易于公眾理解的考古遺址數(shù)字化闡釋與展示
——以成都東華門遺址為例

唐 瑜（成都市文物信息中心 四川成都 610072）

易 立（成都考古中心 四川成都 610072）

2021年，文化和旅游部發(fā)布《“十四五”文化和旅游發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”文化和旅游科技創(chuàng)新規(guī)劃》明確指出，要“研究闡釋和展示傳播技術(shù)”“通過多種形式活化文物資源、展現(xiàn)文物價值”“提高文物資源數(shù)字化保護、展示和利用水平”。2022年，國際古跡遺址理事會（ICOMOS）《國際文化遺產(chǎn)旅游憲章》（2021）將“通過易于公眾理解的文化遺產(chǎn)闡釋和展示，提高公眾意識和游客體驗”作為指導準則發(fā)布。

東華門遺址位于成都天府廣場附近的成都體育中心南側(cè)。經(jīng)實地論證，專家們一致認為東華門遺址是成都漢代“列備五都”、唐宋“揚一益二”輝煌歷史時期的見證。東華門遺址時間跨度大，各歷史時期遺存在地層上存在疊壓打破現(xiàn)象，研究其闡釋和展示傳播手段，有助于公眾理解多重遺址價值內(nèi)涵。準確地闡釋與展示東華門遺址的遺產(chǎn)價值，必須建立在考古學、歷史學、建筑學、數(shù)字化技術(shù)等交叉學科研究的基礎上。

一、東華門遺址考古發(fā)掘與復原考究

（一）東華門遺址周邊考古發(fā)掘基本情況

東華門遺址出土重要文物上萬件，時代從漢代至明清時期，有水井、岸池、道路、水道、建筑、溝渠等遺跡，以及漢代蜀郡官署、隋唐至宋代摩訶池、五代宣華苑、明代蜀王府、清代貢院等重要遺址。

成都市文物考古工作隊在1995年發(fā)掘了明蜀王府宮城北垣及宮城北門（廣智門）東側(cè)門墩的一部分，1996年和1998年兩次發(fā)掘了明蜀王府宮墻西垣基址，2001年發(fā)掘了明蜀王府宮墻南垣及城內(nèi)的多處排水溝、天井、房屋等建筑遺跡[1]。2008年在成都博物館新址基建工地發(fā)掘了大量先秦至明代文化遺存，包括灰坑、墓葬、房屋、建筑臺基等遺跡，出土陶器、瓷器、建筑材料等一批重要文物，明代遺存主要發(fā)現(xiàn)了與大型建筑有關的夯土臺基，可能為文獻記載的蜀王府蕭墻西南隅的山川社稷壇[2]，考古工作者推測遺跡K1可能屬于明代以前摩訶池水域南界的一部分。2010年在成都東御街發(fā)現(xiàn)兩通漢代石碑。2012年出土豐富的戰(zhàn)國秦漢至明代遺存，并發(fā)掘了明蜀王府宮墻東垣、南垣及東南角內(nèi)側(cè)的一處建筑臺基[3]。2013–2017年，成都文物考古研究院對東華門區(qū)域進行大規(guī)?？脊虐l(fā)掘，清理揭露的明代蜀王府建筑群遺存很可能是宮城內(nèi)部的東府及其齋寢背后以水面景觀為主的苑囿區(qū)，可能即文獻所載的“左花園”[4]；并推測隋唐五代遺存中的水池遺跡（C1）應是摩訶池東岸局部。

（二）蜀王府歷史沿革及范圍布局推測

明洪武十五年（1382年），太祖下令在成都為蜀王營建府邸，歷時八年建成。蜀王府位居城內(nèi)正中，坐北朝南端直方正，一改成都延續(xù)了近1700年的北偏東30°的城市主軸，第一次確立了正南北向的城市中軸線，其格局一直延續(xù)至今。蜀王府共歷10世13位蜀王，與明王朝相伴始終，是成都這座西南首善之城中最莊嚴華麗的建筑群，也是明朝中央政府理政西南的見證者。

根據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，結(jié)合《嘉靖四川總志》《萬歷四川總志》《天啟成都府志》等文獻資料對明蜀王府建置和基本格局的相關記載，可推測出明蜀王府的四至范圍（圖1）和建筑格局（圖2）。

圖1 明蜀王府遺址及對應成都地圖

圖2 明蜀王府平面布局示意圖

根據(jù)考古發(fā)掘結(jié)果，蜀王府內(nèi)城的東西二門城門并未開設于正中位置，推測當與中國古代宮殿“前朝后寢”的制度有關；根據(jù)《嘉靖四川總志》中提到的“蜀府右花園”推測，蜀王府水系園林的苑囿區(qū)分為東西兩個對稱的區(qū)域[5]。明蜀王府三維建模可以此為依據(jù)，全面呈現(xiàn)明蜀王府的格局規(guī)制。

（三）摩訶池歷史沿革與范圍推測

“摩訶”為梵語，是“廣大有龍”之意。唐朝，摩訶池被納入城內(nèi)的水路交通網(wǎng)絡系統(tǒng)，成為當時成都最負盛名的游覽勝地。五代時，摩訶池改名為宣華池，被納入奢華壯麗的皇家宮苑——宣華苑，與眾多亭臺樓閣、山石、花卉融為一體，專供皇家游獵娛樂。摩訶池不僅自然風光旖旎，更見證了天府歷史人文勝景。李白、杜甫、陸游、薛濤、高駢、花蕊夫人、孟昶等20余名歷代文人墨客留下百余首吟誦摩訶勝景的詩詞歌賦。兩宋時期，摩訶池的范圍開始縮減，直至明洪武十五年，蜀王朱椿為了修建蜀王府，將大半個摩訶池填平。

長期以來，盡管唐宋詩詞和地方志中屢見摩訶池的相關記載，但對其具體方位或語焉不詳，或存在爭論異議。自20世紀30年代以來，歷史學界開始逐步關注摩訶池的研究，其中就涉及方位問題。參考既往研究成果，結(jié)合歷年來掌握的考古線索，可推測摩訶池的四至范圍。北界在今羊市街至西玉龍街一線，西界在今東城根上街一線。編號K1的坑狀遺跡可能為摩訶池南端的一部分，摩訶池西南界在今天府廣場西側(cè)的成都博物館一帶。根據(jù)被確認為摩訶池東岸及沿岸園林建筑群的考古遺存，摩河池東界在今東華門街以西、市體育中心南側(cè)一帶。四川大劇院基建工地發(fā)掘揭露的編號H13的坑狀遺跡，判定可能為明初回填摩訶池東南岸并夯筑的王府地基，摩訶池東南界在今天府廣場東北側(cè)、四川大劇院一帶。

總體推測，摩訶池位于隋唐子城（五代皇城）城內(nèi)的偏西北部（圖3），東西跨度約650米，南北跨度近900米，總占地面積710余畝，與宋祁《過摩訶池二首》詩所言“十頃隋家舊鑿池”的規(guī)模（合今500畝）存在較大出入。此外，根據(jù)花蕊夫人宮詞“太虛高閣凌波殿，背倚城墻面枕池”，可知摩訶池池岸的某些位置，與前后蜀皇宮城墻之間的距離很近。

圖3 摩訶池范圍推測示意圖

（四）明蜀王府承運殿的復原考究

古建筑的三維建模數(shù)字化復原主要以考古發(fā)掘、文獻資料為依據(jù)，并參考具有代表性的同時代建筑實例，對其建筑結(jié)構(gòu)、面闊與進深、屋頂及用瓦、梁架結(jié)構(gòu)、建筑構(gòu)件、門窗、鋪石、彩畫等進行考證。

《明史》《明代官式建筑大木作》等為明蜀王府承運殿的復原研究提供了重要的文獻依據(jù)，故宮太和殿、北京智化寺、北京社稷壇、北京太廟、明十三陵長陵祾恩殿，四川平武報恩寺，山東曲阜孔廟等提供了實例參考。《明史》記載“其制，中曰承運殿，十一間，后為圜殿，次曰存心殿，各九間”，又有《圣教入川記》記載“宴設宮內(nèi)正廳，此廳廣闊，有七十二柱分兩行對立”，再有《成都城坊古跡考》記載“修展覽館時，掘得蜀府正殿遺基適在至公堂下，兩端各增長十米，則蜀府宮殿基址長度當在七十米以上”，同時參考故宮太和殿，明蜀王府承運殿數(shù)字化復原采用面闊11間，進深5間，柱高25米，殿身9間副階周匝身內(nèi)分槽的建筑形制。

承運殿采用殿堂式建筑結(jié)構(gòu)，由柱框?qū)?、鋪作層（即斗層）、屋蓋層組成。柱框?qū)佑闪?、柱、枋、檁、椽等搭建而成。殿身立柱72根，為13檁大木作結(jié)構(gòu)。斗參考故宮太和殿和北京智化寺智化殿，上檐為單翹三昂九踩溜金斗平身科、單翹三昂九踩柱頭科、單翹三昂九踩角科斗；下檐為單翹重昂七踩平身科、單翹重昂七踩柱頭科、單翹重昂七踩角科斗。明代以后規(guī)定，廡殿式、歇山式的屋頂形式，只能用于宮殿、帝王陵寢與寺廟殿宇之上，用以顯示封建皇權(quán)的至尊地位，因此承運殿屋頂采用重檐廡殿頂。明代建筑格扇門窗形制等級主要反映在抹頭數(shù)量的多少與格心圖案的樣式。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，明代早期建筑十三陵長陵祾恩殿，明代中期建筑太廟大殿，明代后期建筑故宮保和殿均為五抹格扇。因此，承運殿復原采用五抹頭格扇門，三交六椀菱花。此外，根據(jù)《明史》中對親王府規(guī)制、蜀王府的房屋建置記載，確定其室內(nèi)藻井、殿下臺基和須彌座、用瓦等建置。根據(jù)東華門遺址出土文物的圖文資料確定建筑構(gòu)件望柱、鴟吻、瓦當、套獸（圖4）、滴水、板瓦、筒瓦、垂獸、正脊筒等的樣式及尺寸，最終形成承運殿三維建模圖（圖5）。

圖4 出土套獸及三維模型效果圖

圖5 蜀王府承運殿三維模型圖

二、文化遺產(chǎn)闡釋與展示數(shù)字化技術(shù)應用現(xiàn)狀

“開展文化和旅游領域智能科學、體驗科學技術(shù)研究，研發(fā)人機交互、混合現(xiàn)實等應用技術(shù)，推動智能技術(shù)在文化和旅游領域的創(chuàng)新應用”是“十四五”時期文化和旅游科技創(chuàng)新的新需求。東華門遺址闡釋與展示需借助數(shù)字化復原、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實、墻面投影等數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)。

（一）數(shù)字化復原技術(shù)

數(shù)字化復原技術(shù)主要采用攝影測量法和激光掃描法。前者通過文物不同角度的照片可獲得三維建模的幾何和紋理數(shù)據(jù)。后者通過激光掃描儀對文物的三維點云數(shù)據(jù)進行采集，同時結(jié)合由攝影測量技術(shù)所獲取的文物表面色彩和紋理數(shù)據(jù)，最終生成幾何模型準確、色彩紋理真實的文物三維模型。東華門遺址出土的可移動文物可采用如上兩種方式進行數(shù)字化復原，對于原貌信息缺失的文物，則可通過考古發(fā)現(xiàn)和文獻記載，考究確定其幾何和紋理數(shù)據(jù)，完成數(shù)字化復原。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實統(tǒng)稱為“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”，是數(shù)字化展示中常用的手段，主要通過數(shù)字化復原文物本體及場景，直接或?qū)⑵浏B加到遺址上呈現(xiàn)給公眾，提供遺址虛擬漫游、文物動態(tài)呈現(xiàn)、歷史場景重現(xiàn)、混合現(xiàn)實智慧導覽等沉浸式互動體驗。

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）是一種通過計算機仿真技術(shù)實現(xiàn)人在虛擬環(huán)境中達到逼真現(xiàn)實體驗的手段[6]。它有沉浸感、交互性、想象性三個特征，與之對應，VR顯示、VR交互技術(shù)是虛擬現(xiàn)實的研究重點和挑戰(zhàn)。VR交互包括觸覺交互、語音交互、手勢交互、眼球跟蹤交互以及傳感器交互等，通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺，手勢捕捉、關注點捕捉等多感官的參與來實現(xiàn)虛擬體驗互動?，F(xiàn)階段VR在文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示應用中還主要是以VR眼鏡為媒介的視覺環(huán)境營造為主[7]。增強現(xiàn)實（Augmented Reality）是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的一個分支，它將計算機生成的虛擬信息有機、實時、動態(tài)地疊加在真實世界，從而增強用戶對現(xiàn)實世界的感知和理解[8]。因此，與VR相比，注冊（虛實對準），尤其是戶外AR系統(tǒng)的跟蹤與定位是研究難點?；旌犀F(xiàn)實（Mixed Reality）可以被視為AR的增強版。與VR和AR相比，MR具有更好的移動性、實時反饋的交互性、虛實融合的沉浸感等優(yōu)勢，是現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展的方向。

數(shù)字敦煌、故宮虛擬博物館、數(shù)字圓明園項目、基于全息投影的“洛陽天堂遺址”AR展，以及希臘Archeoguide項目等，是現(xiàn)實技術(shù)在文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示中的早期應用案例[9]。近年來，結(jié)合空間定位技術(shù)的AR/MR導覽系統(tǒng)成為現(xiàn)實技術(shù)在文化遺產(chǎn)中的應用熱點，國外案例包括：加拿大皇家泰勒恐龍博物館利用Hololens構(gòu)建的虛擬博物館、巴黎國家自然歷史博物館推出名為“在增強現(xiàn)實中重溫已滅絕動物”的AR展、紐約時代廣場《Unmoored》MR作品：大型雕塑《Wake》AR展、虛擬博物館“軍械庫展覽”、Hololens應用恢復阿霍蒙特四世半身像文物色彩等。

MR在國內(nèi)文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示領域的應用較少，以良渚博物院2020年國慶期間的MR導覽展示、上海博物館MR智慧導覽系統(tǒng)為代表。

筆者搜集了文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示中的AR/MR應用案例，整理了AR/MR眼鏡產(chǎn)品參數(shù)（見表1）。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示上應用已經(jīng)具備一定的理論和實踐基礎。

表1 國內(nèi)外AR/MR眼鏡產(chǎn)品及其文化遺產(chǎn)展示應用案例（數(shù)據(jù)來自相關官網(wǎng)）

三、東華門遺址數(shù)字化闡釋與展示構(gòu)想

東華門遺址出土重要文物上萬件，但可供觀賞的文物數(shù)量有限；遺址地表多被現(xiàn)代大型建筑疊壓，部分遺跡未能揭露完全，已揭露的部分遺跡保存不佳；遺址時間跨度大，遺址地層存在疊加打破現(xiàn)象，為公眾理解東華門遺址的歷史文化內(nèi)涵增加了難度?；诳脊懦晒v史文獻考究，才能準確地闡釋與展示東華門遺址的文化內(nèi)涵。結(jié)合展示主題和展現(xiàn)形式設計，構(gòu)建一個易于公眾理解的東華門遺址闡釋和展示途徑，提高公眾文化遺產(chǎn)保護意識和參觀體驗。

（一）展示主題選擇

以時間為敘事線索，從秦漢、隋唐、五代、宋元、明、清至現(xiàn)代，向公眾完整地呈現(xiàn)東華門遺址所承載的不同歷史時期的面貌，詮釋并傳達物質(zhì)與非物質(zhì)文化遺產(chǎn)價值的多樣性和關聯(lián)性，為觀眾構(gòu)建一個清晰明了的展示框架。同時，在豐富的遺產(chǎn)價值內(nèi)涵中，選取東華門遺址鼎盛時期的人文及自然風光，以唐五代摩訶池園林及詩歌文化、明蜀王府建筑群的闡釋與展示為重點，讓公眾了解并感受唐五代時期東華門遺址的人文昌盛，以及明蜀王府建筑的壯麗威儀。

（二）展示形式設計

以導覽視頻為序篇，帶觀眾穿行于2000年的東華門遺址歷史場景，為后續(xù)體驗做好鋪墊。以時間軸推演的敘事方式為公眾構(gòu)建一個完整清晰的遺址展示框架，以虛擬漫游、詩詞互動、MR導覽、AR書簽卡等多種數(shù)字化展現(xiàn)形式，吸引公眾了解不同時期的蜀都歷史風貌，幫助公眾理解復雜的遺址價值信息，探索智能技術(shù)在文化領域創(chuàng)新應用新場景。

1.導覽視頻——穿越2000年

作為東華門遺址數(shù)字化展示的序篇，導覽視頻描繪了從秦漢至明清時期的成都城市格局與這一區(qū)域的重點歷史場景，并以分屏的方式與現(xiàn)代東華門遺址區(qū)域進行時空對比，通過該區(qū)域的歷史穿梭與發(fā)展，為后續(xù)數(shù)字化展示做好情景渲染（圖6）。

圖6 導覽視頻示意圖

2.時間軸推演——2000年城市中心

以時間為敘事線索，向公眾完整地呈現(xiàn)東華門遺址所承載的不同歷史時期的面貌。通過展示秦漢至明清時期成都城的城市版圖，說明東華門遺址是成都兩千年未變的城市中心，理解成都兩千年城址未變、城名未改、中心未移的文化內(nèi)核，提高公眾對其重要性的認識和理解（圖7）。

圖7 時間軸推演示意圖

3.摩訶池場景復原與互動體驗——摩訶池園林風光和詩詞文化

通過數(shù)字化復原摩訶池中古建筑和歷史場景，以文人墨客留下的詩句為線索，采用虛擬現(xiàn)實、三維建模、觸屏互動等技術(shù)，以詩詞互動的方式吸引公眾深入了解唐五代時期人文昌盛的蜀都歷史風貌，并在解說和展示過程中注重闡釋內(nèi)容的包容性（圖8）。

圖8 摩訶池詩詞互動場景示意圖

4.明蜀王府虛擬漫游與MR導覽——明蜀王府建筑群壯麗威儀

對明蜀王府內(nèi)的范圍與布局、宮殿建筑、宮殿場景進行高精度三維建模，全面呈現(xiàn)明蜀王府的格局規(guī)制。通過在展廳中搭建“墻面投影+觸摸屏互動”的方式營造較好的沉浸式體驗氛圍，公眾在虛擬三維全景中進行游覽互動，增強游客體驗感。

自動導覽模式，結(jié)合三維場景向公眾講述明朝時期蜀王府的相關歷史背景、建筑特征、建筑布局等內(nèi)容。自由互動模式，公眾可轉(zhuǎn)動視角，虛擬游覽蜀王府整個全景，并通過地圖或直接進入一些重要宮殿建筑場景中，進行互動體驗?；佑螒蛉纭翱脊虐l(fā)掘”“大木作營造”等，結(jié)合Leap Motion體感、VR眼鏡等設備提供精細化操作，通過模擬考古和大木作動態(tài)展示，闡述考古發(fā)掘過程及明代古建筑的營造細節(jié)。遺址公園開放后，借助MR技術(shù)和設備，可實現(xiàn)全景區(qū)MR導航導覽、歷史情境再現(xiàn)、文物動態(tài)呈現(xiàn)、虛擬智慧導游講解、全息影像互動等功能，游客可以跟隨虛擬導游游覽東華門遺址公園，讓游客身臨其境，沉浸暢游，體驗感提升（圖9、10）。

圖9 蜀王府展廳VR互動展示系統(tǒng)搭建示意圖

圖10 蜀王府展廳VR互動展示示意圖

5.增強現(xiàn)實書簽卡展示

選取最能代表成都文化的內(nèi)容元素為闡釋主題，如“花”“藥材”“文物”“動物”“建筑”等，設計制作不同系列的AR書簽卡，將古代成都歷史、現(xiàn)代生活美學和先進科技體驗相結(jié)合，探索智能技術(shù)在文化領域創(chuàng)新應用新場景。通過掃描書簽卡上圖形碼，即可觀看書簽卡上增強顯示的三維模型的微動畫，手動旋轉(zhuǎn)書簽卡，通過實時追蹤，虛擬三維模型可隨之旋轉(zhuǎn)顯示。通過先進的科技體驗手段，向公眾闡釋遺址背后蘊藏的成都歷史文化內(nèi)涵（圖11）。

圖11 牡丹、鴟吻書簽卡及小程序AR展示

四、結(jié)語

文化遺產(chǎn)的闡釋和展示能夠為公眾提供教育和終身學習的資源，增進人們對文化及遺產(chǎn)的認識和理解，促進文化間的包容與對話。東華門遺址見證了天府歷史人文盛境，是成都邁向世界文化名城的有力支撐，面向國際的城市會客廳。隨著東華門考古遺址公園建設的推進，本文嘗試提出基于數(shù)字化復原、虛擬現(xiàn)實、混合現(xiàn)實等先進技術(shù)的文化遺產(chǎn)闡釋與展示構(gòu)想，幫助公眾理解東華門遺址豐富多元的價值內(nèi)涵，提高公眾文化遺產(chǎn)保護意識和參觀體驗，探索智能技術(shù)在文化領域創(chuàng)新應用新場景，以期對遺址公園建設有一定的借鑒意義。