VR遗址保护

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虚拟现实遗迹保护

1、 概述

虚拟现实遗迹保护:什么是VR遗迹保护古文化遗址、遗存及其相关环境, 作为城市的重要标志和象征,真实记载了历史的变迁和城市的演变,具有极高的历史文化艺术价值。文物不可再生,也不能永生,为了应对文化遗产的褪化,就要抓数字化,为国家永存这份宝贵信息。在这种情况下,虚拟文化遗产引起了文物保护部门的高度重视,虚拟文化遗产已经在自然和文化遗产的保护、保存和解译等方 面变得日渐重要。近年来,数字化技术的高速发展给虚拟文化遗产指明了新的发展方向。

虚拟现实遗迹保护通过计算机网络来整合统一大范围内的文物资源,在网络上利用虚拟现实技术更加全面、生动、逼真地展示文物,从而使文物脱离时空限制,实现资源共享,真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。 使用虚拟现实技术可以推动文博行业更快地进入信息时代,实现文物展示和保护的现代化。【1】

 


 

2、 数据获取

 

虚拟现实技术是以庞大的数据量为依托,通过各种测量手段获取高精度的三维信息是必不可少的,也就是说,三维信息获取是实现虚拟仿真的第一步。

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(1)建立三维模型要获取的数据类型:
1 空间实体的三维坐标;
2 空间实体的高度信息;
3 空间实体的纹理信息;
4 模型所处区域的地形起伏状况,一般是DEM数据。

(2)三维信息获取途径 目前,三维信息获取的途径可大致分为:基于地图的方法、基于图像的方法、基于点群的方法 。
1、基于地图的方法 基于地图的方法是,利用研究区已有的GIS 数据、纸质地图和CAD提供的二维平面数据以及其他高度辅助数据经济快速建立盒状模型。我们要做的最重要的工作就是建立微地貌DEM 和建筑物 DEM,然后在 GIS 软件系统中合成文化遗址的三维模型。

2、基于图像的方法 基于立体像对的方法是建立三维立体模型的最基本的方法,也是目前最为常用的方法。它的发展与计算机技术、遥感技术相互交叉渗透,形成了现代摄影测量技术。这种方法的数据来源主要有:航天航空立体像对、近景摄影测量、单张照片上提取信息、基于三线阵 CCD 的数据获取。 3、基于点群的方法基于点群的方法,就是应用激光雷达和激光扫描仪快速获得的大量所研究文化遗产的三维点群数据,这些点群数据就是相对系统坐标系的三维坐标。这种方法的数据来源主要有:基于机载三维成像仪数据获取、移动测绘系统数据获取、先进的三维激光测距技术。

 


 

3、 环境建模

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一个完整的虚拟现实系统可以分解为视觉、听觉、触觉等子系统,三维虚拟环境模型的 数字重建是实现虚拟现实的重中之重,也是文化遗址数字化展现的基础,模型的好坏将直接影响到运行的效果和场景的逼真度。

按照虚拟场景的构建方式的不同,三维虚拟场景的建模方法可以分为如下两类:一种是利用建模软件实现的几何建模方式;另一种是基于图形图像的建模技术。

1.基于儿何建模的场景建模技术 以计算机图形学为基础的几何建模技术是传统的建模方法,其首先是对真实场景进行数据抽象,用各类多边形构建文化遗址在虚拟场景中的三维模型,同时添加相应的材质,通过参数设定进行纹理映射,然后使用三维软件进行建模,再根据浏览用户所在的空间位置坐标、光线的照射程度、加上使用消隐技术,就可以渲染出虚拟画面,也就实现了在整个虚拟环境中的漫游。

2.基于图像的场景建模技术 基于图像的建模技术是使用现实世界的具体图片数据来代替传统的建模技术,并且使用图片的空间变换来达到渲染的效果,它是以计算机机器视觉和计算机图像处理等学科的理论和方法为基础的。基于图像的场景渲染技术相比于传统的几何建模方式,其在构建场景的真实感方面和渲染速度上,具有独特的优势,已经成为近年来图形学方面的一个热点,尤其在虚拟场景的开发方面具有良好的发展空间。

3.基于图形与图像的混合建模技术 基于几何的建模方法和基于图像的建模方法各有优缺点,如果将两者混合使用,则能平衡虚拟场景图像的和交互性之间的冲突,混合建模的思想是在虚拟环境中先利用几何建模法构建出文化遗址的轮廓,然后利用图像建模方法引入纹理贴图,是实体的外观具有逼真的效果,对于需要发生交互的地方,用几何建模进行精细建模,添加相应的交互模块,这种方法在增加场景逼真度的同时还保证了用户浏览的实时性与交互性高度结合,做到了真正意义上的沉浸。

 


 

4、 保护前景

 

1、利用虚拟现实技术可有效提高文化遗址保护的技术水平。应用虚拟现实技术可 模拟出文化遗址修复后的影像,用于检验修复技术、手段的可行性,考察修复过程中各项环节,修复后耐久性等,有效提高文物修复的精度和预先判断、选取采用的保护手段,同时可缩短修复工期。

2、虚拟现实技术可突破时空限制发挥文物的价值。利用其采集的数据信息,可将 考古研究数据和文献记载进行汇总, 充分使用计算机语言对遗址的地理环境进行相对分析和编纂,通过相关软件把模型中的外形、材质、纹理等信息导入渲染系统中,模拟地展示已经湮灭了的文化遗址,多方位,多视角地向世界传播中华文化。

3、历史文化遗址保护是当代人面临的一个重要的历史课题,但现有的计算机信息技术及其应用与文物保护工作的实际需求还存在一定的距离。我们必须充分利用当代信息科学中的各项技术,大力推进历史文化遗址保护的数字化工作进展。

 


 

5、 成功案例

 

VR技术让游客穿越“回到汉代”

遗址公园体现“三个文明”融合发展理念
巍巍汉风的南昌汉代海昏侯国考古遗址公园建设备受公众关注。彭印䃂说,南昌汉代海昏侯国遗址公园的基本定位是:以南昌城市发展特别是赣江新区为依托,以鄱阳湖优质生态资源为背景,以文物保护观光为引领,以汉代生活体验为核心,以国家考古遗址公园、国家5A级景区、世界遗产为标准,建设一个集文物保护、文明传承、文创产业、文化旅游为一体的文化旅游特区。【2】

“这样的定位与此次党代会提出的工业文明、城市文明和生态文明融合发展的理念是紧密相关的,‘三个文明’融合将在海昏侯国遗址公园项目中得到很好的体现。”彭印䃂说,在南昌汉代海昏侯国遗址公园建设中,将用行动宣传好、贯彻好“三个文明”的融合。

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彭印䃂表示,南昌汉代海昏侯国遗址公园项目将建设博物馆,配备一系列文物保护和展示设施。“因为景区很大,做实体建设的话周期长、投入大,VR技术未来会在景区中大量应用。现代科技拥有广阔的应用空间,我们将吸收当前国内外最先进的技术,通过最便捷的方式,让游客在景区内体验汉代文化和汉代文明。”彭印䃂说。 南昌汉代海昏侯国遗址公园还将打造一个汉风小镇,这既是汉代生活体验项目,也是文化创意产业项目。“汉风小镇可以进行汉代生活体验,游客走进这里可以感受到中国千年文明和传统,通过一系列项目和形式,先展示出来,再进行体验。”彭印䃂说。

在汉风小镇,文化创意产业与汉代生活体验融为一体。“比如说,海昏侯墓出土大量精美漆器,很多人对这些漆器的制作和应用感兴趣,我们就会设置一片区域,把当年漆器生产的全过程展示出来,让时光倒流两千年,展示一块木头变成一件精美漆器的过程,再通过VR技术让游客体验汉代人在生活中如何使用漆器,让游客不仅仅是参观,还能亲身体验,不知不觉中更加了解汉代漆器文化。彭印䃂给记者打了一个比方。

对汉代海昏侯国遗址公园项目,彭印䃂充满期待,“除了参观、体验,制作出来的漆器产品还可以销售,游客可以把产品带回去,进行深度梯级传播,把文化带回家。按照这种发展模式,把这个项目打造成为旅游文化一条龙的产业。”彭印䃂说。

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VR搭建资源整合平台
中国复兴文明文化产业集团致力于将VR技术和文化遗产保护相结合,实现高精度、大规模、交互性强、受众广的文物和文化遗产展示方式,比如数字化保存、虚拟修复、宣传展示、虚拟浏览、数字博物馆等,从而解决文化遗产保护中的传统问题。文物高清图片、三维数据都可以借助VR展现出来,并通过增加互动环节和娱乐元素,调动观众的兴趣。这将有利于保护文物古迹,增加文化遗产的展示机会,提升文化遗产的经济价值【3】

复兴文明集团董事长张普然在未来将VR技术与传统文化产业从三大方面进行整合与发挥作用:首先,搭建文化资源平台,聚焦文化产业内的优质资源,让其成为虚拟现实产业的智囊库;其次,拓宽文化市场范围,为文化产业寻找应用、寻找市场,以切实可行的优质项目实现对产业的真正推动;最后,积极优化对接平台,融合VR与传统文化行业的资源,实现VR产业发展与传统文化行业的双助力作用,给文化产业带来新的生机。

VR让全域旅游丰富多元
文化资源共建共享是全域旅游的客观需要,VR技术十分有利于文化共建共享。传统的旅游需要考虑交通、景点、酒店等繁琐环节,如今,凭借一台联网设备、一根网线、一套VR设备,就可以真实进入到所选遗址,甚至能够游览多个遗址景点。应用VR技术,人机物融合、网络环境下虚实互动、360度无死角的感官体验,为游客提供了一个与现实世界叠加的虚拟世界。这个虚拟世界由游客互动共建,游览、聊天、交友、娱乐,多人同时在线互动,VR+旅游给予游客虚拟与现实交互的惊喜体验,一个全新的产业已开始布局。

VR技术可以贯穿旅游活动的行前、行中和行后。游客只需购买一个VR眼镜,即可感受到丰富的历史文化遗产。在旅游出行前通过可搜索全球旅游目的地相关APP,用户在行前对不同文化遗产进行充分比较,通过查看相关VR全景视频和出行信息可以选择更适合自己的出行目的地,在浏览、参观时,还可以接收到途经建筑的相关数据和历史资料。应用VR技术不仅可以将中国丰富多元的优秀文化浓缩到一起,发扬传承,而且还可以让全球用户都有身临其境感受历史文化遗产的魅力,最终将历史文化遗产资源全球传播。

全域旅游加VR技术在科技与传统、当代与历史的交错中,感受灿烂的文明和旅游创新科技产品。各类旅游目的地通过VR技术为游客提供全域品质、全程满意、丰富多元的旅游新产品和服务。全域旅游因VR技术更具活力,VR技术将在全域旅游中展现绚丽风采。

 


 

6、 参考资料

1、如何利用虚拟现实技术实现文物古建复原 中国百科网[引用日期2016-03-10]

2、 海昏侯国遗址公园打造汉风小镇 VR技术穿越两千年 网易[引用日期2016-05-20]

3、 复兴文明开启中国大遗址复现“VR元年” 搜狐[引用日期2016-09-09]

 

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