探討VR技術在文物保護工作方面的應用

【摘要】隨著虛擬現實技術（VR）的快速發展，近年來VR技術在我國各領域實現了較為廣泛的應用，基于VR技術的文物保護也開始受到文物界的關注。基于此，本文簡單分析了VR技術的特征和優勢，并深入探討了VR技術在文物修復、博物館文物保護中的應用，希望能夠為相關業內人士帶來一定啟發。

【關鍵詞】VR技術；文物保護；文物修復

【中圖分類號】K854 【文獻標識碼】A

前言

隨著經濟與社會的快速發展，我國民眾對文物保護的理解也在不斷更新，文物修復、預防性保護的受關注程度也因此不斷提升。在開展文物保護工作的同時推進我國傳統文化的傳承，正是本文圍繞VR技術在文物保護工作方面的應用開展具體研究的原因所在。

一、VR技術的特征與優勢分析

（一）特征分析

VR技術也被稱為虛擬現實技術、靈境技術，本身屬于計算機技術、圖像處理技術、電子技術等多種技術的綜合產物。一般來說，VR技術具備技術綜合性、超文本特性、信息保存持久性等特征，具體如下：（1）技術綜合性。VR技術具備人工智能、人機交互等功能，通過處理音頻、多媒體視頻、三維圖像，可為用戶的觸覺、視覺、聽覺等感覺器官提供刺激，給人以真實的感受和體驗。VR技術的應用可基于虛擬環境，使用戶通過體驗虛擬事物獲得與真實世界相同的體驗，現實世界的種種限制可由此擺脫，用戶能夠真正成為虛擬世界的直接參與者；（2）超文本特性。VR技術本質上屬于一種傳播載體，相比傳統媒體和其他新媒體，其擁有更強的超文本特性，這種特性使其能夠集合人類感知形成多重感知體系，配合技術具備的較強交互性，可為用戶帶來遠超其他技術的感受；（3）信息保存持久性。VR技術載體保存信息時間長度可無限延長，這是由于計算機和網絡屬于該技術存儲介質基礎，而隨著5G網絡、云存儲等技術的快速發展，VR技術信息的保存和獲得可實現進一步升級[1]。

（二）優勢總結

對于應用VR技術的文物保護來說，其優勢可概括為打破傳統保護方法局限性、實現更好的保護效果、融合更多感官參與體驗，具體如下：（1）打破傳統保護方法局限性。 VR技術的應用能夠通過配合720°全景實拍技術、畫面合成和剪輯技術，提供4K高清、穩定、視覺效果逼真的立體畫面，相比傳統的二維圖像、文字記錄，文物資料的保存、宣傳可獲得有力支持；（2）實現更好的保護效果。配合三維建模技術，VR技術可實現已經遺失文物內容的虛擬，在現實物體與數字模型相互轉換的過程中，文物保護將擁有更多的可能性。以非物質文化遺產的保護為例，VR技術可通過穿戴設備、動作捕捉技術更好地進行數據的保存和再現，基于VR技術的非遺技術傳承由此成為可能；（3）融合更多感官參與體驗。相比傳統文物保護提供的單一感官體驗，VR技術的應用可實現多種感官體驗的融合，文物與普通民眾的距離可由此大幅拉近，文物保護和傳承自然能夠獲得更為有力的支持[2]。

二、VR技術在文物修復中的應用

（一）基本應用思路

VR技術在文物保護中的應用可較好地服務于文物修復，該技術可較好地改善我國現階段存在的歷史文化遺產及其周邊環境破壞嚴重、專業修復人員緊缺、傳統文物修復人才流失嚴重、文物修復難度較高等文物修復瓶頸。近年來，業界圍繞VR全息文物修復課題開展了大量研究，這類研究主要通過建立VR全息文物修復系統、VR全息文物展示柜發揮VR技術優勢，具體思路如下：（1）建立VR全息文物修復系統。需首先結合VR技術建立文物數據庫，數據庫的建立需收集大量文物資料，包括文物的年代、造型、材質等信息；數據庫建立完成后需應用文物掃描系統進行修復文物720°全景實拍掃描；結合掃描結果，即可通過應用計算機圖形技術虛擬復原文物，虛擬復原過程需進行文物形狀、顏色、材質等方面的分析和對比，以保證文物的虛擬復原質量；（2）VR全息文物展示柜。完成虛擬復原的文物不僅能夠為現實的文物修復工作提供依據，同時也能夠通過VR全息文物展示柜實現對文物的全方位展示，360°全息裸眼3D效果可有給人以真實的感官體驗，同樣能夠較好地服務于文物修復。

（二）具體應用路徑

以古陶瓷文物的修復為例，VR技術在其中的應用需要體現在交互、構想、沉浸三個方面。近年來，我國故宮博物院、莫高窟、三星堆遺址開展的相關古陶瓷修復探索便具備較高借鑒價值。基于VR技術的古陶瓷文物修復流程可概括為：“清理→預處理→采集分析→對比分析”，各環節內容如下：（1）清理。由于古陶瓷文物很容易在傳承中出現破損，因此，基于VR技術的修復需首先清理古陶瓷文物，通過收集整理文物碎片，分類、編號并最終進行清理，保證碎片處于潔凈狀態。完成清理后即可應用三維掃描儀和測量儀進行掃描，并將掃描得到的結果存檔。值得注意的是，清理過程中需重點清理碎片中的泥沙，掃描過程則需避免碎片與掃描儀燈光直接接觸；（2）預處理。預處理的對象為文物的反光部分、噪點位置，以此提升碎片圖像光滑度，同時加強邊緣位置銳化效果。（3）采集分析。通過分析碎片色彩和紋理，提取碎片的色彩特征，該環節的質量需得到嚴格控制，一般可應用聚類量化算法聚集和量化碎片色彩；（4）對比分析。最終需進行對比分析，通過對比實現碎片內在特征和紋理的融合，并做好分類和編號工作。在最終的分類中，古陶瓷文物碎片的圖像分割可采用模糊聚類方法，以此繪制相應碎片圖像，完成古陶瓷文物的修復工作[3]。

（三）應用實例分析

近年來，國內外均在VR技術的文物修復中開展了大量實踐，雖然VR技術無法取代現實文物，但該技術能夠為文物修復提供的支持卻得到了較好證明。早在2009年，弗吉尼亞開展的經典雕塑數字化保存項目屬于VR技術在文物修復中的應用先河，而美國大都會博物館應用VR技術實現的“亞當像”修復則提供了更為可行的文物修復路徑。近年來，我國故宮博物院也開始應用VR技術進行文物修復，通過從廢墟中撿出的青花壽石茶花圖碗，故宮博物院應用VR技術實現了該文物的現代化修復，并通過展覽與故宮同類館藏進行了對比，VR技術在文物修復中的價值由此得到了更好證明。

三、VR技術在博物館文物保護中的應用

（一）具體應用路徑

除文物修復外，VR技術還能夠較好地服務于博物館文物保護，如基于VR技術實現的“異地參觀”、文物藏品信息的保存與共享，具體路徑如下：（1）“異地參觀”。在VR技術支持下，各地博物館可通過虛擬影像進行已經湮滅建筑、遺址的場景復原，配合考究的布局、高科技手段，即可給參觀者以穿越古今、身臨其境之感；（2）文物藏品信息保存與共享。一般來說，博物館展廳陳列柜中展示的文物僅占其館藏的1%，博物館庫房中存放著大量的文物藏品，但對于這些信息資料尚不完全、價值未得到有效開發的文物藏品，其交流傳播的價值往往很難得到充分發揮。但在VR技術支持下，博物館可基于自身館藏建立三維或模擬數據庫，在數據采集技術的支持下，瀕危文物資源的高精度、科學、永久保存可由此實現，文物資源的互聯網整合也將獲得有力支持，以此共享文物資源，VR技術即可更好地服務于博物館文物保護。

（二）應用實踐

近年來，VR技術早在博物館文物保護中實現了較為充分的應用，敦煌數字化保護、龍門石窟數字化保護、江西《探秘海昏侯大墓》VR互動體驗、數字吳哥項目、婦好墓VR復原均屬于其中典型。以首都博物館的《王后 母親 女將——紀念殷墟婦好墓考古發掘四十周年特展》為例，該展覽實現了科學、真實的婦好墓室復原，通過建立科學的墓室內外模型、保證渲染效果的真實性、嚴謹的文物材質復原，婦好墓室復原效果得到了較好保障，具體要點如下：（1）墓室內外模型建立。結合發掘報告，工作人員建立了1：1的墓室模型，包含各個發掘層以及腰坑、槨頂、槨底、壁龕，同時根據資料建立了殷墟宮殿區周邊自然景觀以及地上享堂，數字模型的嚴謹性、科學性、真實性得到了較好保障；（2）保證渲染效果的真實性。結合現場照片、發掘資料、歷史資料，工作人員為模型側方夯土層、自然填埋層、垂直夯土層以及不同木材設置了不同的渲染效果，在多方調研與考察支持下，進一步提高了婦好墓的真實性；（3）嚴謹的文物材質復原。為展示千年前的下葬過程，工作人員通過查閱資料明確了商朝青銅器含銅比例與冶金技術發展情況，最終確定了準確的青銅器顏色，青銅器應用的風險由此得到了較好展現。配合VR技術、VR眼睛、局域網云服務器，婦好墓得以真正搬入博物館，VR技術的應用價值可見一斑。

四、結論

綜上所述，VR技術可較好服務于文物保護工作，在此基礎上，本文涉及的建立VR全息文物修復系統、VR全息文物展示柜、“異地參觀”、文物藏品信息保存與共享、婦好墓室復原等內容，則提供了可行性較高的VR技術應用路徑。為了更好地發揮VR技術優勢，基于VR技術的數字化博物館建設也需要得到重視。

參考文獻：

[1]邵恒.VR技術在博物館文物保護中的應用[J].智庫時代，2018（43）：149，152.

[2]張學慧.從文物保護修復理念看博物館VR技術的應用前景[J].文物世界，2017（5）：65-67.

[3]羅俊雄.古陶瓷文物技術支持工作中VR技術的應用可行性[J].科技風，2016（12）：120，122.

作者簡介：洪秋月（1979-），女，漢族，福建南安，本科，南安市博物館，文博管理員。