VR全息文物修复

包为跃　张弘

摘 要：VR全息文物修复课题的研究是在新媒体技术兴起、VR技术的应用愈加广泛和文物修复发展遭遇瓶颈的背景下提出的。其目标是利用VR全息技术帮助文物修复行业解决显示遭遇的困难，希望通过文物修复领域的传播能力使VR全息技术得到更广泛的应用，达到双赢的目标。VR全息文物修复课题的研究的意义在于它将两个学科结合起来，进行了跨学科领域的合作，利用新的科技手段帮助传统的技术手法，既为文物修复行业的发展提供了新思路，也为新媒体技术的应用提供了新平台。

关键词：VR；全息技术；文物修复

1 VR全息文物修复

1.1 新科技背景下的产物

VR全息文物修复课题的研究是在新媒体技术兴起、VR技术的应用愈加广泛和文物修复发展遭遇瓶颈的背景下提出的。

VR技术又称虚拟现实技术，综合了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术等多种科学技术。它在多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的体验，具有与环境交互作用的能力，并有助于启发用户对环境的思索。虚拟技术的核心是建模与仿真。VR技术作为一项尖端科技，是一门年轻的科学，其所营造出的沉浸式体验势必成为未来各信息领域的发展趋势。全息技术作为VR技术中重要的一部分，它的优点在于能够呈现出真实、立体的虚拟图像，达到以假乱真的效果。

全息显示技术通过光的折射和反射原理，使影像物体显示在空气中，显示在全息结构的空间中，观众可以不配戴任何3D眼镜就可以看到立体的画面效果，加上幻影幻真的动态影像，虚实结合带给观众强烈的视觉刺激和感受。全息技术为虚拟现实中的手段之一，而全息成像是基于全息科技的成像技术，将物体的全息影像投射到透明介质上，产生3D立体观感，提升视觉效果。全息成像系统也称虚拟成像，是基于“实景造型”和“幻影”的光学成像结合，将所拍摄的影像投射到布景箱中的主体模型景观中，演示故事的发展过程。由立体模型场景、造型灯光系统、光学成像系统、影视播放系统、计算机多媒体系统、音响系统及控制系统组成，可以逼真展示大的场景或大型产品。

近年来，全息技术越来越广泛应用于社会的多个行业或领域，并逐渐走进公众的视野。全息技术的发展和兴起同时成了VR全息文物修复课题完成的技术保障。

1.2 文物修复的行业困境

在VR技术发展得如火如荼的同时，文物修复行业的发展却处于停滞状态。

文物的修复与复制是一项技术性很强的工作，文物的类别不同，它的修复方法也不同。修复人员要掌握各方面的知识，结合科学的保护措施灵活运用修复方法。文物修复工作有两个方面的内容：一是清除文物上的一切附着物，二是修补文物的残缺部分，其目的是恢复它的本来面目。而在这两项内容的操作过程中没有任何一个专业人员能够做到对文物的零破坏。文物保护修复的复杂性也导致了文物修复行业现在的行业现状：

第一，历史文化遗产及其周边环境遭受建设性大破坏。第二，紧缺专业修复人员。库房深藏大量残破文物和极度稀缺专业修复人员之间形成的“不对称”由来已久，近年随着媒体的报道更成为文化遗产保护中一个著名的“矛盾”，以现有的人员规模，要修复全部受损文物需要上千年。第三，传统文物修复人才流失严重。第四，因为传统文物修复是一个耗时而回报很低的工种——修一件文物长则几年，短则数月，却看不到明显的经济回报，这也导致就业人员的数量逐年降低。第五，由于文物所处年代的特殊性，现代材料无法与之契合，盲目修补等于对文物的二次破坏。第六，文物受损严重或体积较大（古建筑遗址）不易修复。

我国文物保护修复领域遭遇困难与瓶颈，是VR全息文物修复诞生的起因。

1.3 VR全息文物修复的诞生

在VR技术在国内大快步发展和文物保护修复行业遭遇困难的两大背景前提下，VR全息文物修复应运而生。VR全息文物修复课题的研究将VR全息技术引进文物修复技术，这一课题的实现将帮助文物修复行业解决大部分的行业难题。

2 VR全息文物修复的创新点

它具有以下几个创新价值：第一，对文物零破坏。利用VR全息技术可以在完全不破坏文物原有形态的基础上，通过电脑模拟复原文物达到修复的目的。第二，可复制性。实体文物的不可复制性为参观带来局限，而通过VR全息技术修复的文物可以大批量复制，打破地域性局限满足更多研究及观赏需求。第三，全新的观看模式。VR全息技术提供了全新的观看模式，虚拟仿真文物不但可以“360度”观看，还能同步展示文物所处时代、历史典故等的各项信息，使参观者更直观全面地了解文物。第四，节约成本。VR技术人员与文物修复师的合作大大提高了文物修复的效率，缩短了人员及时间成本。第五，指导作用。VR全息文物修复能够提供全方位的立体展示，它的加入满足了文物展览展示需求的同时为文物修复提供了前期的指导性作用，也为高校文物修复的教学课程和研究提供了非常重要的辅助作用，提供新的教学方式和方法。

3 VR全息文物修复课题主要内容

主要是专业VR技术人员在文物修复专业人员的指导合作下利用计算机图形技术虚拟合成修复文物，再通过全息技术达到立体的呈现展示。具体分以下几方面内容：

3.1 VR全息文物修复系统的建立

（1）文物数据库。数据库的建立对于VR全息文物修复的完成起到了奠基性的作用。首先收集大量的文物资料。包括年代信息，材质信息，造型信息等。

（2）文物扫描系统。文物扫描系统是将实体待修复文物纳入虚拟修复系统的桥梁。利用文物扫描系统将所修复文物进行“360度”扫描至计算机中。

（3）文物虚拟构建。将扫描结果利用计算机图形技术对文物进行虚拟复原。计算机图形技术对扫描好的文物进行材质、颜色、形状等方面的数据进行分析和比对，然后进行虚拟复原。

3.2 VR全息文物展示柜

VR全息文物展示柜是利用VR全息技术即虚拟成像技术制成的，可完成“360度”的全息裸眼3D效果，对文物进行全方位的展示。

4 VR全息文物修复的意义

VR全息文物修复的研究意义在于，从一方面来讲，其有利于文物保护与修复行业的发展，从另一方面来说，它为VR行业乃至整个新媒体技术行业的发展提供了新的平台。其最具特色的意义在于它将两个学科结合起来，进行了跨学科的领域合作，利用新的科技手段帮助传统的技术手法。随着科技的不断进步和发展，未来VR全息文物修复系统的研究也将持续得到改进与完善。这项课题将成为一项持续性的研究，为人们的精神文明建设添砖加瓦，其任重道远。