“数字遗产”理论与创新实践研究

贺艳　马英华

摘要：本文所指的“数字遗产”是“文化遗产”和“数字化”跨界融合的一个新兴知识集成和研究领域，超越了常规的“文化遗产数字化”，拓展到更广泛的原生数字内容创造和应用创新领域。数字遗产的工作准则为：真实性、在地体验/感染力、适度技术、古为今用。罗马瓦伦蒂尼官地下浴场遗址创造性的利用数字投影技术，让浴场的原貌在遗址上虚拟重生，让体验者获得了无法忘怀的震撼体验。“数字圆明园”从建筑史和遗址保护的基础研究与实践，拓展到与当代科技相融合的数字复原和虚拟再现，再转化为大众接触、理解和参与的多层次应用产品，为遗产地提供了崭新的整体解决方案。

关键词：数字遗产；数字化；创新实践；数字圆明园

在当今经济、文化全球化的背景下，深入挖掘、解读和传递文化遗产的历史信息和文化价值，赢得广泛的社会认同，已成为国家文化复兴方向的重要引领。许多国家已经把文化遗产保护从“国家行动”上升到“国家战略”层面。中央多次强调要切实加强文物工作，发挥文物资源在传承和弘扬中华优秀传统文化、实现中华民族伟大复兴中国梦中的重要作用。2016年2月24日，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，部署了“加强文物保护合理利用，传承文化根脉，凝聚民族精神”的工作要求。

聚焦当下，科技的发展与普及大幅地改变了人类沟通与知识传播、知识使用的方式，跨界融合创新为许多传统行业带来了颠覆性的变革。数字信息技术的兴起，大大突破了传统遗产保护手段的局限性，一方面为文化遗产的认知、保护、展现和传播提供了更丰富的技术选择，为破解遗产保护的诸多难题找到了突破口；另一方面也开始改变传统的思维模式，为文化遗产的传承与利用提供了新的发展路径，注入了新的活力。可以预见，这种改变必将成为未来文化遗产保护发展的重要方向。《国务院关于进一步加强文物工作的指导意见》中也明确指出：发挥科技创新的引领作用，充分利用云计算、大数据、“互联网+”等现代信息技术，推动文物保护与现代科技融合创新，并实施“互联网+中华文明”工作计划。

近年来，我国文化遗产领域内的数字化应用发展迅猛，甚至可以说是已经掀起了一股数字化“热潮”，也已取得了一定成果。基于实践，回顾总结，才能知得失。如何妥善处理“保护”和“利用”的关系，如何判断和筛选“适度的技术”，技术究竟要为遗产提供什么服务，如何提供服务，服务如何创新……都应该超越技术本身，重回保护遗产的初衷：传承历史、传承文化。

一、“数字遗产”理论研究

1.“数字遗产”概念辨析

“数字遗产（Digital Heritage）”是一个诞生于数字时代的全新概念。目前，国际上使用的“Digital Heritage”一词，有着三种不同的含义：1）以数字方式生成的具有长久价值和意义的独特资源和信息（即“有价值的数字资源”）；2）存在于网络虚拟空间中的可继承的网络权益和财产（即“可继承的虚拟财产”）；3）“文化遗产”和“数字化”跨界融合（即“文化遗产+数字化”）。

（1）数字遗产（有价值的数字资源）

2003年，联合国科教文组织通过《保存数字遗产宪章（Charter on the Prese rvation of Digital Heritage）》，将“数字遗产”定义为：以数字方式生成及存储的，具有长久的价值和意义，应为当代人和后代人加以保护和保存的独特资源和信息，包括以数字方式生成的或从现有模拟资源转换成数字形式的有关文化、教育、科学和行政管理的资源及有关技术、法律、医学及其他领域的信息。数字遗产是共同遗产，保存其目的是为了确保其始终都能被公众所使用；保存对象需筛选确定，并应优先保存“原生数字”资料——指那些除了数字形式外，别无其他形式的资源。

（2）数字遗产（可继承的虚拟财产）

2005年，在美国发生的一起关于去世者网络账号继承权的诉讼案，让人们开始关注那些存在于虚拟网络中的数字信息。“Digital Heritage”开始被用于指称那些存在于网络虚拟空间中的可继承的网络权益和财产，如：用户网络社交平台账号、电子邮箱账号密码；网络硬盘里的资料、个人网络相册；网游用户配备的游戏装备和虚拟货币等。目前，西方国家逐步开始将其纳入继承范围，著名网络服务公司Facebook、Google等也都推出了相应的服务内容。显然，这些个人遗产的隐私属性，与前述“数字遗产”完全不同，但在网络搜索中其热度明显大于前者。

（3）数字遗产（文化遗产+数字化）

自1990年代以来，数字技术已广泛用于文化遗产的保护、研究、交流和管理工作，取得了积极的效果。由于早期工作“是将文化遗产通过技术手段转换成数字化形态，充分应用lT技术对其进行数字勘探、挖掘，使其重现和再生，并通过多媒体数据库技术得以永久保存后，利用互联网向世界传播”，即偏重于对文化遗产现存本体进行记录、查询和传播，所以一般使用“文化遗产数字化（Heritage Digitization）”一词。

2012年，在北京召开的第二届文化遗产保护与数字化国际论坛（CHCD2012）使用“数字遗产·分享遗产”（e-sharing culture heritage）作为会议主题，首次使用“数字遗产”一词来指称文化遗产领域内的数字化工作，并推出了基于准确数字虚拟复原的“数字圆明园”创新应用产品，引起了与会学者们的高度重视。2013年、2015年，联合国科教文组织连续支持召开“国际数字遗产大会（Digital Heritage InternationalConference）”，聚焦于五大类型（考古遗址/建筑遗产、文化传统民俗等非物质文化遗产、可移动文物及博物馆、古籍文献等档案资料、网络及新媒体等具有艺术性和创意感的数字内容），六个工作领域（数字记录和采集、数字展示与可视化、数字内容管理与解析、数字遗产相关政策与标准、数字资源保存、数字遗产解决方案和应用实践），涵盖了理论研究、技术创新、案例实践和设备研发等方面。其中第二届会议由一系列与数字遗产相关的赛事、展览、论坛及研讨会组成，共收到全球范围内来自信息科学、考古学、艺术学、档案学等学科及其交叉领域的270项作品，表明使用“Digital Heritage”一词来描述“文化遗产”和“数字化”跨界融合的新兴知识集成和研究领域（其内涵已经远远超出了“文化遗产数字化”），在国际上已经获得了广泛认同，并还在进一步形成和完善中。本文所探讨的“数字遗产”即这一新兴领域。

2.行业发展现状分析

文化遗产领域内的数字化应用工作，在西方国家起步较早。无论在应用对象还是在应用方式上，都经历了一个从无到有，从低级向高级发展的过程。这是由计算机及其相关技术的发展水平和文化遗产保护视野的日益拓展所共同决定的。目前国内外在该领域的发展方向、探索实践，尤其在技术层面的差距并不大。

伴随摄影测量等计算机视觉表现技术的发展，文化遗产数字化经历了从二维到三维，再到四维的发展过程，三者之间具有相互交叉的部分，并非机械地划分。在二维时代，文化遗产数字化是指图像、图档的档案化，该时期主要为图书馆、美术馆或档案馆等具有大量珍贵史料的机构利用数字图像技术对珍贵图文资料进行数字记录、复制。之后随着三维成像技术、虚拟现实概念的出现，数字化工作开始拓展到文物、建筑、遗址等空间物体上，通过三维扫描对遗产本体进行现状记录与展示，各地博物馆则逐步开展了虚拟博物馆的建设并通过网络进行远程展示。近年来，依托增强现实（AR）等相关技术的发展，文化遗产数字化在三维呈现的基础上，增加了基于时间轴的不同历史阶段的对比展示（如遗址现状与历史盛景的对比），实现了四维时空的拓展。

从互联网技术发展的角度看，文化遗产数字化成果的使用分享模式经历了本地存储、网络共享及移动交互三个阶段。早期的数字化成果主要保存到CD-ROM上，起到数字记录/存储/备份的作用，主要由研究者和管理者使用。随着网络的普及，数字化成果获得更多的传播机会，管理者也可以更为快捷和系统地开展管理，这个阶段的主要产品是提供便于查询和基础使用的网络平台和数据库，主要使用者也从研究者、管理者拓展到业余爱好者。现阶段，随着移动网络和物联网的迅猛发展，文化遗产数字内容可以借助手机APP、VR/AR设备，通过信息推送、交互体验等形式，更主动、更快捷、更广泛地传递给走过路过的普罗大众；并可以同步接收/采集到用户反馈信息，通过数据分析、用户画像，进一步改善应用产品，取得更好的传播效果。

目前，文化遗产数字化工作主要分为数字化采集记录、数字化研究管理、数字化展示阐释三大版块。数字化采集记录技术包括遥感航摄/机载激光雷达，摄影测量/图像建模，三维激光扫描，红外/多光谱图像勘查，水下测量与探测等，从业者多来自于测绘领域；数字化研究管理技术涵盖防灾与监控、监测与预防性保护、计算机模拟分析、数据库，信息管理平台、BIM等，从业者多来自于计算机领域；数字化展示阐释目前运用较多的技术有网站/网络交互、3D建模&后期处理&动画、灯光/投影/全息成像、虚拟现实/增强现实，从业者多来自于多媒体领域。可以说尚处于机械性数字化为主的时期。

大部分文化遗产研究者、管理者与数字技术服务公司的合作，都是采用项目委托方式进行。受制于项目经费、工作周期有限，双方角色和专业领域跨度过大等种种因素，甲乙方之间很难展开深入的思想碰撞、跨界创新，从而导致文化遗产数字化工作普遍面临以下问题：

（1）需求不明确，反为技术所累

目前国内大多数遗产地及博物馆的管理者，对于

数字化能够解决遗产保护的什么问题？数字化应该解决什么问题？数字化能对当地文化遗产工作提供什么样的帮助？大多缺乏了解。因此往往只是跟风开展数字化工作，普遍表现出工作较为盲目，过度追求和依赖新技术、新办法，将希望寄托于不断更新换代的数字设备上，而不理解技术要服务于保护与阐释需求。导致数字化建设偏离文化遗产工作的初衷，数字化工作所投入的人力、物力以及财力成为一种建设性浪费。

例如由于缺乏对适度技术及方法的探讨，导致大量记录工作仍止于复制层面，大量的古建筑三维激光扫描数据虽然保存了海量信息，但没有后续的研究利用，大量数据堆积成为数据冗余；考古现场虽然进行了数字测量测绘，考古人员对数字化成果的检验及成果使用效率并不高。辅助研究或管理系统也多停留在数据库层面，分析功能和易用性太差，导致本应是提升工作效率的工具反而变成了“填写负担”。展示方面为了“数字化而数字化”的现象更是屡见不鲜，甚至导致了声光电技术的滥用。

（2）自说白话，见物不见人

“物”指文化遗产的“物质本体”和当代工程中的“实体物料”，“人”则不仅指“古人”更指“今人”。

文化遗产是历史上某一种文化所遗留的物质见证，对其保护和展示，都应该是透过物质遗存感知其所反映的文化。但由于研究的不足，导致很多工作只能停留在对文化遗产本体的“看护”阶段，展示内容仅限于对物体进行平实说明，信息较为破碎，缺少脉络联系，不能反映物体所经历和承载的故事，所以让社会公众感到疏离和难以理解。而且数字产品的设计往往单向来自于开发人员，对于实际用户的习惯、需求、偏好缺少了解和考虑（或简单地认为老百姓什么都不懂，一味媚俗），没有形成以“知识学习”和“用户体验”为中心的产品设计机制。同时，由于现行经费结构的局限（只认有形的物资，不认无形的智力创造），保护和展示工作多集中于“实体工程”，严重缺乏对管理体制、资源配置、配套政策和社会压力疏导、经济盈亏平衡等软性内容的研究。

（3）数字原创内容匮乏，产业延展不足

目前国内不少遗产地和博物馆都已经设置了数字展项，但展项设置往往本末倒置，并不是根据需阐释内容来确定展示形式，更多的是因为先决定了要设一块触摸屏才去编制内容。导致展示内容缺乏深度，对研究成果的理解和合理性转化过少，相互抄袭和模仿的痕迹明显，无法形成有价值的内容产品。

随着社会公众对于历史记忆和文化知识学习需求的上涨，基于文化遗产的数字内容开始增多，如各类历史题材电影创作，部分遗产地和博物馆也开始尝试制作发起制作数字动漫、数字影片、文创产品。但由于研究和创作两块工作严重脱钩、缺乏打造精品lP意识等问题，最终形成的作品对文化遗产的原创内容体现不足，肤浅和同质化现象突出。实际上，基于文化遗产的数字原创内容，可以在不干扰遗产本体保护的状况下，与教育、会展、文化活动、旅游、游戏、影视等多种相关领域充分开放融合，实现遗产的可持续发展和发扬传承；为文化遗产从行业内走向社会公众，从文化资源走向文化产业提供一条崭新的道路。

（4）缺乏行业共同意识和顶层设计

数字遗产是一个集合了多种技术和学科的复杂领域，而且应用性很强，不同类型、不同地域的文化遗产情况差异也很大，因此初期应鼓励开展广泛的、多样化的探索实践，但在行业发展进入加速期的情况下，则需要及时总结，加强引导，避免浪费。目前，已有不少机构开始编写专项的技术规范和操作规程，拟解决技术文件规范性和集成标准等问题；就笔者参与评审的几份材料来看，编写者来自“文物”端还是“技术”端的差异十分明显。在现阶段行业还缺乏共同意识的情况下，不宜避重就轻，仅就技术论技术；应该先在各类示范项目基础上总结共性问题，做好顶层设计，确定工作准则，再按照标准、规范和规程的次序推进。

二、“数字遗产”创新实践案例研究

1.罗马瓦伦蒂尼宫地下浴场遗址数字展示

意大利罗马瓦伦蒂尼宫地下浴场遗址数字展示堪称目前世界上遗产展示阐释的最佳作品。这一数字展示项目从2007年开始启动，2012年完成第一期工程，2014年完成第二期；两期工程共投资约300万欧元。

瓦伦蒂尼官（Palazoo Valentine）位于罗马市中心（距离威尼斯广场不远），是一座始建于1585年的宫殿，宫殿后面是“潘塔诺”废墟中的图拉真柱和奥古斯都帝国广场。在宫殿的一次地下扩建工程中，于宫殿地下7米深处发掘出一处古罗马时期的浴场遗址。

浴场遗址范围较小，内容却相对集中，而且位于地下，遗址本身可读性不强，若开放给游客参观，展示效果十分有限。但馆方通过对遗址历史原貌的深入研究，创造性地利用数字投影技术，制作了一套具有现代魅力的展示秀。在90分钟的参观体验过程中，比舞台灯光更细致的激光投影和音响等硬件设备通过中央集成控制器协调控制，跟随国宝级配音大师的精彩解说，浴场的原貌在遗址上虚拟重生，通过“残缺的遗址现状”与“完整的历史原状”所形成的强烈视觉对比，让体验者获得了无法忘怀的震撼体验：

游客刚进入遗址时，看到的是一间间光亮的空旷房间，脚下踩的是用透明玻璃搭建的地板，透过玻璃向下看可以看到脚下3米深处的浴场遗址（图a）。

然后室内灯光完全关闭，伴随着解说旁白的响起，脚下的遗址一点一点地带着轮廓“被点亮”起来。例如图b中浴池的轮廓被灯光一点一点的“勾勒”出来，最后又“填满了蓝色的水”，并搭配着流水声、人群嬉笑声等，让游客完全的沉浸在古代罗马人的浴场生活中。

有一些受损缺失的遗址，例如马赛克地板，通过投影进行了“弥补”。遗址中后期修建的墙面隔断了庭院遗址的完整性，但利用它做为投影的幕布，将缺失的庭院从视觉上重建起来（图c、d）。

最后，绚丽的天顶壁画变幻为漫天红霞，室内灯光亮起，大家返回到现实世界（图e）。

这一展示项目获得了社会的高度认可。开放仅三年，瓦伦蒂尼宫就从遍布罗马城的众多古迹参观中脱颖而出，列入“罗马3日游”行程，并在某旅游评价网站排名第16（共1044家罗马景点）；参观常需提前数月预约。从游客留言可以看到除了业内专家之外，普通游客也不吝溢美之词：

*“所有的遗迹都保留着发掘出时的样子，没有进行修缮。所以你现在看到的和很久以前的瓦伦蒂尼宫是一样的。这是罗马当地最好的旅游景点之一。”

*“数码投影真的做得很好——不是很夸张，但是能帮助你想象两千年前这里的罗马人是如何生活的。这里提供的信息令人惊叹，真正像是未来的考古博物馆。必去的地方！”

*“令人咋舌！罗马城废墟中的数字化体验！”

*“这是一个超棒的体验，让我们看到了过去的生活。这是个很长的旅行，但是从来不会感觉到无聊。这是这个地方活的历史。”

*“即便你对博物馆没什么兴趣，你也会爱上这里的！必游之地！”

*“我们通常对展览或者博物馆有厌倦心理，但是这个展览自始至终吸引着我们的注意力。展览真真切切地将古罗马的生活带回现代。”

目前，瓦伦蒂尼宫每周开放6天（每周二休馆进行维护），每天接待11个场次，每场限15人，票价12欧元/人。根据馆方的介绍，由于地下比较潮湿，激光投影机的灯泡大约2-3个月就需要更换一次，每年的运营维护成本约需60万欧元。如按全年满场测算，年门票收入约62万欧元，与日常维护成本基本持平。

2.数字圆明园

“数字圆明园”是全球第一个基于文化遗产研究而孵化的超大型核心IP（Intellectual Properly，知识产权），通过“科学研究产品创造产业拓展”全链条创新，建立了文化与科技、专家与公众、事业与产业的创新融合平台。以其开创性、系统性、严谨性，获得国内外同行和公众的高度关注和赞誉。

设立“数字圆明园”项目的初衷，是在老一辈圆明园研究者长期积累的基础上，利用现代科学技术的进步，对圆明园研究资料和成果进行全面系统的整合和新的解读利用，通过虚拟复原的手段在数字世界里还原出一个真实的“圆明园”。在严谨、准确、高精度的数字复原内容基础上，以遗产内涵展示和信息化为核心，开展技术集成应用和核心技术攻关，完成创新型的数字化文化旅游服务产品转化，并在圆明园国家考古遗址公园内开展应用实践，为公众创造全新的遗产地文化游览体验。让科学严谨的研究成果以更直观易懂的方式进入公众视野，既满足了公众对于圆明园再现辉煌盛景的期待，也可以更好的唤起社会对文化遗产保护工作的理解、关心和支持，切实推进圆明园遗址的整体保护工作。

目前，科研团队已完成圆明园全园60%区域的高精度数字复原场景（67个景区，195个时空单元，覆盖了圆明园四十景和西洋楼十二景），以及圆明园中式建筑标准构件库、植物素材库、室内素材库以及西洋楼构件库等素材库；开发了数字圆明园移动导览终端、360度沉浸式虚拟现实眼镜、网络虚拟漫游系统、ARG游园活动、中小学校本课程、全息建筑模型、增强现实明信片、3D数字复原短片、数字动漫影片、文创衍生产品等30余个数字遗产旅游产品和文化产品；在圆明园国家考古遗址公园和国内外展览中进行了广泛应用推广，获得良好的社会和市场反馈；并通过知识产权出资的方式，设立了数字圆明科技文化有限公司。

（1）项目背景

圆明园始建于清康熙四十六年（1707年），是清代最重要的一座大型皇家园林，建有外朝和内寝性质的宫廷区，兼具园苑和宫廷双重功能，被冠以“御园”之称，是清朝最鼎盛的时期里，雍正、乾隆、嘉庆、道光、咸丰五代皇帝日常居住和临朝听政的处所（帝王们在圆明园里居住的时间远多于在紫禁城），无数重大历史事件的发生地。并于1860年毁于英法联军之火。

因此，“圆明园遗址”在中国人心中具有非常重要的地位和复杂的情感，既是因为它毁于外敌之手而成为近代国耻之痛，也因为追忆它在被焚毁之前享誉世界的辉煌盛景。

圆明园成为废墟后，“重建圆明园”的纷争，自清末至今，从未停止。显然，实景再造圆明园面临与遗址本体保护的矛盾、价值观的争论、资金和技术上的困难。因此借助计算机三维技术，通过动画、虚拟现实等方式逼真地再现圆明园的景观和故事，成为解决遗址保护与重建矛盾，满足公众需求的新选择。

早在1999年，清华大学建筑学院郭黛姮教授就提出用数字技术“复原”圆明园的构想，并指导学生们开始摸索实践。2009年清华正式启动“数字圆明园”项目，以郭黛妲教授团队为核心，运用计算机虚拟现实技术（VR）对圆明园进行“全景重建”，在数字世界里重现圆明园的本来面貌。2013年，“重现辉煌”数字圆明园研究及文化旅游应用示范项目列入国家科技支撑计划。

特别值得说明的是，这一时期社会上用数字技术虚拟复原圆明园的尝试还有数字特效电影《圆明园》（2006年）、中视典“数字圆明园”虚拟漫游网站（2009-2010年）、国家图书馆九洲清晏景区的5d数字复原项目（2010年）等。由于这些项目制作基本由数字技术团队主导，缺少考古、建筑史、植物学等专业的深入研究，因此形成的数字模型造型失准、比例失真，色彩、植物和细节也缺乏严谨性，在模型制作的精度和内容表达上也较为粗糙，距离历史上的圆明园原貌仍有相当距离。因此在2010年10月清华“数字圆明园”一期复原成果发布之后，这几个项目就陆续中止了，相关网站也已经不能访问，只有《圆明园》数字电影以光盘方式继续发行。反映出社会对于历史遗址进行科学还原更为认可和支持。

（2）工作组织

A 多专业、跨学科的开放团队

大型科研项目的完成，需要扎实、严谨、耐心的工作态度和长期的工作积累。数字圆明园的科研队伍融合了考古、历史、建筑、园林的内容研究团队，以及3D建模、VR技术/AR技术、视觉艺术、数据库、网络工程等的技术支撑团队，根据不同阶段的研究工作需要，各专业分层次参与。希望能通过不少于10年的科研实践，培养出一批致力于文化遗产保护与研究的年轻学者，跨界创新、薪火相传。

B 严谨的工作流程

圆明园数字复原工作分为“信息采集历史研究与复原设计三维场景制作发布与维护更新”4个环节，包含从资料的整理到成果的输出共12个步骤。并持续修正、维护、更新和再发布（这是该项目工作中一个完全开放并且将长期持续跟进的环节）。

信息采集通过搜集相关文献档案、样式房图纸、40景图等写景图和老照片，研读考古报告及现存遗址和遗物的详细勘察测绘，以及同时代营建技术常规作法的分析研究、同类实例调研记录，获取全面的相关有效信息。

历史研究和复原设计研究以“历史研究+遗址勘察+技术做法，辅以旁证资料”的模式展开，将遗存构件与历史图像、档案等史料所反映的信息相结合并互相鉴别，借鉴现存同时期或同类型的清代建筑做法，结合虚拟拼接等技术手段进行系统的复原研究；在研究基础上，绘制各景区在不同历史阶段的总平面图，建筑单体平、立、剖图纸，山形水系、植物配置图纸；以及建筑油饰、彩画、室内装修和楹联匾额配置设计等。复原设计图提交一审确认（或修订）后提交给场景制作人员。

三维场景制作包含3D建模、贴图渲染和VR发布。其中，三维模型分为遗址模型、建筑和山水地形复原模型。贴图所需材质，一部分通过对实物进行拍摄取得，一部分则需要根据档案记载进行特殊绘制。形成的材质贴图成果经过汇总整理、可以形成室内素材库。材质贴图，最终进行场景整合，完成后的数字场景提交二审，完成后的数字场景提交二审，一方面审核模型的精确度，一方面通过三维空间对复原设计进行检验和反馈。在经过调整修正后，数字场景提交发布。

发布与维护更新将完成的数字再现场景通过网络进行发布，吸收研究者和社会各界的反馈，并根据相关意见和线索展开进一步的深化研究，完成对复原研究和数字场景的修订完善。

（3）基于严谨科研的数字内容

A 包含“空间维度+时间维度”的历史时空研究结构

在复原研究工作中，我们确定了“空间+时间”的四维时空框架，对各个景区的重要发展演变过程都进行了复原研究和全景数字再现，展现出圆明园持续演变的立体面貌。空间上，“圆明三园”划分为110个景区单元；时间上，划分为13个时间单元，保证每个时间单元中都有相应的史料作为基础的依据。目前已经完成的工作中，已涉及到的有：乾隆早期、乾隆中期、嘉庆时期、道光中前期、道咸时期和考古遗址等6个时间段。

B 遗产地的全信息记录

开展研究工作的重要前提，是尽可能全面地汇集圆明园的相关信息，并对其加以有效的研究。信息采集和处理在当今最有效的手段就是利用计算机技术进行数字化操作。研究信息的采集包含两个大的方向，一是对于史料文献、图档、流失文物、重要研究报告等资料的寻访、数字化记录、归档处理；二是对于遗址地的勘察、测绘等信息采集记录。其中，由于不同专业背景对于同一对象的关注重点存在各种差异，因此复原研究人员亲临遗址现场，对遗址现场进行尽可能全面、精确的测绘记录。这不仅能补充考古报告中未涉及的内容，还能为考古工作者提供更多的认知线索。例如2014年，我们利用透地雷达对圆明园水车房至海晏堂一段进行了探测，准确找到了输水铜管的位置，验证了样式房图中的水道标注。

C 残存构件虚拟拼接和空间模拟对比

数字化及虚拟复原研究可以是一种“零触及”的研究，在数据采集之后便可以远离现场进行操作。将圆明园遗址进行三维激光扫描后，提取构件点云数据和多角度纹理照片匹配生成独立模型，根据构件加工特征和相关史料线索，在三维空间中进行虚拟拼接，尽可能还原其历史位置。并建立起集合了三维构件、历史资料和照片，集展示、查询、辨析功能为一体的遗存构件信息库。

对于研究未能肯定的部分，也可以在计算机中进行推敲和试错。如进行试错性补缺、空间模拟对比，充分论证、修改获得相对完整的成果，促进学术研究的进一步深化。例如海晏堂主楼二层的壁柱，从铜版画看由5段组成，但老照片上疑似只有4段。根据遗存的石柱测量数据，制作4段和5段两组柱子的三维模型，将数字模型设置为与老照片相同的角度进行对比分析，可以确定使用的是4段。

D 重新发现五彩西洋楼

西洋楼遗址给大家的印象是纯白色石材的西式建筑。但实际上，盛期的西洋楼色彩十分绚丽。被毁之后仍然可以看到“这里的装潢……五彩缤纷，如彩虹般绚烂……映入你眼中的是装饰物丰富而动人的色彩，浸润在北京湛蓝色的天空里”（奥尔末）。这些装潢就是贴在石头上的琉璃构件。

西洋楼遗址清理出来的琉璃构件种类繁多、颜色丰富，有黄色、绿色、蓝色、天青色、藕色，还有黄色与绿色、青色与蓝色等两种颜色组合的构件。对圆明园管理处库房内的200多块西洋楼琉璃残件进行排比后，可分出90余种类型，其中18种构件原来的位置已经可以确认。也因此让我们注意到，老照片上的“深色”构件实物为黄色，“浅色”构件实物为蓝色。通过运用RGB通道实验可以发现对实物照片使用蓝色通道后，显色结果与老照片一致。经咨询摄影方面专家，当时应该尚未采用滤镜，可能由于摄影师自己配制的显色剂，导致会出现这样的结果。根据所发现的色彩反转关系，可以对其它部分的琉璃进行色彩还原。

E 深化了清代建筑史的研究

圆明园内的建筑无论是整体造型、比例尺度，还是构造技术和装饰风格，都具有极强的创造性和独特性，《圆明园内工则例》中记载的许多做法都与常规清式则例不同。清代早期、中期和晚期又分别具有不同的时代特征。因此，通过对样式房图、圆明园内工则例、圆明园四十景图和老照片的辨析整理，结合圆明园遗址和遗物实测，整理出圆明园建筑设计法则、圆明园盛期苗木总表，并建立了专用的植物素材库、山石素材库、家具素材库。

F “建造精度”的数字模型制作

数字模型严格按照遗址实测和复原设计进行制作，达到了精准的的数字建造标准。不仅遗址现状模型严格按照实测数据进行，即使是复原建筑的隐蔽部位，都严格按照标准制作完成；并根据三维模型搭建出来之后的空间关系，对复原设计进行了补充或修正。假山则使用三维石块模拟真实的假山堆叠工艺，形成错落有致的景观效果；建筑室内使用的桌、椅等家具和陈设，也都建立了三维模型。仅文源阁的一座假山，就使用了1500多块独立山石模型。

F 准确度评价

根据复原设计时依据基础资料的详实程度，对完成的复原设计进行了准确度评价。建立复原准确度评价标准，根据复原依据的充分程度，给予严谨的学术标识；也为了保证复原设计和数字场景的准确度具有严谨的学术标识，并为后续的修改、完善留下详细的记录，

（4）基于数字内容的产品创造

在数字内容的基础上，进一步织跨学科、跨领域、跨行业、跨部门的力量，把“基础信息管理数字空间场景文化信息传播”三者结合为一体，借助虚拟现实、增强现实、移动互联、位置服务、物联网和云计算等技术，创造30（onsite+online+offline）联动的全新的文化遗产体验模式，用更全面、更直观的形式实现遗产价值的阐释。

A 遗址现场——基于增强现实（AR）的移动导览体验

圆明园增强现实移动导览产品的核心创意是：直接在遗址现场，提供“废墟”和“辉煌”悲喜两重天的强烈对比和碰撞。既可以在不破坏遗址本体的情况下，满足公众对于重现圆明园辉煌盛景的向往，也更有利于爱国主义教育。在技术开发上将数字圆明园3D基础地理信息平台作为基础，结合精准定位系统、移动互联网、二维码、增强现实等技术。

2012年，基于iPad终端的“再现圆明园”APP一上线便冲到了苹果APP Store排行榜首位，一周时间内下载量达到了2.2万次。通过GPS和二维码辅助的现场展示，包含图片、音频、视频、360度增强现实环视等内容，并通过时间转盘实现了不同历史时期的演变呈现。201 3年，“再现圆明园”APP英文版上线，至今海外下载量还在不断增长。

2015年，基于智能手机终端的“数字圆明园v1.0”导览器在圆明园遗址公园正式运营。在iPad版本的基础上，针对普通游客诉求，增加了更多的景点内容和不同长短、不同主题的游线推荐、服务点导航等功能；解说词中也增加了更多历史故事和人文信息；并在中、英文版本基础上，增加了法、日、韩等语种。该版本的导览器年服务游客量达到10万人次。2016年，“数字圆明园v2.0”和“虚拟现实眼镜”也将完成测试期，正式推向公众。

B 遗址现场+中小学——基于遗址的体验式教育

基于遗址的校本课程

2013年开始，我们利用清华附中毗邻圆明园遗址的独特优势，在清华附中初、高中部分别开设了《走进圆明园》和《中国传统建筑与园林》创新课程。《走进圆明园》课程是为初中部设计的倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学的系列课程，与语文、数学、英语、历史、政治、地理、美术等必修课程密切结合，各学科老师共同参与教学。课程第一阶段是“认识”和“体验”圆明园，第二阶段是“研究”和“展示”圆明园，包含到圆明园遗址实地教学、测绘，到清城睿现工作区参观数字圆明园构建工作等特色体验环节。学生们自选完成的《圆明园遗址公园导览词》《圆明园火炕遗址研究及采暖分析》《圆明园烧毁相关史料分析》等作业，质量很高。《中国传统建筑与园林》是面向高一年级的校本课程，课程结合高中生认知特点，以课堂讲授为主，辅之圆明园遗址公园等实地考察。由学生自由试听、自主选课，非常受学生欢迎。

2015年，海淀区教委在清华附中实验课程基础上，将《走近圆明园》课程列为海淀区全区中、小学校本课程，并利用数字圆明园研究素材编写了《走近圆明园》小学版与中学版教材发放到各个学校。101中学、育新中学等还引进了《走进圆明园》全套课程。

ARG游园体验

201 4年，我们为青少年群体打造了一款运用增强现实技术的创新教育产品。通过名为“历史也有fun儿”的ARGAPP，借助数字化手段，通过分组竞争、遗址现场与情境再现结合、角色扮演、特色任务（主题游线）、GPS成就系统等方式，实现了“体验”与“学习”的高度融合与提升，增强学习成效、价值实现和团队协作。任务和线路设计充分融合圆明园的历史文化信息，如：“皇子不作逍遥游”——藏书读书；“同登凤舸赏莲荷”——花木景观；“菜畦田垄仓箱庆”——观稼验农；“飞檐反宇夺天工”——建筑形制等。每条路线涉及的景区各不相同，闯关内容也与景区功能、历史文化故事有着密切的联系。每体验一条圆明园特色游线，学生都将对圆明园的历史、文化产生新的认知，形成各具特色的体验感悟。产品推出后，获得学校、家长和孩子们的一致好评。首次活动分享会上一个家长激动的发言，“不仅有吃有喝有玩有乐，更重要的是有思有想有感有悟；非常庆幸我的孩子能参与到这样的活动中来”。海淀区旅游委也把其列为科教旅游的重点产品。

C 海外巡展——传播中国声音

数字圆明园的研究成果作为中国文化遗产研究、复原和展示的系统工程，不但要走向公众、走入社会，更要走出国门、走向世界。目前，我们已在美、英、法、德、意、俄、希腊、西班牙等国参加了十余次国际活动。

2013年在英国利物浦举办的“圆明园与18世纪中国皇家园林”复原体验展，以“数字圆明园”的复原研究成果为基础，通过大幅全景喷绘布置出“坐石临流”的室外园林景观和“半亩圆”小戏台的室内建筑景观，搭配数字复原影片、增强现实导览系统和圆明园复原艺术画，让观众可以全方位感受圆明园的重生魅力。利物浦市长加里·米勒先生参观后对展览赞叹不已：

“这次展览对于中英两国关系的意义重大。圆明园是中国建筑和园林的完美象征，却不幸在战争中毁灭。如果它能流传到今日该有多么美好！

这次展览最出色的一点就是能为人带来身临其境的感受。当你步入展厅的一瞬间，仿佛踏进一座别致的园林，转身又置于华丽的房间之中。展厅播放的两部短片揭示出再现这些美景背后的高科技手段——就像魔法一般！计算机可视化技术以数千张CAD图纸准确地复原出各式各样的华丽建筑，甚至是室内的字画和室外的植物，就连水中游动的金鱼都栩栩如生。当然，你们的技术还能向人们展示建筑的室内，让人置身其中。你们还有一个App。只要拿着iPad行走，就能在你的眼前展示建筑内的一切：天花、地板、雕塑、门窗、植物。真是不可思议！

我认为中国在建筑3D可视化方面已经处于世界领先水平。我本人对这些技术了如指掌。3D MAX、AutoCAD等软件现在被大量用来创造幻想出来的建筑，而你们截然不同，是在复原消失的建筑。那么，你们能将利物浦在1207年国王约翰签署《大宪章》时的面貌复原出来么？那会是一件伟大的工程！你们用新技术所做的一切让我无法用语言形容！所以我想，如果有机会的话，请你们将我们利物浦城市也带回到1207年那个时刻。

D 网络传播——网站+微信公众号

在线传播，除了数字圆明园Web2.0网站（访问量已超过50万人次），和微信公众号、微店外，复原视频和英文版的再现圆明园App，已被华盛顿大学、北加利福尼亚大学、宾夕法尼亚大学的老师们选为中国文化课程的课件。并受国际虚拟考古联会INNOVA邀请编写“数字圆明园”教材，作为INNOVA国际虚拟遗产硕士的专业课程。

（5）基于知识产权的产业拓展

“数字圆明园”项目启动以来，研发累计投入已达6000万元，其中85%为企业自行投入。

2014年，清华以知识产权入资的方式，与海淀区联合设立了“数字圆明科技文化有限公司”。目前数字圆明持有的数字圆明园复原IP评估值已达到4000万元，被评为“中国十大著作权人”。

目前，正在以IP授权合作的方式，进一步放大合作平台，衍生出数字电影、动漫游戏、书籍出版、旅游纪念商品等一系列后续产业，推动文化交流、知识传播和文化旅游的发展，反哺文化遗产的研究、保护与发展。

三、“数字遗产”体系架构

1.“数字遗产”研究内容

数字遗产的研究视野中不仅有文化遗产本身，还应包含其所依托的自然环境、与之密切相关的人类活动，以及它们彼此之间的互动故事。涵盖考古遗址、建筑遗产、文化&传统、可移动文物&博物馆、图书文档资料及艺术&创造物等不同类型；空间尺度上，既有区域级、城市级的人居聚落和文化线路，也有园区级的宫殿、园林和精细到建筑级和构件级的单体；时间维度上，从史前到不同的历史时期，跨越到当下乃至未来。

数字化的意义并不仅限于技术进步，其本质是开放性、兼容性和共享性，数字化思维（如互联网思维、平台思维、物联网思维、云思维等），才是对数字社会的发展起决定性作用的核心内容。所以数字遗产传承与创新，不同于其他机械式保护方法。其研究本质上源于学术领域对文化遗产的价值判断——基于考古、历史、文物与博物馆学、建筑、城乡规划等遗产相关领域多学科的合作研究，对遗产价值核心内容进行正确识别和认知，由此筛选具备研究、保护、展示、阐释价值的内容作为工作的重点——发挥当代人的智慧，通过遗产记录、复原研究、数字化建模等技术手段，将考古及其相关科学的研究成果转化为当代原创的数字内容。并根据用户分析和反馈，不断推进技术革新、快速融合既有资源、广泛综合各类成果，将数字内容转化为界面更友好、形式更新颖、体验更丰富的文化创意产品，创新文化遗产的展示和信息传递方式，充分发挥文化遗产的教育功能，打造全民共享的文化盛宴。

显然，“数字遗产”应该超越传统的“文化遗产数字化”，利用现代科技搭建开放的协作平台，将考古、历史、保护、艺术、信息和相关工程技术等不同学科串联起来（而不是简单的将“内容”与“形式”在不同领域内进行分包），对文化遗产进行研究解读和创新性转化，形成具有“高文化品味、高科技含量”的产品，为用户提供具有“商情感体验”的“高增值服务”，让“历史遗产”重新融入“现代生活”，真正有效的实现文化遗产价值的传递和传承。

真正的“数字遗产（Digital Heritage）”应当具有“文化遗产数字化（Heritage Digitization）”及“数字格式的文化遗产（Digital Data）”的双重属性：是在文化遗产领域内，具有应为当代人及后代人长久保护、保存的价值和意义的，使用数字形式生产、传播、使用和保存的重要信息数据和创造性表达方式等新型资源，尤其是“原生数字”资源。其自身也是一种新的遗产，应符合文化遗产的真实性标准，可以准确记录并向用户传达其所要传达的知识，对于跨学科的研究与活跃的公众参与有着强烈的需求，可以为文化遗产的研究、交流、教育、培训和共享提供更多的机会。

需要明确的是，并不是所有的文化遗产数字化成果都可以被认定为有传承的价值。简单复制式的记录数据，缺乏严谨性研究的计算机合成影像，虽然使用了同样的技术并也呈现出炫目的表达效果，但对公众却不具有真正的知识价值。

2.“数字遗产”工作准则

（1）真实性：坚持严谨的学术研究基础

数字遗产必须坚持以严谨的学术研究为基础，而不是大众媒体的简单表现，所有成果都尽可能以最精确的实测数据、最权威的专业学术研究成果为基础依据，数字模型的搭建过程中严格遵循真实“建造”要求，保证与实物具有同样精确的尺寸、完备的构造和正确的属性，即使在面向大众传播和分享的表达中，也不因片面追求视觉效果而进行不符合历史真实性的修改和加工，以实现遗产信息的正确传播和分享。“真实性”从根本上决定了数字遗产内容和产品的品位和水准。

（2）在地体验/感染力：价值认同和信息传递

数字遗产必须坚持遗产价值认同和信息传递的有效性，而不是枯燥的学术表达。因为古迹遗址不可移动的特性，无论是保护还是展示考量中，最重要的一点就是“在地（on site）”，也就是“身临其境”。最强烈的情感体验一定是在遗产现场才能获得——尤其是残缺废墟与历史盛况的强烈对比，宛如戏剧中“大悲”与“大喜”的对撞，最具有视觉判别性也最能激发内心感情。因此，依托遗产本体，运用具有历时胜的空间模型重现其历史原貌和景观特色，体现遗产的核心价值和多层次的人文信息，将保护工作者寄托的深厚情感通过最先进的科技手段表达出来，给公众提供高文化品味、高科技含量、高情感体验、高增值服务。

（3）适度技术：形式应追随内容

“数字遗产”是个复杂的系统工程，数字遗产的创造是创意转化的过程。在多学科、多视角的汇集和碰撞中，应让形式追随内容，判断和筛选“适宜技术”，而非简单的炫技或为技术所累。技术的使用应与遗产研究、保护、阐释和管理需求相一致，通过开展关键技术攻关和适用技术集成，更直接、准确、快捷地为文化遗产的研究、保护和分享提供支撑。实现技术为设计服务，设计为体验服务，体验为内容服务。

（4）可持续发展：从古到今，发挥当代价值

文化遗产的生命力，并非止于原地原物保护，而应古为今用、推陈出新，在走向世界的特色之路上发挥其文化价值，实现文化遗产的创造性转化和创新性发展。目前，文化的全球化传播已成主流趋势，随着互联网通信及数字化技术的进一步发展，文化遗产的展示与交流逐步趋向云端。随着三维扫描、数字模型、虚拟重现、全息投影、增强现实、移动互联、3D打印等各类新技术的日益成熟，我们可以确信，在不影响文化遗产本体保存的条件下，可以创造出非常精彩、非常多样的文化体验产品，在“历史”和“当今”、“物”与“人”之间架设起互通的桥梁。

3.现阶段工作重点

（1）加快科研成果转化，创作原创数字内容

突破文化遗产与数字技术的主从关系，将两者有机、双向地融合在一起，创造出更符合时代审美期待的新的民族文化精品，使文化遗产的内涵成为流动性、传播性、生长性的价值载体，使东方文化获得更广泛的世界影响力。

（2）通过落地项目，进一步促进技术集成

数字遗产是一个应用性很强的系统工程，不同类型、不同地域的文化遗产情况差异也很大，需要通过具体项目的实践，针对具体问题开展技术攻关，在实践中集合跨界人才队伍，磨合融汇，实现真正的技术集成创新。

（3）培育复合型人才，跨界融合创新

文化遗产的数字化传承与创新，要求大量知识和技能更为复合的人才加入进来，建立起结构更为优化、体系更加完整的工作团队：a熟悉文博知识、具有创意思维、拥有创作经验、具备数字技术常识与意识的复合型创作型人才。b理解概念设计，掌握了一定的文博知识，具备娴熟的数字技术应用能力，能够将艺术设计思维同技术实现紧密结合的复合型制作人才。c文化遗产的传承与创新工作是以跨领域、跨专业的团队合作为特征的，因此，它需要既具有前瞻性眼光、深度理解文化遗产保护工作，又具备顶层设计能力、掌握人才资源和内容资源、理解新技术新概念、深谙文化市场运作的复合型管理人才。

（4）广泛跨界交流，推进学科融合

搭建基于学术、面向社会、整合资源、对话全球、普及青少年教育的数字遗产交流平台，加强对国际先进经验和失败教训的学习，让数字技术领域的研究者与考古、博物馆、历史、建筑等相关文化遗产领域的研究者汇聚，以数字遗产的科学研究、展示阐释、教育传播和有效利用为目标，依托国际国内多个领域的重要机构，建立文化与科技、专家与公众、事业与产业的国际化创新融合平台，实现全球数字遗产行业科学合理的发展。

（责任编辑：孙秀丽）