虛擬現實在唐陵數字化保護中的應用與研究

田澤同 張 輝 （西安理工大學 710054）

唐代帝王陵墓濃縮了唐王朝290年的歷史精華，并揭示了唐代由興轉衰的過程，豐富了對唐史研究的范圍和內容，對唐陵的研究與數字化保護工作更是對我們借鑒歷史經驗和藝術文化成就，弘揚中華民族文化，開發文物古跡資源服務于當代社會物質文明和精神文明的建設有著非凡的意義，而作為唐陵建筑的輔助裝飾石雕無疑更是非常重要的藝術品和文物，經過了一千多年的變遷，唐陵雕塑這些曾經燦爛輝煌的文化遺產正在面臨著被酸雨的腐蝕、盜賊的侵擾、農民的開墾等重重考驗，處境堪憂，想要合理、完整的保護唐陵文化遺產道阻且長。隨著計算機技術的誕生，人類社會進入數字化時代，而作為人類歷史遺產的文物，也逐漸進入了數字化保護階段，唐陵的保護工作也開啟了新的篇章。近年來虛擬現實已逐漸進入影像藝術的主流，并且成為數字化手段中最前沿的技術手段，大大提高了人們的情感體驗，為用戶帶來了更強的沉浸感、交互性和想象性，使人們獲得了與以往截然不同的體驗價值。也獲得與真實場景完全一致的感官和心理體驗，甚至將虛擬現實環境完全當成真實的。[1]虛擬現實技術的不斷成熟與發展使我們不僅能通過其將一個個生硬的文物變為一個個有血有肉鮮活的故事，即承古人之創造，開時代之生面，用今生的方式續寫唐陵的前世傳奇。

一、唐陵文化遺產的傳承

唐朝是中國封建社會的一個巔峰時期，唐朝全盛時在文化、政治、經濟、外交等方面都達到了很高的成就，是中國歷史上的盛世之一，也是當時世界的強國之一。強盛的國力也造就了唐代燦爛的文化藝術。

而唐代帝王陵墓是唐代社會歷史的見證，是極為豐富的唐代文化藝術的寶庫，是我國珍貴的歷史文化遺產和文物旅游資源。唐陵雕塑更是歷史文化遺存的精華，唐陵雕塑是唐代社會變遷的見證，是集政治表現、藝術審美特性于一身的精美絕倫的大型石雕，突顯了唐代藝術的宏偉氣勢和深厚的歷史蘊蓄，然而，因為人為和自然等原因，這些極具歷史、藝術、文化及考古價值的文化遺產都受到了不同程度的破壞，所以保護唐陵保護唐陵文化刻不容緩。習總書記在十八大文化建設方面的重要講話中說道中華文化是我們提高國家文化軟實力最深厚的源泉，是我們提高國家文化軟實力的重要途徑。同時要使中華民族最基本的文化基因與當代文化相適應、與現代社會相協調，要以人們喜聞樂見、具有廣泛參與性的方式推廣開來；要把跨越時空、超越國度、富有永恒魅力、具有當代價值的文化精神弘揚起來；要把繼承傳統優秀文化又弘揚時代精神、立足本國又面向世界的當代中國文化創新成果傳播出去；要系統梳理傳統文化資源，讓收藏在禁宮里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產、書寫在古籍里的文字都活起來。這些歷史文化遺產讓我們更加明白中華五千年的文明延續著華夏民族的精神血脈，歷史文化的傳承，告訴我們從何而來；五千年的文明創造每一件文物都是文化，時代的印記告訴我們，將走向何處，而唐陵是中華五千年歷史文化遺產的精華之一，所以要守護唐陵守護中華文脈，要不遺余力的對唐陵文化遺產進行充分、科學和合理的利用，使唐陵文化得到更好的解讀與呈現。

二、虛擬現實在唐陵數字化保護中的必要性

隨著科學技術的發展，虛擬現實技術越來越成熟，在文物數字化保護中發揮了不可磨滅的作用，它可以以三維、動畫、游戲等等的形式展示唐陵的原貌，可以突破時空的限制，展出所有的唐陵雕塑，以供觀者零距離研究參觀，并且通過網絡更加全面、生動的展示給每一個人。因為唐陵多在山區農家地，標識不明確，雕塑的保護也不是很完善，所以虛擬現實的介入勢必會對唐陵的數字化保護工作帶來新的天地。

1.虛擬現實在唐陵數字化保護中的創新

虛擬現實技術是一種三維數字技術，數字唐陵就是利用這種虛擬現實的技術實現對文物雕塑與場景的虛擬再現，而實現虛擬現實的前提與基礎就是唐陵雕塑的三維數字化。唐十八陵是國家級重點保護文物，是中國古代帝王陵墓的典型代表，具有極高的歷史、文化、藝術、政治的研究價值，至今仍保存著豐富的石刻遺產，但是現在唐陵雕塑的保護方式大多都還是相對傳統，一種是物理方法，例如搭棚子、圍柵欄、隔玻璃等，這樣雖然可以不破壞文物的現狀，但是也有局限性，例如飛來峰滲水等自然因素就沒法阻止；另一種是化學方法，例如在石像外層涂抹化學層，這種方法雖然隔絕了空氣，但是透氣性差，很多石雕容易引起石質的化學反應，這兩種方法都不能盡善盡美的達到完美保護的預期，同時因為唐陵多在山區、農家地、村落，基礎設施不完善標識也不是很明顯，所以對于游客前去參觀也是十分不便，而數字化虛擬現實的介入完全可以解決這一難題，不僅具有強烈的視覺沖擊和交互性，還能提供各種方面的感知，營造的“虛擬環境”具有真實的信息和意象，更方便的是可以讓游客足不出戶就能領略到唐陵的風采。通常三維圖像都是通過構圖以及色彩明暗在二維平面上的變化營造出三維的視覺效果 ，而虛擬現實產生的唐陵雕塑的圖像則包含了被記錄雕塑的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息能提供唐陵現實的場景。人們不僅可以操控數字化虛擬環境，還可以自由地對數字化唐陵雕塑進行設定，場景、動作等等，由用戶做出選擇，使數字化唐陵雕塑更加的“現實”，讓這些在關中沉睡了一千多年的輝煌重新回歸人們的視野。

2.虛擬現實在唐陵數字化保護中的優勢

首先虛擬現實技術使觀眾能夠擁有很強的沉浸感，沉浸感又被稱為臨場感，即用戶可以以第一人稱的視角觀看或參與到唐陵的虛擬現實場景中，獲得“身臨其境”的真實感，從而將自己當做唐陵虛擬現實場景中的主角，能真切的感受到完整的帝王陵墓所帶給觀眾的震撼。其次，唐陵運用虛擬現實技術呈現后交互性也會有質的提升，用戶不僅可以身臨其境的置身唐陵的場景里，更是可以參與其中，可以對虛擬現實場景中的物體進行操作并獲得反饋，達到與真實世界相媲美的逼真程度，讓陳列在廣闊大地上的遺產活起來。再次，虛擬現實技術大大拓展了想象和認知范圍，它不僅能夠對唐陵場景進行高度逼真的虛擬重塑，而且還可以將過去只存在于人來大腦或想象中的場景、元素一一構建出來，讓觀眾真正體驗到以前只能在科幻大片中才能看到的場景。（如圖1）

圖1 唐建陵—石雕三維掃描/田澤同

我國歷史悠久，文化遺產眾多，其中文物是重要的一部分。唐陵文物更是如此，文物遺產屬于不可再生的資源，文物的特性注定其不易保存，易受到光、氣、溫度等外界因素的影響。而且人們在參觀文物的同時也可能會對文物造成一定的破壞，然而虛擬現實在文物保護方面可以發揮重要作用，在展出時可以真實地立體再現文物供參觀者欣賞，而使原物保存完好，如此既能滿足人們參觀文物的需求又能切實的保護好唐陵。

三、以虛擬游戲的方式進行唐陵文化體驗

游戲是在生活中代入感極強的一種方式，而且老少皆宜，在進行虛擬游戲的過程中不僅可以鍛煉反應能力還可以增強記憶力，而歷史文化的介入還可以讓玩家盡情享受虛擬游戲中的樂趣的同時還能夠大量快速的吸收其中的歷史信息，唐陵因為其地域、雕塑尺寸，陵園規模等限制，保護的進程十分緩慢，而且也不利于游客的參觀，數字化保護的介入使得唐陵雕塑的數字化信息得以完整保存，但卻不是對于唐陵文化傳播的最佳方式，所以虛擬游戲的方式進行唐陵文化體驗是可行并且非常有意義的。

1.唐陵的虛擬游戲制作

虛擬現實簡稱虛擬技術，也稱虛擬環境，是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供關于視覺等感官的模擬，讓用戶感覺仿佛身臨其境，可以及時、沒有限制的觀察三維空間內的事物。用戶進行位置移動時，電腦可以立即進行復雜的運算，將精確的三維世界視頻傳回以產生臨場感。該技術集成了計算機圖形、計算機仿真、人工智能、感應、顯示及網絡并行處理等技術的最新發展成果，是一種由計算機技術輔助生產的高技術模擬系統。即可利用電腦模擬現在唐陵的真實環境甚至是一千多年前的唐代帝陵，并且用戶可以身臨其境的進入這個虛擬世界與唐陵進行直接對話，通過一系列的感知去認識、欣賞唐陵的每一個細節，感受其厚重的歷史文化與輝煌藝術成就。要模擬唐陵的真實環境，唐陵雕塑的模型與貼圖是其中必不可少的一部分，首先，進行對唐陵雕塑的三維掃描與圖像的采集；其次，在3D軟件上進行對模型的修補，將掃描過程中沒有掃描到的空洞進行填充；再次，對修補好的模型進行貼圖處理，讓雕塑變為我們現實中看到的唐陵石雕一般；最后，在引擎里對其編程，放置在完成的虛擬環境中，就形成了唐代帝陵虛擬場景中的唐陵石雕。（如圖2）

圖2 唐建陵—石雕3D制圖/田澤同

2.以虛擬游戲的方式展示唐陵

唐陵所在的地方多靠近山區，“干旱少雨、交通不便”。自然條件較差這些綜合因素造成唐陵所在村莊長期貧窮，且陜西漢唐帝陵除了乾陵、茂陵、昭陵外其他陵墓旅游發展難度很大，都是土包和石刻，一般也很少有人能夠一個陵一個陵的看完，所以很多人也對唐陵知之甚少。但是虛擬游戲可以完美的解決這一問題，游戲的代入感極強，受眾廣泛，并且可以更生動、有趣的帶給體驗者有關唐陵的知識與研究現狀，虛擬唐陵環境可以讓體驗者在游戲的過程中了解唐代帝王喪葬制度，以及唐代建筑特點。虛擬環境中掃描的石雕可以讓體驗者感受中國古代雕刻藝術的魅力。體驗者在虛擬游戲中與唐陵的交互程序能更好的使其了解唐陵了解唐陵文化，例如“尋找翁仲遺失的部分”等的游戲劇情等。虛擬現實技術與唐陵結合，可以將唐陵的展示、保護提高到一個嶄新的階段。從而使唐陵脫離地域的限制實現資源共享，并且真正成為全人類可以“擁有”的文化遺產。讓更多的人參與到保護唐陵文化中來，保護唐陵保護中華文脈。使用虛擬現實技術可以推動文博行業更快地進入信息時代，實現文物展示和保護的現代化。（如圖3）

圖3 唐建陵—虛擬現實復原圖/田澤同

四、總結

唐代帝王陵墓使唐代社會歷史的見證，是極為豐富的唐代文化藝術的寶庫，是我國珍貴的歷史文化遺產和文物旅游資源，其濃縮了唐王朝290年的歷史精華，揭示了有唐一代從興盛到衰落的發展過程和原因，豐富了唐史研究的內容和范圍，為我們借鑒歷史經驗和文化藝術成就，弘揚名族文化，開發文物古跡資源服務于當代社會物質文明和精神文明的建設有著重要的現實意義和深遠的歷史意義。在科技發達的今天，數字信息化進入我們的生活，人們對世界的認知已經離不開影像媒介。虛擬現實作為一種新型影像傳播符號，已經漸漸成為了影像藝術的主流，有助于人們直接了解唐代的文化發展歷程，大大增強了對唐陵雕塑的藝術表現力、吸引力和感染力，對在歷史文化遺產的傳承和保護方面起到了重要的作用。

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