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虚拟现实影像技术在古迹复原中的应用研究

来源:《数字技术与应用》 编辑:张峰玮 鲁璐 时间:2018-08-15

摘要:古迹再现对于历史研究与传承有着重要意义。基于高沉浸感、真实感及互动特性,虚拟现实影像技术被广泛应用到各个领域。本文在分析虚拟现实影像技术在古迹复原中诸多价值的基础上,总结该技术在本领域的发展历程和未来发展趋势。

关键词:虚拟现实;影像技术;古迹复原

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2018)04-0036-02

文物古跡的保护和传承对于国家和民族都有着重要的意义,他是一段历史镌刻于世的见证,是人类发展的呈现。中华文明古国诸多文物,历经千百多年的辗转,天灾人损,这些文化遗产破坏之甚与流佚之多,为古今中外所罕见。随着城市发展,各地大兴土木,再造成对劫后文物的新威胁[1]。文物古迹的维护刻不容缓,前赴后继的工作者和研究者投身到这个行列当中,借用各种先进技术,将历史延续与再现。

2016年,虚拟现实影像技术走入人们视野,被广发应用到航天、娱乐、医药、化工、教育等各大领域。其真实感、沉浸性、互动性的特性给各行各业带来了新的触动。应用虚拟现实影像技术再现古迹,虚拟空间中复原古迹风貌,对其研究和传承有着重大的意义。

1 虚拟现实影像技术在古迹复原中的应用价值

1.1 经济价值

其一,具备较高的经济价值。虚拟现实影像技术与真实古迹复原对比,其具备投入小、制作周期短、人力物力资源消耗少等优势。虚拟空间展现的事物都是电脑制作完成,耗时短,不需要花费资源再造,大大节省了复原成本。虚拟现实展示所需场地较小,设备匹配的条件下,占地数平方米左右,节省场地资源。其次,虚拟现实影像技术复原古迹可以应用到旅游、对外宣传及博物馆当中,本身可产生经济效益。

1.2 历史研究价值

很多古迹损毁严重,复原其难度较大,不便于后续研究。如:圆明园、水下古城等都很难去再造古城风貌。用虚拟现实的手法复原古迹,制作文档可以拷贝或通过网络传输,研究人员不受研究场地和时间的限制,随时随地都进入当时的历史影像中,不用每次都去实地考察,为研究提供了便利,创建了新型研究途径。对于后续研究者,虚拟现实技术与实物复原相比,不会因保护环境及时间的影响损坏,电子文档可以多份保存,即使未来百年后研究者仍可应用。

1.3 教育传播及文化传承价值

文物古迹除了作为对于历史研究价值外,对于文化的传承也有深远的意义。电子文件便于传播的特性,使展现成果不受场地限制,给各地的文化及教育机构提供了更好的学习和交流媒介。戴上虚拟现实眼镜你可以穿越回千年之前,感受古迹的雄浑、听着街边的叫卖声,看着身边的擦肩而过的祖辈人,与之互动,似乎我们也是他们中的一员。体验者从被动接受教育向主动体验文化教育转变,虚拟现实技术的体验感给文物古迹的传播带来了革新。

虚拟现实技术的不断研究和探索也是对文物保护与传承的过程。传承历史,再现民族文化,也是为文化自信做出贡献。

1.4 文物古迹保护价值

很多古迹在开发旅游过程中,会遭到损毁或损伤,很多古迹景点出现刻迹、攀爬等现象。相关部门只好采取限流,甚至颁布了相关管理条例,如:2018年3月,《南京旅游条例》规定,建立了“游客黑名单”。虚拟现实影像技术可以很好的规避真实古迹受损这一现象,虚拟呈现,不直接接触古迹本身,对文物古迹也起到了一定的保护作用。

2 在古迹复原领域里中,虚拟现实影像技术的应用历程

基于虚拟现实影像技术的古建筑虚拟重建工作在多个国家都已有先例,如秘鲁的Chavín de Huántar项目,泰国的Phimai神庙项目和我国的数字紫禁城项目等[2]。从网络漫游浏览到多维度的虚拟空间沉浸式体验,从只限于院所研发到企业参与推广应用,虚拟现实技术在古迹复原中的应用已有近30多年的历程。

1989年,计算机3D技术开始应用于考古遗址的构建当中[3]。从上个世纪末到本世纪初期,由研究院所牵头,虚拟现实技术应用在古迹复原项目逐步增多。如:1993年,美国斯坦福大学JohnRick团队到秘鲁地下省城查文德万塔尔(Chavín de Huántar)实地考察,构建了360度网络浏览系统;还有我国故宫博物院的数字紫禁城计划、弗吉尼亚大学“重生的罗马”等。

进入本世纪后,虚拟现实开发与制作逐步从研究院所走向行业,各地出现了院所与企业联合项目,如:广西桂能信息工程有限公司的数字长城、陕西维远科技有限公司的乾陵项目等。

2016年开始,作为虚拟现实元年,制作质量有了飞速提升,推广应用更加广泛。如:敦煌石窟项目制作完成30个经典洞窟实现了高清数字化内容及全景漫游,真正将敦煌搬出了石窟。2017年,该项目全国范围内巡展,吸引了众多观众,让更多的人不入敦煌也可以感受到犹抱琵琶半遮面的风采。同年,以色列Vortex公司复原了凯撒利亚老城遗址,阿卡古城(附图1)。2017年,清华大学建筑学院团队将中国150年前浩劫残毁的“圆明园”重新用虚拟现实手段进行仿真复原,实现五感体验。

2018年,虚拟现实影像技术在古迹复原中的应用已走入家庭。2018年1月10日,由北京引力波虚拟现实科技有限公司开发的“VR Dunhuang”项目登录STEAM平台,人们可以花费37元人民币即可领略敦煌331石窟、332石窟等8个洞窟风采,基本覆盖敦煌石窟开凿的各个朝代。体验者可以足不出户即能在家领略莫高窟神秘,让更多的人体验敦煌千年的佛教艺术。作为一款体验应用软件,定期更新,未来人们通过VR影像呈现的方式,不限地点、时间、人数等客观因素影响,欣赏敦煌700多个洞窟,2000多身彩塑,45000平米壁画,该项目将壁画残破也真实的表现出来,为敦煌研究者和艺术创作者提供了更便捷的影像参考。

从院所独立开发到行业推进,从单纯学术研究、历史考证到全民鉴赏,从固定区域观影到居家品鉴,虚拟现实影像技术在古迹再现上的应用有了质的飞跃和发展。

3 虚拟现实影像技术在古迹复原中的未来展望

随着科学与技术的发展,虚拟现实设备的成本会越来越低,虚拟现实影像技术会有更优异的表现,虚拟影像所呈现的古迹复原项目也会逐步走入百姓的视野。让更多的人以更真实、更愉悦的方式了解历史、了解传统文化。在未来,人们可以像玩手机一样便捷的接受历史文化古迹的信息,可以以游戏的方式去探寻古迹背后的故事。人们不用再远赴万里,踏寻前人的足迹,可以不受地域、时间等限制在历史长河里畅游。

未来,在这个领域应用研究和技术专项研究必将长足发展。政府政策引导与扶持是行业发展强有力的保障。2016年,国家颁布十三五纲要及国家工信部发布的《虚拟现实产业发展白皮书》中,明确提出:“……支持VR技术产业化,引导产业做大做强”[4],政府的介入给行业带来了更多的机会和希望。随之,各大企业也纷纷投入当中,阿里、腾讯、华为等国内企业着眼布局,HTC、三星等国外企业也不断推陈出新,虚拟现实影像技术正稳健向前发展。现在,应抓紧时机,加速新技术的开发,推动工作进展,为保护世界历史文化遗产,传承人类文明做出积极的贡献[5]。

参考文献

[1]郑向敏.文物古迹的保护与旅游开发[M].旅游教育出版社,2007,(04):1.

[2]周宁,王家廞,赵雁南,杨泽红.基于虚拟现实的中国古建筑虚拟重建[J].计算机工程与应用,2006,(18):200.

[3]戴代新,戴开宇.历史文化景观再现中的虚拟现实技术运用研究[J].湖南科技大学学报(社会科学版),2009,(03):109.

[4]文钧雷,陈韵林,等.虚拟现实+[M].北京:中信出版社,2016,(09):55-56.

[5]师国伟,王涌天,刘越,郑伟.增强现实技术在文化遗产数字化保护中的应用[J].系统仿真学报,2009,(7):2093.

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