元宇宙历史文化街区构建研究——以福州三坊七巷为例

刘 仁

数字经济作为未来社会经济发展的重要组成部分，在世界范围内受到广泛关注和重视。目前，数字经济中最受关注的元宇宙产业，被广泛认为是下一代互联网Web 3.0 的主要形态。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》中已明确，将以“虚拟现实和增强现实”为核心表现的元宇宙相关产业列为未来五年数字经济重点产业，并提出以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革，催生新产业、新业态、新模式。

历史文化街区是城市发展历程的见证，其中众多的古建筑和文物是传统文化的重要承载，也兼具美学欣赏的意义[1]。习近平同志曾在《〈福州古厝〉序》中指出保护好古建筑、保护好文物，就是保存了城市的历史和文脉。元宇宙具备虚拟现实和增强现实等多种沉浸式体验方式，可以为历史文化街区的文化传承和保护工作提供新的支撑。

1 元宇宙历史文化街区的内涵

1.1 元宇宙的定义及主要特性

根据2022 年9 月全国科学技术名词审定委员会的定义，元宇宙是人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的虚拟世界。其中，“现实世界映射”意指现实世界的“数字孪生体”，主要表现形式为虚拟现实（Virtual Reality，VR）；“超越现实世界”意指基于现实世界基础上的扩展和增强，主要表现形式为增强现实（Augmented Reality，AR）。从元宇宙的定义可以看出，其主要包含数字化的空间、高度的沉浸感、虚实关联和社交属性4大主要特点。

目前，对元宇宙的认识和应用还在不断深化，根据不同行业的需求，元宇宙还被赋予了经济属性、资产性、无限扩张、全时在线以及超低时延等特点。随着技术和社会的不断发展，元宇宙的内涵也将更加丰富。

1.2 元宇宙在历史文化街区保护传承中的作用

历史文化街区保护工作的核心是保护和传承，既要保护有价值的建筑和构筑物、街道和街道肌理、水系、古树名木等物质要素，也要保护传承街区功能、人口构成和社区结构、传统文化和非物质文化遗产等非物质要素。很多城市的文化内核和旅游名片都是围绕历史文化街区进行打造，以便更好地向市民和游客展示城市的历史底蕴和文化内涵。受限于场地、成本、人力等诸多因素，在现实世界中表达这些传承内容，普遍存在难度高、成本高、可持续性差以及可复用性差等难题。元宇宙的出现，为解决这些困难提供了新的选择。

2 三坊七巷街区元宇宙的构建

2.1 构建目标

三坊七巷是我国十大历史文化名街之一，是福建省福州市的历史之源、文化之根，已经成为福州旅游的主要名片和福建省内最热门的旅游景点之一[2-3]。在保护和传承的同时，将三坊七巷景区打造成精品数字文旅示范样板，通过5G+元宇宙+文旅增加交互，以趣味游戏、数字导游等创新应用带游客走进被时光包裹的坊巷里，穿越时光的记忆，再现古老坊巷的历史文化底蕴，全面打造沉浸式+陪伴式的数字文旅新体验，提高景区流量与品牌影响力。同时，根据三坊七巷街区运营需求，建立数字街区的新型商业模式。通过搭建基于元宇宙的运营平台，以科技赋能街区运营，让景区拥有自运营能力。

2.2 总体设计

三坊七巷元宇宙历史文化街区总体框架设计如图1 所示。

图1 三坊七巷元宇宙历史文化街区总体框架设计（来源：作者自绘）

元宇宙历史文化街区建设首先需要基础元宇宙能力的支撑。其中，大场景AR 能力基于华为河图技术提供的空间定位算法实现。华为河图以大场景AR 为切入点，提供全天候全场景高精3D 地图、厘米级空间计算、人工智能（Artificial Intelligence，AI）场景理解、高清3D 渲染以及数字内容活化等业界领先技术和能力。

福元宇宙城市元宇宙基础设施平台是将城市元宇宙数字空间场景服务、VR 能力、华为河图大场景AR 能力、应用开发能力、运营能力、创作者平台和应用入口等聚合在一起，形成一套完整的城市元宇宙支撑体系。应用层基于福元宇宙APP，面向用户提供历史文化演绎（VR+AR）、街区数字导游、数字文创以及便民服务等众多虚实融合交互体验。面向街区运营方，系统提供了完整的运营支撑能力，实现商业和管理的闭环[4]。

2.3 数字空间构建

元宇宙数字空间的构建是整个街区元宇宙建设的基础性工作，需要依托高精度3D 扫描设备从地面和空中进行全方位多角度的扫描，获取全彩色高精度的点云数据，并在此基础上进行3D 建模。对于部分重点文物保护单位的室内同样要进行高精度的还原，以此构建三坊七巷元宇宙的数字空间，并提取特征数据，作为大场景AR 的空间计算基础[5]。

2.4 数字内容刻画

数字内容是元宇宙在数字空间基础上根据业务表达需求进行策划、制作的结果，主要表现方式包括3D 动画模型、2D 动画模型、通用多媒体、文字及数据等。三坊七巷元宇宙街区主要数字内容包括以下6 个方面：

1）文化呈现。文化传承是街区的重要内容，项目针对福州及三坊七巷非遗传承和主要文化内涵，设计制作了太平乐舞狮、功夫鱼丸、惊鸿舞、闽剧《情满坊巷》、严复天演论、与妻书、满庭芳（茉莉花茶）、满坛香（佛跳墙）、衣锦还乡以及孔雀东南飞（牛角梳）等内容，涵盖了福州本地特产、名人、美食、文化等方面的演绎内容。实现效果如图2 所示。

图2 三坊七巷元宇宙街区数字内容示例（来源：作者自摄）

2）数字店招。商业是历史文化街区得以传承并服务游客和市民的主要载体，在数字空间中也需要融入商业元素，提升原有商务的模式和形态。同时，还可以将产品特色、促销活动等以动画方式在店招上进行动态表达，大大扩展了店招的内容呈现形式[6]。数字店招如图3 所示。

图3 数字店招（来源：作者自摄）

3）数字氛围营造。数字氛围营造主要是在现实世界已有的装饰要素基础上，结合油纸伞、孔明灯、龙等传统文化元素，以丰富历史文化街区数字空间的表现，形成亦真亦幻的虚实融合新体验，如图4 所示。

图4 数字氛围营造（来源：作者自摄）

4）娱乐交互。项目参考定向越野运动的规则，结合景区打卡的玩法打造了定向寻宝游戏，既可用于品牌推广、团建等商业活动，也适用于游客自行体验。游戏发布以后，已成功服务海峡青年节等活动。

5）AR 实景导航服务。利用华为河图提供的高精度空间计算能力，项目实现了基于AR 的实景导航能力，用户可以根据实景中提供的花瓣路的引导，步行至导航目的地。同时，系统还提供了针对数字演绎内容的导览图，可一键导航至数字演绎内容所在的位置。

6）元宇宙广告。在数字空间中，可通过多种形式实现广告功能，如虚拟店招、墙面虚拟海报、动画演绎的产品介绍、红包雨以及促销卡券等，并提供相应的运营支撑功能，为产品的商业化运营提供了条件[7]。

2.5 软件开发与集成

福元宇宙App 作为城市元宇宙应用场景的汇聚中心，承载了三坊七巷元宇宙街区的服务，后续应用的方向包括商圈、文旅、研学、博物馆和党建等众多行业应用场景。用户除了可以直接进入AR 场景外，还可以了解城市元宇宙建设最新开放的服场景，以及各场景的体验攻略、游玩排行等，同时可以在个人中心查看中奖记录、卡券、积分等。元宇宙APP 主要界面示意，如图5 所示。

图5 福元宇宙APP 主要界面示意（来源：作者自摄）

3 建设成效

三坊七巷元宇宙街区在历史文化重现、古厝活化利用和文物保护等方面打造了典型应用场景，营造了包括文化类、引导类、动画类、装饰类以及游戏类等多种场景元素，将虚拟元素与现实相融合，让历史文化街区焕发新的气象，可为公众提供基于AR技术的历史文化与景点介绍、实景导航、游戏、趣味打卡、盲盒抽奖、社交、文创等众多增强现实体验，同时为景区运营和管理打开新的想象空间。在展现和发扬福州特有的历史人文价值的同时，以元宇宙创新技术构造数字孪生世界，探索数字化新型商业生态。三坊七巷元宇宙街区的建设成果在第44 届世界遗产大会期间被多家媒体和公众号竞相报道与转发，引起了社会各界的广泛关注。

4 结语

元宇宙为智慧化城市管理与服务、文化旅游、商业街区、教育服务以及娱乐社交等众多领域带来新的想象空间，特别是华为河图技术的出现，为建立现实空间与数字空间的高精度映射和互动提供了条件，可以用于构建虚实融合的城市元宇宙、赋能城市的管理与创新发展。但是元宇宙仍处于发展的初步阶段，其在历史文化街区的保护和传承工作中还有更多可以挖掘和应用的方向，如结合生成式人工智能（Artificial Intelligence Generated Content，AIGC）大幅降低数字内容建设成本、引入基于人工智能大模型的数字人导游导览服务以及文物的全面数字化建模等。随着元宇宙技术的进一步发展和完善，更多优秀的元宇宙建设成果将不断涌现，为社会和公众带来更加丰富的元宇宙创新体验。