南宋御街数字化建构的情境互动研究

张小波 浙江理工大学

南宋御街数字化建构的情境互动研究

张小波 浙江理工大学

御街是南宋时期古代临安城中的重要文化及经济载体。在当代南宋御街已经成为是人们了解南宋时期历史人文的重要研究客体与历史脉络传承的重要节点。文章以御街的文化历史资源为切入点，通过运用数字化的技术理论及实施方案，运用情境化、故事化以及多学科交叉的研究策略与方法对南宋御街内的历史文化资源进行实践探索。探究及拓展人们对于历史资源的认知诉求。

南宋御街 情景互动 历史遗产 数字化

前言

南宋时期的御街是皇帝祭祀出行的必经道路，也是古临安城市商业繁荣的重要载体。据《都城纪胜》记载,“自大内和宁门外,新路南北,早间珠玉珍异及花果时新海鲜野味奇器天下所无者,悉集于此;以至朝天门、清河坊、中瓦前、灞头、官巷口、棚心、众安桥,食物店铺,人烟浩穰。”城内“经济市井之家，往往多于店宅”，参与商业活动的人口十分庞大。到南宋中后期，临安城内从事工商业和服务业的人口高达20万。[1]御街南起皇宫北边的和宁门外，一直向北，经朝天门略向西折，接着又一直向北，经众安桥、观桥、又折而向西，到达新庄桥，其走向与现在的中山路基本一致。是皇帝在重要节日，例如“四孟”（孟春、孟夏、孟秋、孟冬）到景灵宫（今武林路西侧，供奉皇室祖先塑像的场所）祭祀时的道路。御街作为当时城内规模最大、地位最高的街道，在位置上自南而北居于临安城中轴线上。东西走向的主要街衢以御街为中轴线进行鱼骨式分布，与南北走向的四条主要大街相互串联构成了城市的主要模块布局。时至今日，当人们再去审视这个南宋时期历史及人文重要文化载体的时候，发现已经很难去亲身感受与触摸它带来的身心体悟。随着城市化进程的提速，历史的遗存已经消失殆尽，曾经的繁荣与辉煌渐行渐远。文化的脉络能否顺利的延续下去，更好的供当前的人们去感受与领悟，成了我们不得不去面对的问题。

一、数字化技术理论及实施方案概述

增强现实技术是通过将计算机产生的虚拟物体或其他信息有机地叠加到使用者所看到的真实世界的景象中，对人的视觉系统进行景象的增强或扩张，大大增强用户对现实世界的感知能力和与现实世界的交互能力。它通过额外的信息来增强用户的感受，让用户同时感受到真实和虚拟。增强现实使得虚拟物体从感官上成为周围真实环境的一个组成部分，增强现实实际上是由真实的客观世界和计算机产生的虚拟形态之间所构建的一种信息表达。是对现实世界的补充，而不是完全替代现实环境。

图1-1 移动AR技术应用分类图

首先通过将御街范围内的历史文化资源进行梳理与筛选，选择其中有代表性的研究资源对象，采用计算机建模技术进行三维虚拟建模，构建虚拟仿真信息模型，然后通过软件系统针对虚拟模型在结合真实场景的基础上进行数据采集与整合，这其中识别与定位的技术非常关键，直接关系到虚拟信息能否与真实场景相互融合以及呈现的效果的差别。增强后的虚拟融合场景需要通过一定的外部硬件设备被人们的视觉所感知，而目前大多数采用的例如头戴式摄像机、智能移动终端等设备都可以完成信息目标对象的增强效果的呈现。摄像机、移动端现实设备等硬件的运用成为了人们感官的延伸，摄像机是眼睛的延伸，CPU是人们大脑的延伸等等。这些延伸在实践中提高了人们感性认识的能力。正如麦克卢汉人为的;“媒介是人的延伸，人的任何一种延伸，无论是皮肤的、手的还是脚的延伸，对整个心理和社会的复合体都产生影响”。 [2]AR技术的运用为设计手法的表达扩展了表现领域，为研究目标的达成提供了更大的空间与自由度。它的介入创建了研究对象基于其历史属性与当前现实意义间相互结合的新的表现方式，为历史与现实之间的“对话”提供一种展示思维与路径。用户借助手机等显示设备对虚拟历史对象进行观察和感知，通过融合真实场景从而获得超越现实的“增强”情境化体验。此外对于历史情境化的重新构建，也符合了人们情境化学习的内在需要，利用情境重建与互动体验的特性使信息需求得以深度传达。

二、研究方法与策略

（一）情境化、故事化思维

在南宋御街的数字化建构情境互动的实践研究过程中，从南宋虚拟模型的建立，以及实景的空间信息数据采集，在虚实信息结合的增强现实技术运用中巧妙体现出了情境化的运用思维与方式。在虚拟信息的建构上，尽量还原古代南宋时期的建筑形貌的特征。在现代的实景环境中去融合古代的环境场景，给体验者一种时空之间“穿越”的情境化体验。故事化的情境建构，主要是针对旅游业态中的研究对象而言，或者是具有文化历史资源有一定保存基础或条件的研究对象，要根据具体对象的历史背景、历史人物、建筑构造、建筑年代等相关信息进行梳理。在本项研究实践中，针对陆游纪念馆这样具备强烈历史属性的场所（宋时始建，为国内最早城市内居民遗存），在努力遵从其深厚历史积淀的研究前提下，依据其历史人物或名人故居（陆游确是曾经住过孩儿巷98号民居）的历史背景，结合纪念馆、名人故居自身在当前所具备的较强的旅游属性场所的因素来展开建构过程。

在故事化情境创建的过程中应努力去挖掘与历史文化资源有关的故事性素材，包括人物、事件等，重新进行编排与设计，针对性人物形象塑造开发（比如人物动漫化）、模拟使用场景等，人为的去构思一些增强化的对象表现手法。譬如开发陆游的动漫人物模型，并配合有相关抱拳欢迎、捋胡须、写诗词等动态，结合陆游纪念馆的游览路线及各个路线地点的功能属性。例如把写诗词的动态安排在书房里进行，把抱拳欢迎的动态安排在纪念馆门前、捋胡须的动态设置在纪念馆大厅内展开等一系列结合具体环境的动漫化表现方法与情境技巧。使历史人物、故事情节、发生环境有机的组合在一起。这在历史文化资源情境化信息的表达中非常重要，也是情境式建构方法的主要表现手法之一。

（二）跨文化交叉研究

在多学科的跨界研究中，针对不同学科领域的内容所采取的方法也有不同，例如在虚拟现实技术研究领域，会采用数据的实地验证与测试方法，信息的校订方法，程序的相关运算方法等。而对于历史与文化的文献调研中，面对数量较多的历史与文献资料，就需要采用历史文献间的梳理与对比的方法，并且在此基础上对文献进行归纳总结，为实践提升做好基础铺垫。在建筑、及人物模型的绘制阶段，就需要对南宋时期的建筑样式、人物服饰等进行艺术领域相关资料内调研与分析。而在用户群体的调研中，同样需要采用诸如访谈、问卷等方式进行研究。因此，这项研究涉及诸多研究领域内容，这些内容在研究方法上相互并不孤立，再实践中往往采用相互融合的综合性的交叉研究方法，例如，在艺术领域资料的整理过程中，同样用到了文献研究的相关调研方法，而在用户体验研究过程中，也用到了虚拟现实技术领域的实证测试研究方法。正式基于对这些研究领域所采用的不同方法基础上进行的交叉结合使用，才使得研究得以顺利进行。

三、数字化建构的情境互动实践探索——遗址保护下的虚拟导览——“南宋太庙遗址”

南宋太庙是南宋时期最重要的礼制场所。它位于城南中山南路的西侧，是帝王祭祀祖先的祖庙，它始建于宋高宗绍兴四年（1134年），曾屡经扩建与修缮。该遗址规模宏大，营造考究，展现了明以前太庙的建筑格局及风貌。也是临安城最重要的礼制性建筑之一。

为了结合数字化、情境化的方式重现太庙的建筑形貌。在技术层面采用以Android系统为主要移动开发平台，针对GPS实时定位系统开发针对太庙地理位置信息的实时精确定位系统（“移动端GPS实时户外定位AR系统”）。在Android系统平台上将GPS定位系统与AR引擎Unity3d进行融合，以此来构建针对太庙遗址类建筑情境复原的AR应用系统（GPS系统与AR技术两个系统并不兼容，基于安卓系统平台的应用开发为两个系统的融合提供了可能）。在本次案例实践过程中，太庙遗址的户外场地为GPS系统的开发提供了应用路径。在户外AR系统中，我们为了将太庙的虚拟模型信息精确地放置到太庙遗址广场的真实场景的具体位置当中，就需要实时地获取用户的三维位置和视线的方向。[3]在目前户外AR应用中，跟踪和定位技术通常可分为非可视化追踪技术（全球定位系统Global Posioning System,GPS）和可视化追踪技术两类。前者通过采用各种传感器进行观测并计算得到所需的追踪信息，后者采用计算机视觉识别的方式，通过计算机图像识别来计算出摄像机相对于标识点的位置和方向。“太庙GPS实时户外定位系统”采用GPS实时定位功能结合方向定位功能辅助开发，二者结合运用可以最大限度减少因GPS误差造成的识别差错。通过方向性的选择定位，为目标识别点的准确信息提供了多一项的定位参照。在具体识别过程中，方向性为精确定位目标点提供了识别触发判断功能，辅助模型的顺利识别。方向性定位功能是根据遗址具体位置要求采用移动设备上的位置GPS和方向数据定位来辅助进行虚拟模型定位的方法。通过上述技术的运用，尽可能的准确定位虚拟信息模型在太庙遗址广场中的位置（如图3-1），从而实现该系统融合增强的视觉体验，复原与重现南宋时期太庙遗址的情景。

本系统解决了移动端的户外增强现实技术的部分开发难点。首先，太庙GPS实时定位系统，在目标点精确定位的基础上满足了户外AR系统的实时性与移动性要求。在户外AR系统要求当用户的位置和视线方向发生变化时，其所看到的虚拟信息也要实时地发生变化。这点要求在此次系统设计实践中得以实现。其次，建立了一个基于户外空间信息实时定位GPS增强现实系统，这个系统实现了基于移动端（安卓平台）的GPS定位技术与AR技术的结合性问题。此外，系统具备两个特征与优势，其一是实时性，经纬度是根据用户位置移动而实时变化，不延时。其二为精确度高，可以生成小数点后16位数值，对位置进行精确定位。

四、结语

南宋御街的数字化情境互动研究既对于临安城市历史文化的研究有着非常重要的历史意义，也为城市范围内历史文化资源展开情境化的互动体验提供了广泛的应用基础。同时也是实现宋都临安历史文化资源的历史性与当代文化性产生关联的典型案例。针对御街的数字化情境建构实践为历史性资源与现代旅游产业的对接合作产生积极的实践意义，同时也为杭州众多的历史遗存及文化资源的合理开发利用提供可借鉴的理论研究与实践参考。

[1]林正秋，南宋都城临安[M]， 西泠印社出版社，杭州，1986，P190

[2]（加拿大）麦克卢汉.理解媒介：论人的延伸[M]，商务印书馆，北京，2000，P21

[3]常勇，基于空间数据的户外增强现实技术研究[M]，山东大学出版社，济南，2015，P38

本论文是杭州市哲学社会科学规划课题“南宋御街数字化建构的情境互动研究”的结题成果，课题编号：M17JC055。