VR全息文物修復

包為躍　張弘

摘 要：VR全息文物修復課題的研究是在新媒體技術興起、VR技術的應用愈加廣泛和文物修復發(fā)展遭遇瓶頸的背景下提出的。其目標是利用VR全息技術幫助文物修復行業(yè)解決顯示遭遇的困難，希望通過文物修復領域的傳播能力使VR全息技術得到更廣泛的應用，達到雙贏的目標。VR全息文物修復課題的研究的意義在于它將兩個學科結合起來，進行了跨學科領域的合作，利用新的科技手段幫助傳統(tǒng)的技術手法，既為文物修復行業(yè)的發(fā)展提供了新思路，也為新媒體技術的應用提供了新平臺。

關鍵詞：VR；全息技術；文物修復

1 VR全息文物修復

1.1 新科技背景下的產物

VR全息文物修復課題的研究是在新媒體技術興起、VR技術的應用愈加廣泛和文物修復發(fā)展遭遇瓶頸的背景下提出的。

VR技術又稱虛擬現(xiàn)實技術，綜合了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種科學技術。它在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境，能使用戶具有身臨其境的體驗，具有與環(huán)境交互作用的能力，并有助于啟發(fā)用戶對環(huán)境的思索。虛擬技術的核心是建模與仿真。VR技術作為一項尖端科技，是一門年輕的科學，其所營造出的沉浸式體驗勢必成為未來各信息領域的發(fā)展趨勢。全息技術作為VR技術中重要的一部分，它的優(yōu)點在于能夠呈現(xiàn)出真實、立體的虛擬圖像，達到以假亂真的效果。

全息顯示技術通過光的折射和反射原理，使影像物體顯示在空氣中，顯示在全息結構的空間中，觀眾可以不配戴任何3D眼鏡就可以看到立體的畫面效果，加上幻影幻真的動態(tài)影像，虛實結合帶給觀眾強烈的視覺刺激和感受。全息技術為虛擬現(xiàn)實中的手段之一，而全息成像是基于全息科技的成像技術，將物體的全息影像投射到透明介質上，產生3D立體觀感，提升視覺效果。全息成像系統(tǒng)也稱虛擬成像，是基于“實景造型”和“幻影”的光學成像結合，將所拍攝的影像投射到布景箱中的主體模型景觀中，演示故事的發(fā)展過程。由立體模型場景、造型燈光系統(tǒng)、光學成像系統(tǒng)、影視播放系統(tǒng)、計算機多媒體系統(tǒng)、音響系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成，可以逼真展示大的場景或大型產品。

近年來，全息技術越來越廣泛應用于社會的多個行業(yè)或領域，并逐漸走進公眾的視野。全息技術的發(fā)展和興起同時成了VR全息文物修復課題完成的技術保障。

1.2 文物修復的行業(yè)困境

在VR技術發(fā)展得如火如荼的同時，文物修復行業(yè)的發(fā)展卻處于停滯狀態(tài)。

文物的修復與復制是一項技術性很強的工作，文物的類別不同，它的修復方法也不同。修復人員要掌握各方面的知識，結合科學的保護措施靈活運用修復方法。文物修復工作有兩個方面的內容：一是清除文物上的一切附著物，二是修補文物的殘缺部分，其目的是恢復它的本來面目。而在這兩項內容的操作過程中沒有任何一個專業(yè)人員能夠做到對文物的零破壞。文物保護修復的復雜性也導致了文物修復行業(yè)現(xiàn)在的行業(yè)現(xiàn)狀：

第一，歷史文化遺產及其周邊環(huán)境遭受建設性大破壞。第二，緊缺專業(yè)修復人員。庫房深藏大量殘破文物和極度稀缺專業(yè)修復人員之間形成的“不對稱”由來已久，近年隨著媒體的報道更成為文化遺產保護中一個著名的“矛盾”，以現(xiàn)有的人員規(guī)模，要修復全部受損文物需要上千年。第三，傳統(tǒng)文物修復人才流失嚴重。第四，因為傳統(tǒng)文物修復是一個耗時而回報很低的工種——修一件文物長則幾年，短則數(shù)月，卻看不到明顯的經濟回報，這也導致就業(yè)人員的數(shù)量逐年降低。第五，由于文物所處年代的特殊性，現(xiàn)代材料無法與之契合，盲目修補等于對文物的二次破壞。第六，文物受損嚴重或體積較大（古建筑遺址）不易修復。

我國文物保護修復領域遭遇困難與瓶頸，是VR全息文物修復誕生的起因。

1.3 VR全息文物修復的誕生

在VR技術在國內大快步發(fā)展和文物保護修復行業(yè)遭遇困難的兩大背景前提下，VR全息文物修復應運而生。VR全息文物修復課題的研究將VR全息技術引進文物修復技術，這一課題的實現(xiàn)將幫助文物修復行業(yè)解決大部分的行業(yè)難題。

2 VR全息文物修復的創(chuàng)新點

它具有以下幾個創(chuàng)新價值：第一，對文物零破壞。利用VR全息技術可以在完全不破壞文物原有形態(tài)的基礎上，通過電腦模擬復原文物達到修復的目的。第二，可復制性。實體文物的不可復制性為參觀帶來局限，而通過VR全息技術修復的文物可以大批量復制，打破地域性局限滿足更多研究及觀賞需求。第三，全新的觀看模式。VR全息技術提供了全新的觀看模式，虛擬仿真文物不但可以“360度”觀看，還能同步展示文物所處時代、歷史典故等的各項信息，使參觀者更直觀全面地了解文物。第四，節(jié)約成本。VR技術人員與文物修復師的合作大大提高了文物修復的效率，縮短了人員及時間成本。第五，指導作用。VR全息文物修復能夠提供全方位的立體展示，它的加入滿足了文物展覽展示需求的同時為文物修復提供了前期的指導性作用，也為高校文物修復的教學課程和研究提供了非常重要的輔助作用，提供新的教學方式和方法。

3 VR全息文物修復課題主要內容

主要是專業(yè)VR技術人員在文物修復專業(yè)人員的指導合作下利用計算機圖形技術虛擬合成修復文物，再通過全息技術達到立體的呈現(xiàn)展示。具體分以下幾方面內容：

3.1 VR全息文物修復系統(tǒng)的建立

（1）文物數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的建立對于VR全息文物修復的完成起到了奠基性的作用。首先收集大量的文物資料。包括年代信息，材質信息，造型信息等。

（2）文物掃描系統(tǒng)。文物掃描系統(tǒng)是將實體待修復文物納入虛擬修復系統(tǒng)的橋梁。利用文物掃描系統(tǒng)將所修復文物進行“360度”掃描至計算機中。

（3）文物虛擬構建。將掃描結果利用計算機圖形技術對文物進行虛擬復原。計算機圖形技術對掃描好的文物進行材質、顏色、形狀等方面的數(shù)據(jù)進行分析和比對，然后進行虛擬復原。

3.2 VR全息文物展示柜

VR全息文物展示柜是利用VR全息技術即虛擬成像技術制成的，可完成“360度”的全息裸眼3D效果，對文物進行全方位的展示。

4 VR全息文物修復的意義

VR全息文物修復的研究意義在于，從一方面來講，其有利于文物保護與修復行業(yè)的發(fā)展，從另一方面來說，它為VR行業(yè)乃至整個新媒體技術行業(yè)的發(fā)展提供了新的平臺。其最具特色的意義在于它將兩個學科結合起來，進行了跨學科的領域合作，利用新的科技手段幫助傳統(tǒng)的技術手法。隨著科技的不斷進步和發(fā)展，未來VR全息文物修復系統(tǒng)的研究也將持續(xù)得到改進與完善。這項課題將成為一項持續(xù)性的研究，為人們的精神文明建設添磚加瓦，其任重道遠。