新媒体技术在文化遗产保护的应用研究

摘 要：我国文化遗产蕴含着中华民族特有的民族智慧，对文化遗产传承的保护使得我们的传统文化得以延续。如今各种新媒体交互方式伴随着科技的发展不断涌现，其中增强虚拟现实技术的应用在很多领域中并且起到了重要的作用，且其作为新媒体技术中的一种在文化遗产保护中也带来了新鲜的血液。本文结合实例，阐述了新媒体技术手段对文化遗产保护的优势，利用新媒体技术的力量，可以极大地拓展和加强文博展馆文物的展览展示范围，并具有更好地传播力与影响力，为我国的文化遗产保护事业扩大影响力。

关键词：文物遗产保护；新媒体技术；增强虚拟现实

1 我国文化遗产保护的现状

常见的文物保护主要以展陈展示、文物修复和复原为主。在一般的展馆中面对游客的往往是现代的复制品，这样的展示方式，复制品很难准确复原出文物的神韵，也是为了保护珍贵文物的无奈之举。但即便是复制品，游客也是无法近距离接触的，这不仅让游客与文物之间形成了天然的沟壑，也影响了开展文物保护的教育。那么，该用何种方式让文物的展示更贴近游客，同时还可以更精确的重现文物的形象、美感和文化精髓呢？

2 新媒体技术的优点与技术解析

众所周知，现在是一个信息高速发展的时代，人人都可以拥有接入互联网的信息终端，手机已经作为生活的重要组成部分，影响了我们的生活和行为。在新媒体技术中，增强虚拟技术算是比较新的一种图像技术，它的出现为文物的展览展示带来了新的机会和可能。

增强虚拟现实是利用带有图形计算功能的电子摄像设备，将虚拟的二/三维物体投影到真实环境图像中的全新技术。它将真实世界与虚拟空间的界限打破，让虚拟的图形和物体可以叠加在我们双眼可见的真实环境中，从而带来全新的视觉体验。增强虚拟现实技术所带来的视觉冲击力是传统的效果图、复原模型、和影片动画等手段无法比拟的，而基于移动电子设备和互联网的特性，又让该技术拥有更大的用户群和更快的传播速度。我们可以利用该技术为文物提供数字化、网络化、移动化的服务，使更多脆弱、珍贵、不便展示的古文物，用数字化的方式来到我们眼前。

增强虚拟现实技术是靠图像的一些图形特征识别来建立识别的依据，在获取被拍摄物体的信息图形数据后，再将三维或者二维的图形叠加在实拍的图像之上，从而实现虚实结合的视觉效果。这样说也许有些复杂，用我们熟知的“二维码”举例，增强虚拟现实技术就是用摄像头去拍摄或扫描基于文物或图形的复杂“二维码”，再将我们设定好需要呈现的图形信息叠加在拍摄的画面上。但增强虚拟现实技术的门槛并不低，就拿这个“二维码”来说，同时要扫描和分析图像的明暗、轮廓、对焦的深度、物体和图像的反射和高光对于拍摄的影响，这一切都要在摄像头对准文物的一瞬间完成！其难度是可想而知的。除了图像识别这一难点，还有非常重要的文物复原、复建。常见的文物复原是雕塑和绘画的过程，工匠和艺术家对文物形态的理解千差万别，手工测量和制作出的文物磨具翻制出的文物复原品，充满了不确定的因素，让文物的复原和复建成了一个艺术化加工的再过程。而且，文物本体上历史带来的锈蚀、风化、污痕、伤疤是手工难以精确复制的，这些历史的“年代感”在复原品上是无法体现的，也就给游客带来了做旧如新的隔阂感受。而数字化的手段，就不会有这样的问题，通过精确的三维扫描，我们可以将文物的每一寸肌理、每一寸“皮肤”，以数字化模型和贴图的方式精确的重建，再通过三维软件的修饰，配合数据化的专业软件可以让珍贵的文物完整无缺的复制到计算机当中。这些数字化的工具、流程和技巧，是手工制作无法模仿和复制的。

3 文物的数字化复建

在具体的案例中，常见的方式是使用多个专业软件来完成整套的文物数字化复建，不同的公司会有针对公司项目流程的细微调整，本文中列举的流程仅代表较为常规的增强虚拟现实项目制作。

首先，将文物由工作人员移至较为安全的拍摄场所，利用高精度的单反相机，多角度的拍摄下文物的各个角度，充分保证拍摄的细节到位，同时要留意拍摄环境的灯光和环境不要对文物造成伤害。在拍摄结束后将整理的数字图像文件导入Agisoft PhotoScan软件中生成基于图像点云的三维模型，并根据图像信息生成真实的三维贴图备用。

此时软件生成的三维模型体量巨大，而且会存在许多无效的数据信息，下一步需要利用三维软件对原始的模型数据进行修改和精简，并结合二维软件修饰和补充贴图中损失的图像信息。可利用Autodesk公司的三维平台软件如Maya或者3Dmax，对原始的三维模型进行删减，去除模型表面及外侧多余或不规则物体，使模型尽可能符合文物的本来面貌。在二维软件中，如Adobe Photoshop中对生成的原始贴图信息进行修饰，尽可能平衡和处理光影效果，修正色差及质感问题，使贴图的表现与文物的肌理保持一致。一切整理修饰到位后，可以在三维软件中对文物的数字化模型进行渲染测试，多角度观察发现并尽量解决问题。

4 增强虚拟现实技术制作过程

在三维软件中测试无误后，该模型就可以结束数字化重建的过程，进入增强虚拟现实制作的过程了。

目前较为主流的增强虚拟现实制作平台为Unity3D，该软件主要用于游戏的开发及制作，随着高通等公司在增强虚拟现实技术领域的投入，围绕该软件已经有数款增强虚拟现实的开发插件可供使用。本文所示的文物复建案例就是利用Unity3D结合高通插件所完成的。增强虚拟现实的前期图像识别是基于高通官方的云计算平台实现的，首先把需要匹配的图像内容上传至云计算平台，通过计算生成用于Unity3D所需的package文件，该文件包含了匹配图像的识别信息。将package文件和之前生成的文物数字化三维模型一起导入Unity3D中，进行增强虚拟现实的编辑合成，通过ARcamera拾取到符合的识别图像，并将三维模型链接到该识别图像上。最终通过Unity3D输出用于移动端的App程序，上传至网络或软件市场后，就可以为用户所下载使用了。（图1）

5 结束语

通过增强虚拟现实技术对文物的数字化复建，不仅可以让文物不受损坏且精确的复原到我们面前，让高高在上的文物走出博物馆和展览柜来到我们的生活中，还可以让更多的人了解、熟悉、传播文物知识，让文物的保护不再是少数人的事情，进一步促进我国文物保护意识的提高。希望在不久的将来，基于新媒体技术的文物数字化复建可以更加普及、更加大众化，让新技术更好地服务于我们的生活。

作者简介：张帆（1984—），女，山西太原人，硕士，内蒙古师范大学国际现代设计艺术学院讲师，研究方向：新媒体，互动，动画，儿童教育。