一條“線”的數(shù)字化生長
在北京,有一條貫穿南北的中軸線——北端,鐘鼓樓南北縱置,晨鐘暮鼓鏤刻出古人的時間秩序;南端,永定門巍峨聳立,寄托著“國泰民安、永遠安定”的美好愿望。
這條肇始于元代,全長7.8公里的中軸線,是全世界現(xiàn)存最為完整的傳統(tǒng)都城中軸線。它串聯(lián)起3處世界文化遺產(chǎn)、11處全國重點文物保護單位、2處北京市級文物保護單位、2處普查登記在冊文物、1處歷史建筑以及6處歷史名園。2012年,北京中軸線被列入《中國世界文化遺產(chǎn)預(yù)備名單》。
北京中軸線申遺,目的并不僅僅在于增加一處世界文化遺產(chǎn),而是以此帶動北京歷史文化名城的保護。在科技發(fā)展日新月異的當下,借助數(shù)字技術(shù)等手段,古老的中軸線得到更好保護和傳承,綻放奪目光彩。
復(fù) 刻
詳細采集、測量和記錄信息,建立精細檔案
【場景】
夜色漸深的永定門前,一輛搭載著激光建模測量系統(tǒng)的車輛緩緩駛過,中軸線道路以及周邊建筑的信息被詳細采集、測量和記錄了下來;清晨的第一縷陽光剛剛灑下,先農(nóng)壇太歲殿前,測繪工程師們已架設(shè)好各種設(shè)備,開始對每一處細節(jié)進行數(shù)據(jù)采集和刻畫……
全站儀、車載掃描儀、站式掃描儀、推車式掃描儀、背包式掃描儀、手持掃描儀……各種設(shè)備輪番上陣,測繪人員夜以繼日,首次實現(xiàn)了天安門地區(qū)數(shù)十萬個部(構(gòu))件的精細化數(shù)據(jù)采集。
由南向北凌空飛躍中軸線,飽覽文物建筑的古樸滄桑、感受古都北京的四季更替、重返工匠營城的歷史現(xiàn)場……在“奮進新時代”主題成就展上,數(shù)字中軸線互動展覽引人關(guān)注。
“中軸線的最大特色在于前后起伏、左右對稱的空間格局。實地探訪時,在任何一個遺產(chǎn)點都無法一覽全局。而數(shù)字產(chǎn)品則可以突破時空界限,讓大家體會到中軸線的獨特神韻?!闭褂[制作團隊負責人之一、北京市測繪設(shè)計研究院(以下簡稱“北京市測繪院”)大數(shù)據(jù)中心主任陶迎春說。
要展示一條真實的數(shù)字中軸線,離不開數(shù)字測繪與數(shù)字三維建模技術(shù)?!皯?yīng)用超精細數(shù)字三維建模技術(shù),首次對有古都脊梁之稱的中軸線進行精準復(fù)刻,建成了一條數(shù)字孿生中軸線?!北本┦袦y繪院黨委書記劉虹介紹,2020年,北京市測繪院組織了一支近200人的技術(shù)團隊,對中軸線各類遺產(chǎn)要素進行了超精細化的測繪和三維建模。
測繪從天安門開始?!疤彀查T廣場游客多,周邊道路車流量大,要在不影響交通運行的情況下,快速采集高精度數(shù)據(jù),挑戰(zhàn)巨大?!碧沼航榻B,團隊與中國工程院院士劉先林團隊共同研發(fā)了車載超高分辨率影像采集系統(tǒng),將相機曝光速度從1秒/張?zhí)岣叩?.3秒/張,掃描車車速從20公里/小時提高到55公里/小時,解決了掃描車按照正常車速行駛對城市道路的高精度數(shù)據(jù)采集難題。
難度不止于此。天安門廣場上20多萬塊花崗巖地磚的數(shù)據(jù)采集更難?!皼]有兩塊完全相同的地磚,紋路、形狀、磨損程度都有差異?!碧沼禾寡裕瑥V場上游客來來往往,用傳統(tǒng)的車載掃描設(shè)備,圖像上顯示的大多是游客的匆匆腳步。最終,在車載對地掃描系統(tǒng)的幫助下,鏡頭得以清晰獲取垂直地面的地磚數(shù)據(jù)。而基于深度學(xué)習(xí)的方法,異形地磚自動編碼得以實現(xiàn),每一塊地磚都有了專屬的身份ID。
采集了中軸線遺產(chǎn)區(qū)范圍內(nèi)主要道路、天安門廣場及周邊區(qū)域、永定門、鐘鼓樓、先農(nóng)壇等的數(shù)據(jù),積累了超1TB(太字節(jié))的資料……目前,數(shù)字孿生中軸線一期任務(wù)已完成,最終形成的數(shù)字孿生中軸線成果,為中軸線遺產(chǎn)要素的監(jiān)測和管理、保護與利用提供了一套完整的空間數(shù)據(jù)底板。
“從紙質(zhì)地圖到數(shù)字地圖、實景三維產(chǎn)品,我們對中軸線的測繪越來越精細。通過現(xiàn)代技術(shù),把歷史圖像與現(xiàn)實圖像疊加,我們能切實感受到中軸線一直在‘生長’?!碧沼罕硎?。
留 韻
古建修繕應(yīng)用智能技術(shù),展現(xiàn)歷史原貌
【場景】
遮光簾落下,燈光漸暗,鼓樓一層中心券洞變身沉浸式劇場,游客在光影變化中感受著北京中軸線的時光變遷。
這是以“時間的故事”為主題的一場數(shù)字沉浸展覽。沉浸光影秀利用投影畸變矯正技術(shù)和空間定點聲場,將音樂、鼓聲、繽紛的影像與宏偉的建筑空間相結(jié)合,盡顯鼓樓的建筑結(jié)構(gòu)之美,展示文物古跡的全新面貌。
展覽中,“聲音”引發(fā)了許多觀眾的興趣。將耳朵貼近安裝在墻上的喇叭形聽筒,按下按鈕,便能聽到各種曾經(jīng)回蕩在鐘鼓樓附近的老北京叫賣聲;在“四九城里聽鐘聲”展品裝置前,戴上耳機,輕觸互動屏,便可選擇神武門、午門、正陽門、永定門等任意一座城門上聽到的鐘聲,感受古時“都城內(nèi)外十有余里,莫不聳聽”的盛況?!氨本╃姽臉堑臍v史就是北京城市歷史的剪影,為城市居民留下溫暖親切的記憶。”中軸線展陳體系編制團隊負責人、北京清城睿現(xiàn)數(shù)字科技研究院院長賀艷說,策展團隊搜集了300余張鐘鼓樓不同時期的老照片,各種與中軸線歷史相關(guān)的聲音,旨在還原老北京的珍貴記憶。
鼓樓券洞曾一度被用于開設(shè)旅游商店,騰退修繕之后,這座元明清時期報時設(shè)施的歷史原貌得以展現(xiàn)。不僅是鼓樓,漫步中軸線上,一處處經(jīng)過精心修繕的文物建筑重新亮相,莊重大氣的老城風貌韻味十足。
一路向南。正陽門箭樓內(nèi),施工人員正緊鑼密鼓地進行消防、電力等配套設(shè)施的提升,為開放做準備。2020年10月,箭樓啟動修繕,每一處都堅持原材料、原形制、原工藝,最大限度保留歷史信息。
“我們首次在古建修繕中應(yīng)用智能建造技術(shù)?!北本┙üち瘓F古建分公司負責人李萬博介紹,利用建筑信息模型、三維掃描、全景影像成像等技術(shù),施工人員可以做好預(yù)案,制定更科學(xué)的文物修繕方案。“比如建筑局部有一個空鼓,單憑肉眼很難判斷病因。通過掃描相當于給它做了一個CT,我們對文物的‘健康狀況’一目了然,可以對殘損部分精準實施‘微創(chuàng)手術(shù)’,實現(xiàn)對古建的最小干預(yù)?!笔┕と藛T還對修繕全過程進行數(shù)字記錄,留下了完整的數(shù)字檔案,“為日后文物建筑的病害監(jiān)測、修繕提供依據(jù),有助于開展預(yù)防性保護。”李萬博說。
值得一提的是,在箭樓修繕過程中,北京雨燕得到了精心呵護。北京雨燕每年從非洲飛抵北京筑巢繁殖,正陽門城樓是它的主要聚集地之一?!肮沤ㄖ枪虘B(tài)的文化遺產(chǎn),雨燕是活態(tài)的‘文化遺產(chǎn)’,兩者都要保護。我們等雨燕飛走之后再搭腳手架,盡量減少對它的侵擾?!北本┲休S線遺產(chǎn)保護中心主任關(guān)戰(zhàn)修說。
雨燕環(huán)繞正陽門城樓追逐競飛的場景,已持續(xù)了600余年。如今的雨燕已成為中軸線申遺的首個數(shù)字形象,在北京中軸線官網(wǎng)、“云上中軸”小程序等數(shù)字產(chǎn)品中都有它輕盈的身影。
重 現(xiàn)
物理空間疊加數(shù)字內(nèi)容,交織歷史現(xiàn)實
【場景】
鐘鼓樓向南約500米,玉河上臥著一座單拱石橋,兩側(cè)堤岸雕有精美的鎮(zhèn)水獸。這里便是北京中軸線與京杭大運河的交匯點,建于元代的萬寧橋。
“跟我來!”站在萬寧橋上,打開手機APP,萌趣討喜的鎮(zhèn)水小神獸“水靈龍”躍然而出,帶領(lǐng)游人走進熱鬧市集,欣賞風箏制作技法,了解京式旗袍的制作工藝,體驗澄清上閘開閘治水……感受歷史與現(xiàn)實的交織,猶如穿越時空。
這是北京市西城區(qū)文旅局牽頭打造的“萬象中軸”數(shù)字文化體驗項目,依托北京河圖公司的大規(guī)模3D地圖構(gòu)建、高精度空間計算等技術(shù),通過線下真實的物理空間疊加虛擬數(shù)字內(nèi)容,對中軸線歷史場景和消失的文物建筑進行數(shù)字重現(xiàn),給公眾帶來沉浸式的增強現(xiàn)實在地體驗?!拔覀儾邉澊蛟炝绥姽臉乔?、什剎前海、萬寧古橋、澄清上閘等7個打卡點位,包括社會廣泛關(guān)注的地安門,以數(shù)字重現(xiàn)的方式讓遺址原址再現(xiàn)新活力。今后將進一步豐富交互功能,讓公眾盡享古今交融、虛實交互的獨特數(shù)字文化體驗,打造首條數(shù)字中軸文化探訪精品線路?!蔽鞒菂^(qū)文旅局局長靳真介紹。
“北京中軸線體現(xiàn)了中正和合、天人合一、禮樂交融等理念,是講好中國故事的重要素材?!北本┦形奈锞志珠L、北京中軸線申遺保護工作辦公室主任陳名杰表示,“我們要運用數(shù)字技術(shù)等多種手段,化古老為時尚、化厚重為靈巧,闡釋好中軸線的價值,把這份獨一無二的文化遺產(chǎn)保護好、傳承好、利用好?!?/p>
2021年12月29日,北京市文物局和騰訊聯(lián)合啟動“數(shù)字中軸”項目,同日上線“云上中軸”小程序,讓人們在領(lǐng)略中軸線壯麗美景的同時,參與助力中軸線申遺。僅僅5個小時,就有50多萬名用戶參加創(chuàng)意互動。截至目前累計訪問用戶數(shù)超400萬次,線上注冊用戶達60余萬人次。
運用游戲引擎、物理仿真、區(qū)塊鏈、知識圖譜等技術(shù),“數(shù)字中軸”項目先后推出“了不起的中軸線 我們一起來守護”互動小游戲、中軸聲音郵筒、“我和北京中軸線合個影”H5小游戲、4D“時空艙”等多個數(shù)字產(chǎn)品。騰訊可持續(xù)社會價值事業(yè)部數(shù)字文化實驗室主任舒展說:“我們要打造一個全真的‘數(shù)字中軸’,讓公眾沉浸式體驗中軸線的恢弘氣勢和歷史變遷,同時推動中軸線文化遺產(chǎn)的創(chuàng)新活化,實現(xiàn)文化遺產(chǎn)保護的可持續(xù)發(fā)展。”
以“時空艙”為例,為了讓“艙”內(nèi)景觀栩栩如生,項目組不僅查閱了大量文獻資料,還派出30多人的團隊到街頭走訪拍攝,同時利用算法生成市井建筑、植被景觀等圖像。“產(chǎn)品表達很有創(chuàng)意,而且內(nèi)容很嚴謹,處處有依據(jù)。”看過“數(shù)字中軸”產(chǎn)品,陶迎春說,“比如‘時空艙’產(chǎn)品中,各遺產(chǎn)點的空間位置就參考了精準的實景三維成果?!?/p>
在2022北京中軸線文化遺產(chǎn)傳承與創(chuàng)新大賽上,主題演講環(huán)節(jié)中,從3歲半的兒童到86歲的老人,都熱切講述他們與中軸線的故事。數(shù)字世界里的中軸線既傳統(tǒng)又現(xiàn)代,正贏得越來越多人的喜愛。
一條中軸線,見證了750余年的滄桑巨變,在“虛實相生”中走向生機勃勃的未來……
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