虛擬現實影像技術在古跡復原中的應用研究

張峰瑋　魯璐

摘要：古跡再現對于歷史研究與傳承有著重要意義。基于高沉浸感、真實感及互動特性，虛擬現實影像技術被廣泛應用到各個領域。本文在分析虛擬現實影像技術在古跡復原中諸多價值的基礎上，總結該技術在本領域的發展歷程和未來發展趨勢。

關鍵詞：虛擬現實；影像技術；古跡復原

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）04-0036-02

文物古跡的保護和傳承對于國家和民族都有著重要的意義，他是一段歷史鐫刻于世的見證，是人類發展的呈現。中華文明古國諸多文物，歷經千百多年的輾轉，天災人損，這些文化遺產破壞之甚與流佚之多，為古今中外所罕見。隨著城市發展，各地大興土木，再造成對劫后文物的新威脅[1]。文物古跡的維護刻不容緩，前赴后繼的工作者和研究者投身到這個行列當中，借用各種先進技術，將歷史延續與再現。

2016年，虛擬現實影像技術走入人們視野，被廣發應用到航天、娛樂、醫藥、化工、教育等各大領域。其真實感、沉浸性、互動性的特性給各行各業帶來了新的觸動。應用虛擬現實影像技術再現古跡，虛擬空間中復原古跡風貌，對其研究和傳承有著重大的意義。

1 虛擬現實影像技術在古跡復原中的應用價值

1.1 經濟價值

其一，具備較高的經濟價值。虛擬現實影像技術與真實古跡復原對比，其具備投入小、制作周期短、人力物力資源消耗少等優勢。虛擬空間展現的事物都是電腦制作完成，耗時短，不需要花費資源再造，大大節省了復原成本。虛擬現實展示所需場地較小，設備匹配的條件下，占地數平方米左右，節省場地資源。其次，虛擬現實影像技術復原古跡可以應用到旅游、對外宣傳及博物館當中，本身可產生經濟效益。

1.2 歷史研究價值

很多古跡損毀嚴重，復原其難度較大，不便于后續研究。如：圓明園、水下古城等都很難去再造古城風貌。用虛擬現實的手法復原古跡，制作文檔可以拷貝或通過網絡傳輸，研究人員不受研究場地和時間的限制，隨時隨地都進入當時的歷史影像中，不用每次都去實地考察，為研究提供了便利，創建了新型研究途徑。對于后續研究者，虛擬現實技術與實物復原相比，不會因保護環境及時間的影響損壞，電子文檔可以多份保存，即使未來百年后研究者仍可應用。

1.3 教育傳播及文化傳承價值

文物古跡除了作為對于歷史研究價值外，對于文化的傳承也有深遠的意義。電子文件便于傳播的特性，使展現成果不受場地限制，給各地的文化及教育機構提供了更好的學習和交流媒介。戴上虛擬現實眼鏡你可以穿越回千年之前，感受古跡的雄渾、聽著街邊的叫賣聲，看著身邊的擦肩而過的祖輩人，與之互動，似乎我們也是他們中的一員。體驗者從被動接受教育向主動體驗文化教育轉變，虛擬現實技術的體驗感給文物古跡的傳播帶來了革新。

虛擬現實技術的不斷研究和探索也是對文物保護與傳承的過程。傳承歷史，再現民族文化，也是為文化自信做出貢獻。

1.4 文物古跡保護價值

很多古跡在開發旅游過程中，會遭到損毀或損傷，很多古跡景點出現刻跡、攀爬等現象。相關部門只好采取限流，甚至頒布了相關管理條例，如：2018年3月，《南京旅游條例》規定，建立了“游客黑名單”。虛擬現實影像技術可以很好的規避真實古跡受損這一現象，虛擬呈現，不直接接觸古跡本身，對文物古跡也起到了一定的保護作用。

2 在古跡復原領域里中，虛擬現實影像技術的應用歷程

基于虛擬現實影像技術的古建筑虛擬重建工作在多個國家都已有先例，如秘魯的Chavín de Huántar項目，泰國的Phimai神廟項目和我國的數字紫禁城項目等[2]。從網絡漫游瀏覽到多維度的虛擬空間沉浸式體驗，從只限于院所研發到企業參與推廣應用，虛擬現實技術在古跡復原中的應用已有近30多年的歷程。

1989年，計算機3D技術開始應用于考古遺址的構建當中[3]。從上個世紀末到本世紀初期，由研究院所牽頭，虛擬現實技術應用在古跡復原項目逐步增多。如：1993年，美國斯坦福大學JohnRick團隊到秘魯地下省城查文德萬塔爾（Chavín de Huántar）實地考察，構建了360度網絡瀏覽系統；還有我國故宮博物院的數字紫禁城計劃、弗吉尼亞大學“重生的羅馬”等。

進入本世紀后，虛擬現實開發與制作逐步從研究院所走向行業，各地出現了院所與企業聯合項目，如：廣西桂能信息工程有限公司的數字長城、陜西維遠科技有限公司的乾陵項目等。

2016年開始，作為虛擬現實元年，制作質量有了飛速提升，推廣應用更加廣泛。如：敦煌石窟項目制作完成30個經典洞窟實現了高清數字化內容及全景漫游，真正將敦煌搬出了石窟。2017年，該項目全國范圍內巡展，吸引了眾多觀眾，讓更多的人不入敦煌也可以感受到猶抱琵琶半遮面的風采。同年，以色列Vortex公司復原了凱撒利亞老城遺址，阿卡古城（附圖1）。2017年，清華大學建筑學院團隊將中國150年前浩劫殘毀的“圓明園”重新用虛擬現實手段進行仿真復原，實現五感體驗。

2018年，虛擬現實影像技術在古跡復原中的應用已走入家庭。2018年1月10日，由北京引力波虛擬現實科技有限公司開發的“VR Dunhuang”項目登錄STEAM平臺，人們可以花費37元人民幣即可領略敦煌331石窟、332石窟等8個洞窟風采，基本覆蓋敦煌石窟開鑿的各個朝代。體驗者可以足不出戶即能在家領略莫高窟神秘，讓更多的人體驗敦煌千年的佛教藝術。作為一款體驗應用軟件，定期更新，未來人們通過VR影像呈現的方式，不限地點、時間、人數等客觀因素影響，欣賞敦煌700多個洞窟，2000多身彩塑，45000平米壁畫，該項目將壁畫殘破也真實的表現出來，為敦煌研究者和藝術創作者提供了更便捷的影像參考。

從院所獨立開發到行業推進，從單純學術研究、歷史考證到全民鑒賞，從固定區域觀影到居家品鑒，虛擬現實影像技術在古跡再現上的應用有了質的飛躍和發展。

3 虛擬現實影像技術在古跡復原中的未來展望

隨著科學與技術的發展，虛擬現實設備的成本會越來越低，虛擬現實影像技術會有更優異的表現，虛擬影像所呈現的古跡復原項目也會逐步走入百姓的視野。讓更多的人以更真實、更愉悅的方式了解歷史、了解傳統文化。在未來，人們可以像玩手機一樣便捷的接受歷史文化古跡的信息，可以以游戲的方式去探尋古跡背后的故事。人們不用再遠赴萬里，踏尋前人的足跡，可以不受地域、時間等限制在歷史長河里暢游。

未來，在這個領域應用研究和技術專項研究必將長足發展。政府政策引導與扶持是行業發展強有力的保障。2016年，國家頒布十三五綱要及國家工信部發布的《虛擬現實產業發展白皮書》中，明確提出：“……支持VR技術產業化，引導產業做大做強”[4]，政府的介入給行業帶來了更多的機會和希望。隨之，各大企業也紛紛投入當中，阿里、騰訊、華為等國內企業著眼布局，HTC、三星等國外企業也不斷推陳出新，虛擬現實影像技術正穩健向前發展。現在，應抓緊時機，加速新技術的開發，推動工作進展，為保護世界歷史文化遺產，傳承人類文明做出積極的貢獻[5]。

參考文獻

[1]鄭向敏.文物古跡的保護與旅游開發[M].旅游教育出版社，2007，（04）：1.

[2]周寧，王家廞，趙雁南，楊澤紅.基于虛擬現實的中國古建筑虛擬重建[J].計算機工程與應用，2006，（18）：200.

[3]戴代新，戴開宇.歷史文化景觀再現中的虛擬現實技術運用研究[J].湖南科技大學學報（社會科學版），2009，（03）：109.

[4]文鈞雷，陳韻林，等.虛擬現實+[M].北京：中信出版社，2016，（09）：55-56.

[5]師國偉，王涌天，劉越，鄭偉.增強現實技術在文化遺產數字化保護中的應用[J].系統仿真學報，2009，（7）：2093.