數字化技術在不可移動文物的保護中的應用

摘 要：本文通過對近年來關于數字技術在不可移動文物保護中的實際應用的相關文獻進行系統分析研究，從不可移動文物的定義入手，結合本國在不可移動文物的保護利用方面的實踐，對不可移動文物的定義、內容、數字技術定義、應用方式及新技術手段保護的意義等方面進行了綜述，并對前人研究中提出的相關概念進行剖析和總結，基本了解了目前我國在數字化技術推進文物保護方面的現狀和潛在問題，并對今后研究的方向提出了初步設想。

關鍵詞：不可移動文物;文物保護;數字化技術

人類活動在整個歷史進程中遺留下來的遺物和遺跡統稱為文物，不同的文物從不同角度反映了每個歷史時期人類活動的發展狀況，包括社會組織形式、意識形態、利用和改造自然的水平以及各個時期的生態環境。以是否可移動為標準，文物有可移動和不可移動之分。之所以稱之為不可移動文物，是因文物本體具有整體不可移動性，亦或該文物與周圍的環境有整體協同性。然而現今諸多不可移動文物的周邊配套環境已遭嚴重破壞，甚至部分文物自身也無立足之地，在“保護”的名義下被迫轉移，這個過程中也有被破壞的情況，亦或遭到構建替代。隨著計算機科技的進步和多媒體技術的發展應用，數字化技術在文物的保護和展示上的應用價值日益顯現。

1 相關概念界定

1.1 不可移動文物

顧名思義，不可移動文物是指一般情況下不可以轉移其位置的文物，本文即主要針對這一類型文物進行討論。文物之不可移動，一是表明其物體本身一般不可轉移位置，二是指它與其周邊環境所共同構成的文化風貌不可轉移或分離。不可移動文物是歷史文化遺產的重要組成部分，我國自2007年至2011年于全國范圍內開展的第三次文物普查工作中，將境內海陸范圍內的不可移動文物重新劃定范圍，包括古墓葬、古建筑、近現代重要史跡等。

1.2 數字化技術

數字化技術（Digital Technology）是一項與電子計算機相伴而生的技術，它是指借助某些電子設備將圖文聲像等信息轉化為電子計算機能夠識別的數字符號后進一步加工的技術，包括儲存影像、遠程傳送和還原信息等。縱觀現代信息技術的發展歷程不難發現，雖然近年來各種新型技術手段層見疊出，但時間與空間的協同始終是其主流趨勢，人類需求的增加也在一定程度上促使“仿真”理念逐漸成為當前數字化技術的主要發展方向。隨著仿真概念逐漸被大眾接受，仿真技術的發展應用也更加趨于實用化和系統化。近年來各領域內開展的關于虛擬樣機及數字化關鍵技術的應用研究，也獲得了很多里程碑式的成果。如傳感技術領域的3R，即VR、 AR和MR。

VR（Virtual Reality）是近年來出現頻率和應用度最高的計算機仿真系統，利用這種技術可以創建和體驗虛擬世界，利用計算機模擬構建一個三維空間的虛擬世界，為使用者提供關于視聽和觸覺等感官層面的仿真體驗，讓使用者沒有限制地觀察體驗三維空間內的對象，即使足不出戶也可身臨其境。利用VR并結合網絡技術，可將文物的展示形式多樣化推進至一個新的發展階段。

AR（Augmented Reality）是一種通過實時計算觀察對象的位置和角度并加上相應三維立體模型的技術。AR技術的目標是在顯示屏上把構建的虛擬世界與使用者所在的現實世界套起來并進行簡單的互動，它是一種將現實世界和虛擬世界的信息“無縫”連接的新手段，可以把那些在現實世界中的限定時空范圍內很難體驗到的實際信息，通過技術層面的再構仿真模擬再疊加，使現實環境和虛擬環境實時疊加到同一平面或空間，將構建的虛擬信息應用到真實世界中并被使用者感官所接受感知，從而達到一種超越現實的新體驗。在實際應用中，利用AR技術可以為古跡的數字化復原提供技術支持，文物古跡的相關信息將以虛擬現實的形式提供給參觀者，用戶不僅可以看到預設的多語言解說，還能看到遺跡中殘缺部分的虛擬影像化重構。

MR（Mix Reality）相對于前兩種技術手段更為綜合，它既是一種技術疊加組合，也是VR和AR技術的進一步發展。這種技術手段通過在現實場景中疊加虛擬場景呈現出來，在現實場景、虛擬場景和用戶感官之間搭起一個交互反饋的封閉式信息回路，以增強用戶體驗的真實感，即在新的可視化環境里物質實體和數字化對象并存且實時互動。MR技術的關鍵點在于與現實場景交互和信息的及時反饋獲取，這也是其區別于VR和AR的關鍵所在。隨著新技術的進步與發展，不同用戶之間互動反饋的開放式信息回路也將得以應用，這對于文物的展示多樣化也將是一種新的嘗試。

2 不可移動文物數字化技術應用的現況

由于自然災害頻發、環境惡化加劇等一些不可抗因素，文物破壞的現狀已然不容忽視，而經濟快速發展促生的城市建設近年來也成為了文物破壞的一大禍首。其中最為典型的就是故宮博物院的地磚，因游客量增多和人為破壞已然失去原樣，這種破壞是不可逆的。當今城市建設和改造過程中，“建新”與“保舊”的沖突本就無法避免，而建設用地的擴張導致文物保護與城市發展的矛盾也愈來愈突出，文物保護工作的開展日趨艱難，迫切需要新的技術手段支持。

相較于可移動文物來說，不可移動類文物通常因其體積或數量較大，其整體轉移也困難得多。暫且不考慮整體移動過程中是否會造成文物本體的二次破壞，單就整體環境而言，移動后的文物本身已經失了其“原汁原味”，本身的價值也將大打折扣。不可移動文物不僅僅是單純的建筑物實體，更是包含包括周圍重要的協同構建物的整體，這些與文物本身是共生共存的關系，若兩者失去直接的關聯，文物就失了真正的文化價值。從“維修性拆除”的北京梁林故居到“保護性遷建”的嶺南古村落，再到命運未卜的諸多不知名的古城墻… …不可移動的文物一旦被“移動”，恐再難尋其源。

文物數字化保護的嘗試及發展是在近些年數字影像處理技術和仿真AI（Artificial Intelligence）技術的發展基礎上進行的，相關技術的成熟也為不可移動文物的復原及展示提供了新的方向。 數字化技術在文物保護領域的應用形式主要是利用三維虛擬技術等數字化工具，從宏觀、微觀、三維等方面全方位記錄文物信息。 最終實現以各數字化應用信息系統建設為紐帶，綜合新型數字化采集技術和移動互聯網技術等現代技術手段，整合珍貴的文物資源，實現文物信息共享。 以信息促保護，將多種科技信息手段和先進管理理念相結合，全面促進文物的數字化保護。

早至上世紀九十年代，國外學者專家就在這一領域進行了初步嘗試。1999年，美國高校的一些研究人員在與數字技術公司的合作中，使用了一種新型的三維激光掃描儀，對米開朗琪羅的雕塑作品進行圖像獲取并轉化成計算機數字信息，其中包括著名的大衛塑像，最終完成了 “數字化米開朗琪羅”，這是早期著名的三維文物數字化典型案例。此外，意大利學者基于龐貝古城的城市整體所作的虛擬構建也是文物數字化領域中一個較為成功的案例。該工程在對龐貝城進行虛擬現實建模的同時，初步實現了三維漫游龐貝古城的目標。

相對而言，國內在文物數字化保護上的研究起步較晚，研究初期集中于圖像采集和網絡傳輸、數字化博物館的創建以及部分重要文物的歷史內涵發掘和應用等。近年來我國在這方面也進行了一些新的嘗試，敦煌研究院在與國外的合作中運用數字化技術創辦相關文物信息的網站，并將三維漫游技術應用于展示，在實現遠程用戶對各個洞窟的參觀游覽和信息獲取方面成效卓著。數字化技術和多媒體傳播手段在文保領域內的廣泛應用，極大地提高了文物的科學保護和展覽水平。

不可否認的是，利用新技術可將不可移動文物的展示和保護提高到一個新的高度。實際上，故宮博物院早于二十世紀末就開始進行“數字故宮”的構想和初步建設。從全方位三維建模到整體環境虛擬搭建，再到多種形式的線上展覽，都是對新型保護方式的探索。“中國世界文化遺產監測中心”于2015年正式創設并獨立開展新階段的工作，同時啟動總平臺與各地方文遺保護平臺的對接，逐步實現多級平臺的交互聯絡，這也是我國文物保護平臺化的一個里程碑式舉措。

3 數字化保護領域的可發展性

就目前來看，我國以博物館藏品為主要資源的數字博物館的建設已初具規模，從館內移動語音導覽到線上遠程參觀等，呈現出展覽手段高科技化和展示形式多樣化的特點。借此東風，諸多重點文物保護單位也爭相開展了一些新的嘗試和探索，在不可移動文物的保護和展覽方面開始廣泛應用數字化技術和新型展示形式。但由于我國現行的文物保護制度為分級管理體制，因此在新技術的應用推廣方面，各級文保單位呈現出較大的層次差異。

但就當前不可移動文物的保護現狀來說，這樣的力度其實遠遠不夠。除了廣受關注的著名遺跡，各地飽含傳統風情的古村落的保護利用同樣值得我們關注。中國的傳統村落堪稱“一村一風情”，不僅在建筑材料和結構上各有特點，而且在建筑風格上也各具特色，各地不同的傳統建筑背后融入的文化內涵也值得深入挖掘。江南民居的閑適溫婉，川西民居的樸實飄逸，都是不同民風民俗的直觀體現，也是基于各地自然和人文環境的發展得以傳承延續的。然而這類未被列入保護名錄的村落的保護現狀堪憂，除少數風格特別顯著的傳統民居以外，大多數傳統村落的文化內涵并未得到充分發掘，有的則僅限于有指示牌而無相關展陳，無配套的基礎設施。至于更多的普通傳統村落，多因交通不便或資金不足，至今不為大眾所知。因此，如何通過新的技術手段將不可移動文物保護好、把文物背后的故事講好等問題都亟待解決。

4 結語

隨著科技的進步和數字技術的發展，文物的數字化保護是一個不可逆轉的趨勢。不可移動文物如何突破時空界限，怎樣利用現有的資源，如何更加全面、生動逼真地展示，這些都是當前不可移動文物保護過程中值得深思的問題。但我們也應清醒地認識到技術手段的局限性，文物保護的數字化過程中不能一味追求“新”，最新的技術并不一定是最適合的。要在保證文物原狀的前提下有選擇地利用。因此，仍需要有針對性地對新技術進行研究，在一定范圍內進行實驗，結合不可移動文物的特性，最終孵化出符合實際可操作的關鍵技術，然后再對新技術進行推廣和應用。

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作者簡介

孔媛媛（1995-），女，漢，河南洛陽，碩士，鄭州大學歷史學院，研究方向：歷史文化遺產與博物館。