過多種形式實現(xiàn)廣告功能，如虛擬店招、墻面虛擬海報、動畫演繹的產(chǎn)品介紹、紅包雨以及促銷卡券等，并提供相應(yīng)的運營支撐功能，為產(chǎn)品的商業(yè)化運營提供了條件[7]。

2.5 軟件開發(fā)與集成

福元宇宙App 作為城市元宇宙應(yīng)用場景的匯聚中心，承載了三坊七巷元宇宙街區(qū)的服務(wù)，后續(xù)應(yīng)用的方向包括商圈、文旅、研學(xué)、博物館和黨建等眾多行業(yè)應(yīng)用場景。用戶除了可以直接進入AR 場景外，還可以了解城市元宇宙建設(shè)最新開放的服場景，以及各場景的體驗攻略、游玩排行等，同時可以在個人中心查看中獎記錄、卡券、積分等。元宇宙APP 主要界面示意，如圖5 所示。

圖5 福元宇宙APP 主要界面示意（來源：作者自攝）

3 建設(shè)成效

三坊七巷元宇宙街區(qū)在歷史文化重現(xiàn)、古厝活化利用和文物保護等方面打造了典型應(yīng)用場景，營造了包括文化類、引導(dǎo)類、動畫類、裝飾類以及游戲類等多種場景元素，將虛擬元素與現(xiàn)實相融合，讓歷史文化街區(qū)煥發(fā)新的氣象，可為公眾提供基于AR技術(shù)的歷史文化與景點介紹、實景導(dǎo)航、游戲、趣味打卡、盲盒抽獎、社交、文創(chuàng)等眾多增強現(xiàn)實體驗，同時為景區(qū)運營和管理打開新的想象空間。在展現(xiàn)和發(fā)揚福州特有的歷史人文價值的同時，以元宇宙創(chuàng)新技術(shù)構(gòu)造數(shù)字孿生世界，探索數(shù)字化新型商業(yè)生態(tài)。三坊七巷元宇宙街區(qū)的建設(shè)成果在第44 屆世界遺產(chǎn)大會期間被多家媒體和公眾號競相報道與轉(zhuǎn)發(fā)，引起了社會各界的廣泛關(guān)注。

4 結(jié)語

元宇宙為智慧化城市管理與服務(wù)、文化旅游、商業(yè)街區(qū)、教育服務(wù)以及娛樂社交等眾多領(lǐng)域帶來新的想象空間，特別是華為河圖技術(shù)的出現(xiàn)，為建立現(xiàn)實空間與數(shù)字空間的高精度映射和互動提供了條件，可以用于構(gòu)建虛實融合的城市元宇宙、賦能城市的管理與創(chuàng)新發(fā)展。但是元宇宙仍處于發(fā)展的初步階段，其在歷史文化街區(qū)的保護和傳承工作中還有更多可以挖掘和應(yīng)用的方向，如結(jié)合生成式人工智能（Artificial Intelligence Generated Content，AIGC）大幅降低數(shù)字內(nèi)容建設(shè)成本、引入基于人工智能大模型的數(shù)字人導(dǎo)游導(dǎo)覽服務(wù)以及文物的全面數(shù)字化建模等。隨著元宇宙技術(shù)的進一步發(fā)展和完善，更多優(yōu)秀的元宇宙建設(shè)成果將不斷涌現(xiàn)，為社會和公眾帶來更加豐富的元宇宙創(chuàng)新體驗。