增强现实技术在文物保护中的应用研究

贾荔

摘 要：我国历史悠久，拥有独特的历史民族文化。随着经济社会的高速发展，文化的传承逐渐由文字传承和口头传承的模式转变为数字化传播。当前，数字化的文化遗产传播与保护技术受到社会各界的广泛关注，文物保护的观念在新时期出现了显著的变化。如何有效地利用先进的数字技术实现对文物的保护和传承成为很多研究人员面临的主要课题。增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上逐渐发展起来的新技术，能够将现实环境与虚拟物体完美融合，同时可以与用户进行有效的交流，值得深入研究。

关键词：增强现实技术;文物保护;应用研究

历史文物是祖先优秀文化和智慧的结晶，是人类社会的宝贵财富，对文物以及文化遗产的传承和保护一直是社会各界关注的焦点问题。随着科技的进步，增强现实技术等先进的数字化技术在文物保护中起到了至关重要的作用。我国应用增强现实技术尚处于探索研究阶段，在技术研究以及应用推广方面还存在比较多的问题。为此相关人员需要加大研究力度，结合文物保护的基本特点，采取有效的模式，促进文物保护水平的提高，为历史文化的传承作出应有的贡献。

1 增强现实技术概述

1.1 增强现实技术的基本组成

增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上发展起来的新技术，该技术能够将计算机中的信息通过特殊的处理后动态化、有机、实时地融入观察者所处的实际环境之中。观察者在环境中移动时，增强信息也会出现相应的变化，实现现实环境与增强信息的高度统一。传统的虚拟现实技术要使用户感受到计算机构建的虚拟环境，要通过建模处理达到相应的效果。增强现实技术省去了诸多环节，能够将计算机生成的虚拟对象3D模型融入现实环境之中，将真实的世界与虚拟图像融为一体，丰富观察者的体验。

增强现实技术主要包括显示设备、图像虚实结合、3D图像变化和渲染、虚拟对象数据库、虚拟对象注册信息获取、真实场景捕获。该技术要将用户所处的真实环境与虚拟物体进行准确对接，实现实时显示，注册和显示属于其中最为关键的技术。现阶段采用的主要注册技术包括视觉注册、跟踪设备注册以及二者的混合注册。显示技术属于增强现实技术的核心环节，主要采用的设备包括头盔显示器、个人数字助理等。

1.2 增强现实技术的主要优势

利用增强现实技术能够将很多消失的文物直观地呈现在用户面前，观察者能够从不同的角度欣赏，真实的文物能够在更严密的环境中进行保存，在满足观赏需求的同时实现了对文物的有效保护。增强现实技术对实际环境的增强包括正向和负向两组增强模式，能够利用虚拟的场景对现实进行补充，减少对文物原址的破坏，同时能够在对文物进行修复和区域重建时利用该技术进行前期的论证分析，提高文物的观赏性，实现旅游资源的充分挖掘，促进地方经济发展，也可以增强民众保护文物的意识，一定程度上减少倒卖文物等违法行为。

2 增强现实技术在文物保护中的应用

2.1 数字化文物的复原和传播

我国历史悠久，文化遗产数量众多，很多文物急需进行传播和复原处理。文物的复原和修复技术是利用增强现实技术、建模渲染、三维技术、数字图像技术对文物进行数字化保护的基本过程，是将破坏文物还原的有效方法，使物质文化遗产能够再现历史情境。利用增强现实技术进行圆明园的再现是目前应用效果比较好的文物修复工程。该项目在2009年由清华大学建筑学院负责研发，通过对圆明园历史资料的研究，相关专家进行了有计划和有步骤的数字化修复，观众通过数字导游系统，利用数码设备扫描景点的二维码，在遗址上能够身临其境地感受到圆明园当年的盛况，也可以利用智能手机下载APP，在家中便可以欣赏到圆明园在百年之前的盛况，同时可以深入了解建筑内部的各种特征，促进历史文化的全面传承和发展。

2.2 历史文物的数据分析

历史文物的数据分析和集成属于文物保护的重要基础，利用数字化的存档方式能够将文物形成数字化的档案，实现对历史文物完整的保存。与传统的方法相比，增强现实技术能够利用数码相机、智能手机等对历史文物资源进行有效的采集，并妥善保存在计算机中。随着技术水平的不断完善进步，增强现实技术与三维扫描仪数字化技术、遥感测绘技术结合，能够达到图形的高立体化和高像素处理，数据资源也更加丰富，建模的真实感显著提高，场景的纹理信息更加逼真，为后期进行文物的修复提供了有效的数据资源。

2.3 数字博物馆

数字博物馆是文化传承与高科技技术相结合的产物，线上与线下的博物馆之间相互融合，能够提高文物展示的互动性和亲切性，解决传统博物馆存在的诸多问题，使历史文物在新时期焕发全新的生命力。线下的数字博物馆利用增强现实技术能够在实体空间中构建虚拟和现实相结合的展示状态，使静态的文物活过来，增强与观众的互动，丰富观众的基本体验，在观赏文物的同时还能够深入领略文物的历史内涵。线上数字博物馆主要的代表是百度百科数字博物馆，利用数字化的基本技术能够在互联网上形成逼真的虚拟化环境，打破时间与空间的限制，使所有的观察者能够通过人机交互界面随时随地感受文物的魅力。

2.4 非物质文化遗产的传承

非物质文化遗产地方特色明显，很多地区受到经济发展水平和人民思想观念的影响，出现了非物质文化遗产失传的情况，传统的录像或拍照的方式已经无法满足当今时代的要求。增强现实技术能够准确地记录非物质文化遗产的内容，实现数据资源的长期保存，在丰富观赏者的体验的同时能够建立起完整的数据库，保障资源的安全。

3 结语

利用增强现实技术进行文物的保护能够解决传统的保护方式存在的诸多问题，丰富观赏体验，节约文物保护成本，实现对文物的有效修复和历史价值的全面深入挖掘，促进文物保护水平的全面提高，符合新时期社会发展的基本需求，值得深入研究。

參考文献：

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[2] 汤善雯.互动设计在博物馆展示中的应用[D].南京艺术学院，2012.

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