XR技術在清東陵數字化保護與利用中的應用研究

朱琳 王珺 楊小翠

XR技術是多種技術的統稱，現探究世界文化遺產清東陵的保護與利用中融合XR技術的應用路徑，為XR技術在文化遺產領域里的內容搭建提供可行性借鑒。通過研究分析清東陵發展現狀的困境以及拓展現實技術的發展，以當前虛擬現實物質遺產保護研究、增強現實車載導航系統應用、XR技術在展示領域的案例為依托進行參照。得出可基于底層數字技術的支撐技術，使清東陵在XR虛擬現實世界實現永久數字化保存，并加深參觀者的體驗感受，例如景區互動式實時導覽以及線下沉浸式的游覽體驗和線上IP數字化傳播。建設XR拓展現實虛擬空間，可在展示清東陵文化內涵的情境下，為清東陵的數字化保護與利用提供新的契機，實現清東陵文化遺產的保護及利用，同時在傳播媒介日漸多樣化的當下，為其他文化遺產的傳承與發展提供一定的參照。

陵墓建筑是一種特殊的建筑形式，尤其是帝王陵墓，往往是結合當時政治、經濟、宗教等多重社會人文因素的綜合體。而清東陵作為清代最大的帝王陵墓群，更是體現了當時多種藝術的最高成就，對其保護與利用的研究正是當下我國文化自信的體現。數字技術的發展為陵墓的發掘與保護工作帶來了更多的可能性，而擴展現實（Extended Reality，簡稱XR）技術的出現對于清東陵文化遺產的保護與利用更是如虎添翼。

清東陵文化遺產現狀及發展瓶頸

清東陵景區作為第一批全國重點文物保護單位，現階段自身文化的傳播以及展示方式被局限于傳統的旅游景區模式，即依托于陵墓建筑遺產本身，配以導游人工解說，展廳文字說明以及景區解說板等。數字技術的進步推動了二維碼的普及，景區近年來增加了二維碼導覽系統，在各個重要節點放置二維碼，以圖片及音頻等多種方式對景區的歷史文物進行多樣化呈現。但這種方式依舊屬于傳統的解說模式，無法解決游客參與性不強、互動性差、游覽時走馬觀花等問題。

清東陵作為陵墓建筑，其建筑除了自身的藝術價值，更是我國古代儒家思想、道家思想的結合，其中的孝道內涵和風水觀念是通過山水環境、視覺感受和陵寢建筑規制等一同構建的，這種景觀體系代表的是我國古人風水觀的集合，具有很深的文化韻味。由于清東陵占地廣袤而地面建筑分散，眾多的山水環境要素超出了游客的視覺范圍，使當前的展示方式難以給參觀者帶來直觀的視覺感受，因此在展示、闡述風水格局理念上有著較高難度，使參觀者無法體會到清東陵傳統文化的魅力。

從地理位置上來看，清東陵位于河北省唐山市遵化市，距離市區較遠，交通往返時間較長。首先，鑒于景區現狀，清東陵對外開放的陵寢建筑只有孝陵、裕陵、景陵以及定東陵和裕陵妃園寢的部分區域，大部分游人乘坐游覽車半日就可以游覽完畢，這就導致游覽時長過短，難以留住游客，也就失去了二次消費的機會。其次，往返時間和游覽時間的不平衡造成普通游客缺乏二次進景區游覽的興趣，這使得清東陵的發展動力減緩。

從提升傳播力來講，如何更好地利用自身優勢，打造品牌IP、擴大影響力，還需要更多探索。清東陵在這方面也進行了很多的嘗試，包括依托于新媒體以及自媒體平臺進行宣傳推廣，嘗試開展文旅融合推廣，在特定的時間節點開展一些文化表演、主題活動等，這些活動在一定程度上起到了很好的宣傳作用，但這些嘗試相比清東陵本身文化遺產的巨大能量和發展前景而言，傳播力度還遠遠不夠。

XR技術在清東陵數字化保護與利用中的優勢

XR技術及其應用優勢

XR技術的全稱叫做擴展現實技術（XR—Extended Reality）， 是一種以觸控顯示技術、沉浸技術以及各種基礎數字技術交叉融合，通過計算機、頭顯等媒介將真實與虛擬相結合，打造一個可人機交互的虛擬現實環境的技術。XR技術囊括了現有的VR、AR、MR等技術，是以上技術的總稱。將三者的視覺交互技術相融合，目的是為體驗者帶來虛擬世界與現實世界之間無縫轉換的“沉浸感”，消除信息與體驗之間的距離。

拓展現實技術的發展帶來的是一場信息傳播方式的變革，隨之帶來信息在傳播維度上的變化，人可以在更短的時間內接收呈倍數增長的信息量。麥克盧漢在《理解媒介：論人的延伸》中提出，媒介是人的延伸的觀點，媒介對人的延伸能力越強，其對生產力的推動越大。由此可知，拓展現實應用越廣，規模就越大，對知識的傳播方式、對社會生活的改變就越大。而XR技術對于文化遺產的賦能，勢必是傳統傳播方式的幾何倍數。

XR技術應用于清東陵數字化發展的可行性分析

底層科學技術的迭代和進步是XR技術應用于清東陵數字化發展的基礎，依托于5G網絡技術的高速率，低延時特點，XR技術可以做到實時傳輸，上傳下載相關數據，做到跟用戶同步的實時反饋，這是XR技術在清東陵應用的基礎保障。而云計算的強大算力可以解決終端用戶算力不足的弊端，利用云端渲染配合AI提升渲染的質量和計算的效率，為清東陵的XR交互體驗提供強有力的算力，為虛實融合以及交互提供了網絡通道以及平臺載體。

數字孿生技術將真實的清東陵映射到虛擬空間，生成虛擬的數字化清東陵，而虛擬清東陵又具備真實清東陵的所有特性。這方面的基礎建模工作開始得非常早，清東陵早在2012年就被篩選納入“蘇格蘭十大文化遺產項目”，該項目利用激光掃描技術和云數據處理軟件等，將包括順治的孝陵、康熙的景陵進行三維數字化掃描以及數字化保存。在此基礎上，繼續構建豐富的細節，創造擬真的物體和環境，對于后期清東陵的保護與利用可以利用數字化載體進行，避免清東陵在保護與開發中的二次破壞，將現實過程中的試錯成本降到最低。

近年來近眼顯示技術的逐漸成熟，給人們帶來更接近真實視覺感受的畫面，感知交互技術的快速發展，包括手勢交互，動作捕捉，動作追蹤技術等，給人們帶來更加沉浸式的體驗與交互方式，使虛擬的數字世界與真實的體感之間建立了聯系。游戲引擎與人工智能技術幫助用戶在瀏覽的過程中產生非線性交互，用戶可以在清東陵數字世界里生產內容，這正彌補了清東陵在文化遺產展示的生動性與感受性上的不足，把清東陵文化遺產價值進行最大化的傳播、利用。

近年來由于終端設備成本的降低、量產規模加大、C端客戶群體需求量的增加等因素，促使市場急需更多更好的內容產出，而清東陵的數字化保護正是優質的IP與文化輸出。

XR技術在清東陵數字化保護與利用中的可能性應用場景

XR技術清東陵數字化保護場景應用

清東陵景區的價值特性決定了它的獨特性和不可復刻性，因為歷史變革和無人看管等原因致使許多陵寢被盜，遺留下來的文化遺產多為石刻和建筑群，他們作為重要的歷史文化遺產容易受到風化和人為破壞等不利因素的影響，而清東陵的區域位置處于大陸斷裂地震帶區域內，易發生地震災害。這些不利因素對于清東陵保護而言都是潛在的威脅。XR技術對文化遺產保護的優勢突出，隨著技術的不斷突破，相關的研究與應用不斷創新，有研究者提出，XR技術可以模擬還原真實的挖掘開發過程，模擬氧氣、光照等自然環境對文物的挖掘影響，降低技術突破成本。而另一方面，XR技術可以緩解部分建筑文化遺產參觀過程中對建筑遺產本身所帶來的潛在風險。

在數字化保護方面清東陵屬于國內開始較早的一批，2012清東陵入選“蘇格蘭十大文化遺產項目”后就開始了數字化的保存，已經有了基礎的三維模型數據。建立和完善清東陵三維數字庫是清東陵保護的重要步驟和基礎，為后期的傳播及保護工作奠定基礎。不久的將來，通過數字修復和XR技術相結合，全面還原被破壞文物的三維全貌，近距離地感受這些數字文物，全方位沉浸式展現復原后的清東陵等都是有可能實現的。而另一方面在不增加清東陵建筑本身壓力的情況下可以極大地增加展示頻率，也為建筑遺產本身提供了一定的保護。

清東陵最具特色的石刻工藝遍布各個陵寢，乾陵地宮的雕刻尤其精美。現今清東陵石刻蘊含的歷史背景和雕刻技藝等非物質文化遺產的沒落，相比建筑和石刻，雕塑本身的老化更快，利用XR技術實現在虛擬世界觀看石刻工藝制作，甚至通過交互技術親手體驗如何制作這樣的石雕，這種交互體驗對于理解石刻的審美價值、工藝傳統、傳承與保護具有重要意義。參觀者也可以自己設計并制作屬于自己的石雕，在清東陵數字世界留下自己的作品。

XR技術導覽場景應用

清東陵景區現有導覽系統依托于景區的觀光擺渡車和導覽牌以及導游等。各個陵寢連貫性弱，歷史感不強。而AR技術具有虛實結合，快速交互等特點，利用AR進行場景實時交互已有較為成熟的技術基礎，比如一些AR實景導航。利用AR技術將標識融合在環境中，構建地圖與真實世界的映射關系，設計出更加直觀的導航應用。

清東陵景區利用AR技術進行實時導覽，既可以引導游客在景區中快速獲取信息，又能讓游客在尋找的過程中獲得游戲體驗般的樂趣。故事性和游覽體驗的增強會極大提升清東陵對年輕人的吸引力。可以開展類似打卡集齊類的游戲以及采用新奇的觀賞游覽方式，依托于5G和云計算的高效率和強算力，甚至可以為用戶提供個性化的導航路線，根據游客的個人愛好，為其推薦更感興趣的游覽路線以及游覽方式，讓步行導航更具真實性、個性、游樂性。以身邊的物體作為真實空間的參照，在提供功能性導航的同時也可加入景區IP人物虛擬導游，利用景區面積遼闊的優勢，合理規劃景區的游覽路線，在室外景觀空間和游客休息空間等多處設置互動打卡點，將景區整體規劃與AR導航相結合，增加游客在景區的游覽樂趣與個性化活動，增加游客停留時間，促進二次消費。

而XR技術對于清東陵風水景觀體系的展示可以結合現實景觀和虛擬景觀，使虛擬導游在擴展現實這樣的虛擬空間中得到更好的展示和闡釋，讓游客擁有更好的視野和全面的觀察維度，更深刻地理解清東陵的價值。

XR技術在清東陵數字化傳播的場景應用

清東陵作為老牌5A級景區，面臨著跟許多同類型遺產一樣的困境，就是文化遺產在傳播路徑和傳播手段上都非常局限。現有的文化傳播方式除了現場參觀游覽以外，還有定期舉辦主題活動等，但是這些展示參觀方式對年輕人缺乏吸引力，同時對地域性和時空性要求較高，不利于文化傳播以及景區的長期發展。XR技術在地域性、時空性、沉浸性和互動性方面的獨特優勢無疑給這些問題的解決提供了很好的思路。近年來，XR技術在展示、傳播、娛樂、旅游等領域已經逐漸普及，成都博物館可以通過頭顯設備看到虛擬皮影人物在眼前表演，震旦博物館的手機終端AR小程序“古今之游”，利用AR技術使游客可以用手機等移動設備在小程序中復原唐代陶俑的色彩，與古代虛擬人物進行趣味互動，這樣的便捷性、沉浸性和互動性體驗都為提升清東陵景區活力提供了很好的思路。

在線下傳播方面，清東陵每年會定期舉辦皇家祭祀、祈福盛典等人文活動，但這種活動人力成本高、周期長，每年只在特定時間舉行，影響力非常有限。而利用XR技術就可以彌補這種不足，結合近眼顯示技術，實時動作捕捉、跟蹤定向技術、觸覺、力覺、嗅覺等反饋技術，通過手柄、語音或動作等傳達指令，利用數字技術創建清東陵歷史場景及虛擬人物。在清東陵景區特色節點處設置互動交互設備，游客利用設備進入清東陵虛擬交互場景，觀看復原的文物，與虛擬人物進行互動等。通過不斷地豐富交互的內容，使游客更好地參與到景區的人文互動體驗中去，賦予景區活力和生命力。同時建設線下XR數字化影院，利用頭顯設備觀看VR數字虛擬場景，為祭祀活動、祈福大典等傳統民俗活動建立數字化三維歷史場景，使游客可以沉浸式地觀賞這些活動，將宏觀的、抽象的歷史文化變得可視化、具體化，使游客近距離感受清東陵歷史遺跡背后的文化韻律，感受新的文化遺產觀賞體驗方式。

而在線上傳播方面，利用現有數字資源、網絡資源的同時可以深入發掘文化遺產IP，利用XR技術建設線上漫游展廳，讓用戶可以借助頭顯設備或計算機設備來實現在線虛擬漫游。線上展廳打破了傳統的地域和時間等限制，用戶可以隨時登陸進行游覽。在線上展廳中除了原有的文化遺產展示外，還可以開發拓展清東陵數字化IP，傳播清東陵數字IP形象，結合文創售賣和主題游戲等，更多地發掘清東陵文化遺產的魅力，以吸引更多人群的關注。

拓展現實技術作為一項新興的技術產業依舊處于高速發展中，自身也面臨著產業鏈不夠完善，技術不夠成熟的問題。在這個階段，結合清東陵文化遺產的巨大能量，深入研究XR技術在清東陵的未來應用場景，發揮新興虛擬現實技術的優勢，對清東陵文化遺產的保護與利用都將提供很好的借鑒與實用價值。這正體現了中華民族的文化自信和勇于創新的精神。

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