虛擬現(xiàn)實在唐陵數(shù)字化保護中的應(yīng)用與研究

田澤同 張 輝 （西安理工大學 710054）

唐代帝王陵墓?jié)饪s了唐王朝290年的歷史精華，并揭示了唐代由興轉(zhuǎn)衰的過程，豐富了對唐史研究的范圍和內(nèi)容，對唐陵的研究與數(shù)字化保護工作更是對我們借鑒歷史經(jīng)驗和藝術(shù)文化成就，弘揚中華民族文化，開發(fā)文物古跡資源服務(wù)于當代社會物質(zhì)文明和精神文明的建設(shè)有著非凡的意義，而作為唐陵建筑的輔助裝飾石雕無疑更是非常重要的藝術(shù)品和文物，經(jīng)過了一千多年的變遷，唐陵雕塑這些曾經(jīng)燦爛輝煌的文化遺產(chǎn)正在面臨著被酸雨的腐蝕、盜賊的侵擾、農(nóng)民的開墾等重重考驗，處境堪憂，想要合理、完整的保護唐陵文化遺產(chǎn)道阻且長。隨著計算機技術(shù)的誕生，人類社會進入數(shù)字化時代，而作為人類歷史遺產(chǎn)的文物，也逐漸進入了數(shù)字化保護階段，唐陵的保護工作也開啟了新的篇章。近年來虛擬現(xiàn)實已逐漸進入影像藝術(shù)的主流，并且成為數(shù)字化手段中最前沿的技術(shù)手段，大大提高了人們的情感體驗，為用戶帶來了更強的沉浸感、交互性和想象性，使人們獲得了與以往截然不同的體驗價值。也獲得與真實場景完全一致的感官和心理體驗，甚至將虛擬現(xiàn)實環(huán)境完全當成真實的。[1]虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展使我們不僅能通過其將一個個生硬的文物變?yōu)橐粋€個有血有肉鮮活的故事，即承古人之創(chuàng)造，開時代之生面，用今生的方式續(xù)寫唐陵的前世傳奇。

一、唐陵文化遺產(chǎn)的傳承

唐朝是中國封建社會的一個巔峰時期，唐朝全盛時在文化、政治、經(jīng)濟、外交等方面都達到了很高的成就，是中國歷史上的盛世之一，也是當時世界的強國之一。強盛的國力也造就了唐代燦爛的文化藝術(shù)。

而唐代帝王陵墓是唐代社會歷史的見證，是極為豐富的唐代文化藝術(shù)的寶庫，是我國珍貴的歷史文化遺產(chǎn)和文物旅游資源。唐陵雕塑更是歷史文化遺存的精華，唐陵雕塑是唐代社會變遷的見證，是集政治表現(xiàn)、藝術(shù)審美特性于一身的精美絕倫的大型石雕，突顯了唐代藝術(shù)的宏偉氣勢和深厚的歷史蘊蓄，然而，因為人為和自然等原因，這些極具歷史、藝術(shù)、文化及考古價值的文化遺產(chǎn)都受到了不同程度的破壞，所以保護唐陵保護唐陵文化刻不容緩。習總書記在十八大文化建設(shè)方面的重要講話中說道中華文化是我們提高國家文化軟實力最深厚的源泉，是我們提高國家文化軟實力的重要途徑。同時要使中華民族最基本的文化基因與當代文化相適應(yīng)、與現(xiàn)代社會相協(xié)調(diào)，要以人們喜聞樂見、具有廣泛參與性的方式推廣開來；要把跨越時空、超越國度、富有永恒魅力、具有當代價值的文化精神弘揚起來；要把繼承傳統(tǒng)優(yōu)秀文化又弘揚時代精神、立足本國又面向世界的當代中國文化創(chuàng)新成果傳播出去；要系統(tǒng)梳理傳統(tǒng)文化資源，讓收藏在禁宮里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產(chǎn)、書寫在古籍里的文字都活起來。這些歷史文化遺產(chǎn)讓我們更加明白中華五千年的文明延續(xù)著華夏民族的精神血脈，歷史文化的傳承，告訴我們從何而來；五千年的文明創(chuàng)造每一件文物都是文化，時代的印記告訴我們，將走向何處，而唐陵是中華五千年歷史文化遺產(chǎn)的精華之一，所以要守護唐陵守護中華文脈，要不遺余力的對唐陵文化遺產(chǎn)進行充分、科學和合理的利用，使唐陵文化得到更好的解讀與呈現(xiàn)。

二、虛擬現(xiàn)實在唐陵數(shù)字化保護中的必要性

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)越來越成熟，在文物數(shù)字化保護中發(fā)揮了不可磨滅的作用，它可以以三維、動畫、游戲等等的形式展示唐陵的原貌，可以突破時空的限制，展出所有的唐陵雕塑，以供觀者零距離研究參觀，并且通過網(wǎng)絡(luò)更加全面、生動的展示給每一個人。因為唐陵多在山區(qū)農(nóng)家地，標識不明確，雕塑的保護也不是很完善，所以虛擬現(xiàn)實的介入勢必會對唐陵的數(shù)字化保護工作帶來新的天地。

1.虛擬現(xiàn)實在唐陵數(shù)字化保護中的創(chuàng)新

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種三維數(shù)字技術(shù)，數(shù)字唐陵就是利用這種虛擬現(xiàn)實的技術(shù)實現(xiàn)對文物雕塑與場景的虛擬再現(xiàn)，而實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的前提與基礎(chǔ)就是唐陵雕塑的三維數(shù)字化。唐十八陵是國家級重點保護文物，是中國古代帝王陵墓的典型代表，具有極高的歷史、文化、藝術(shù)、政治的研究價值，至今仍保存著豐富的石刻遺產(chǎn)，但是現(xiàn)在唐陵雕塑的保護方式大多都還是相對傳統(tǒng)，一種是物理方法，例如搭棚子、圍柵欄、隔玻璃等，這樣雖然可以不破壞文物的現(xiàn)狀，但是也有局限性，例如飛來峰滲水等自然因素就沒法阻止；另一種是化學方法，例如在石像外層涂抹化學層，這種方法雖然隔絕了空氣，但是透氣性差，很多石雕容易引起石質(zhì)的化學反應(yīng)，這兩種方法都不能盡善盡美的達到完美保護的預(yù)期，同時因為唐陵多在山區(qū)、農(nóng)家地、村落，基礎(chǔ)設(shè)施不完善標識也不是很明顯，所以對于游客前去參觀也是十分不便，而數(shù)字化虛擬現(xiàn)實的介入完全可以解決這一難題，不僅具有強烈的視覺沖擊和交互性，還能提供各種方面的感知，營造的“虛擬環(huán)境”具有真實的信息和意象，更方便的是可以讓游客足不出戶就能領(lǐng)略到唐陵的風采。通常三維圖像都是通過構(gòu)圖以及色彩明暗在二維平面上的變化營造出三維的視覺效果 ，而虛擬現(xiàn)實產(chǎn)生的唐陵雕塑的圖像則包含了被記錄雕塑的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息能提供唐陵現(xiàn)實的場景。人們不僅可以操控數(shù)字化虛擬環(huán)境，還可以自由地對數(shù)字化唐陵雕塑進行設(shè)定，場景、動作等等，由用戶做出選擇，使數(shù)字化唐陵雕塑更加的“現(xiàn)實”，讓這些在關(guān)中沉睡了一千多年的輝煌重新回歸人們的視野。

2.虛擬現(xiàn)實在唐陵數(shù)字化保護中的優(yōu)勢

首先虛擬現(xiàn)實技術(shù)使觀眾能夠擁有很強的沉浸感，沉浸感又被稱為臨場感，即用戶可以以第一人稱的視角觀看或參與到唐陵的虛擬現(xiàn)實場景中，獲得“身臨其境”的真實感，從而將自己當做唐陵虛擬現(xiàn)實場景中的主角，能真切的感受到完整的帝王陵墓所帶給觀眾的震撼。其次，唐陵運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)后交互性也會有質(zhì)的提升，用戶不僅可以身臨其境的置身唐陵的場景里，更是可以參與其中，可以對虛擬現(xiàn)實場景中的物體進行操作并獲得反饋，達到與真實世界相媲美的逼真程度，讓陳列在廣闊大地上的遺產(chǎn)活起來。再次，虛擬現(xiàn)實技術(shù)大大拓展了想象和認知范圍，它不僅能夠?qū)μ屏陥鼍斑M行高度逼真的虛擬重塑，而且還可以將過去只存在于人來大腦或想象中的場景、元素一一構(gòu)建出來，讓觀眾真正體驗到以前只能在科幻大片中才能看到的場景。（如圖1）

圖1 唐建陵—石雕三維掃描/田澤同

我國歷史悠久，文化遺產(chǎn)眾多，其中文物是重要的一部分。唐陵文物更是如此，文物遺產(chǎn)屬于不可再生的資源，文物的特性注定其不易保存，易受到光、氣、溫度等外界因素的影響。而且人們在參觀文物的同時也可能會對文物造成一定的破壞，然而虛擬現(xiàn)實在文物保護方面可以發(fā)揮重要作用，在展出時可以真實地立體再現(xiàn)文物供參觀者欣賞，而使原物保存完好，如此既能滿足人們參觀文物的需求又能切實的保護好唐陵。

三、以虛擬游戲的方式進行唐陵文化體驗

游戲是在生活中代入感極強的一種方式，而且老少皆宜，在進行虛擬游戲的過程中不僅可以鍛煉反應(yīng)能力還可以增強記憶力，而歷史文化的介入還可以讓玩家盡情享受虛擬游戲中的樂趣的同時還能夠大量快速的吸收其中的歷史信息，唐陵因為其地域、雕塑尺寸，陵園規(guī)模等限制，保護的進程十分緩慢，而且也不利于游客的參觀，數(shù)字化保護的介入使得唐陵雕塑的數(shù)字化信息得以完整保存，但卻不是對于唐陵文化傳播的最佳方式，所以虛擬游戲的方式進行唐陵文化體驗是可行并且非常有意義的。

1.唐陵的虛擬游戲制作

虛擬現(xiàn)實簡稱虛擬技術(shù)，也稱虛擬環(huán)境，是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供關(guān)于視覺等感官的模擬，讓用戶感覺仿佛身臨其境，可以及時、沒有限制的觀察三維空間內(nèi)的事物。用戶進行位置移動時，電腦可以立即進行復(fù)雜的運算，將精確的三維世界視頻傳回以產(chǎn)生臨場感。該技術(shù)集成了計算機圖形、計算機仿真、人工智能、感應(yīng)、顯示及網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計算機技術(shù)輔助生產(chǎn)的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。即可利用電腦模擬現(xiàn)在唐陵的真實環(huán)境甚至是一千多年前的唐代帝陵，并且用戶可以身臨其境的進入這個虛擬世界與唐陵進行直接對話，通過一系列的感知去認識、欣賞唐陵的每一個細節(jié)，感受其厚重的歷史文化與輝煌藝術(shù)成就。要模擬唐陵的真實環(huán)境，唐陵雕塑的模型與貼圖是其中必不可少的一部分，首先，進行對唐陵雕塑的三維掃描與圖像的采集；其次，在3D軟件上進行對模型的修補，將掃描過程中沒有掃描到的空洞進行填充；再次，對修補好的模型進行貼圖處理，讓雕塑變?yōu)槲覀儸F(xiàn)實中看到的唐陵石雕一般；最后，在引擎里對其編程，放置在完成的虛擬環(huán)境中，就形成了唐代帝陵虛擬場景中的唐陵石雕。（如圖2）

圖2 唐建陵—石雕3D制圖/田澤同

2.以虛擬游戲的方式展示唐陵

唐陵所在的地方多靠近山區(qū)，“干旱少雨、交通不便”。自然條件較差這些綜合因素造成唐陵所在村莊長期貧窮，且陜西漢唐帝陵除了乾陵、茂陵、昭陵外其他陵墓旅游發(fā)展難度很大，都是土包和石刻，一般也很少有人能夠一個陵一個陵的看完，所以很多人也對唐陵知之甚少。但是虛擬游戲可以完美的解決這一問題，游戲的代入感極強，受眾廣泛，并且可以更生動、有趣的帶給體驗者有關(guān)唐陵的知識與研究現(xiàn)狀，虛擬唐陵環(huán)境可以讓體驗者在游戲的過程中了解唐代帝王喪葬制度，以及唐代建筑特點。虛擬環(huán)境中掃描的石雕可以讓體驗者感受中國古代雕刻藝術(shù)的魅力。體驗者在虛擬游戲中與唐陵的交互程序能更好的使其了解唐陵了解唐陵文化，例如“尋找翁仲遺失的部分”等的游戲劇情等。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與唐陵結(jié)合，可以將唐陵的展示、保護提高到一個嶄新的階段。從而使唐陵脫離地域的限制實現(xiàn)資源共享，并且真正成為全人類可以“擁有”的文化遺產(chǎn)。讓更多的人參與到保護唐陵文化中來，保護唐陵保護中華文脈。使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以推動文博行業(yè)更快地進入信息時代，實現(xiàn)文物展示和保護的現(xiàn)代化。（如圖3）

圖3 唐建陵—虛擬現(xiàn)實復(fù)原圖/田澤同

四、總結(jié)

唐代帝王陵墓使唐代社會歷史的見證，是極為豐富的唐代文化藝術(shù)的寶庫，是我國珍貴的歷史文化遺產(chǎn)和文物旅游資源，其濃縮了唐王朝290年的歷史精華，揭示了有唐一代從興盛到衰落的發(fā)展過程和原因，豐富了唐史研究的內(nèi)容和范圍，為我們借鑒歷史經(jīng)驗和文化藝術(shù)成就，弘揚名族文化，開發(fā)文物古跡資源服務(wù)于當代社會物質(zhì)文明和精神文明的建設(shè)有著重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。在科技發(fā)達的今天，數(shù)字信息化進入我們的生活，人們對世界的認知已經(jīng)離不開影像媒介。虛擬現(xiàn)實作為一種新型影像傳播符號，已經(jīng)漸漸成為了影像藝術(shù)的主流，有助于人們直接了解唐代的文化發(fā)展歷程，大大增強了對唐陵雕塑的藝術(shù)表現(xiàn)力、吸引力和感染力，對在歷史文化遺產(chǎn)的傳承和保護方面起到了重要的作用。

[1]楊粟洋，陳建英，曾華林．VR戰(zhàn)略：從虛擬到現(xiàn)實的商業(yè)革命[M]． 中國鐵道出版社，2017．1．

[2]李一凡．數(shù)字博物館與新媒體觀[A]．創(chuàng)意科技助力數(shù)字博物館[C]．北京：中國傳媒大學出版社，2012．2．

[3]張輝．重大社會變遷下的唐陵雕塑[J]．美術(shù)，2012，09：109-111．

[4]張克發(fā)，趙興，謝有龍．AR與VR開發(fā)實戰(zhàn)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2016．11．

[5]三維掃描技術(shù)[EB/OB]．http：//baike．baidu．com/三維掃描技術(shù)．

[6]樊蘭．全息世界[M]．新疆界，2008（12）： 5．

[7]劉向陽．唐代帝王陵墓[M]．三秦出版社，2006．