数字化技术在不可移动文物的保护中的应用

摘 要：本文通过对近年来关于数字技术在不可移动文物保护中的实际应用的相关文献进行系统分析研究，从不可移动文物的定义入手，结合本国在不可移动文物的保护利用方面的实践，对不可移动文物的定义、内容、数字技术定义、应用方式及新技术手段保护的意义等方面进行了综述，并对前人研究中提出的相关概念进行剖析和总结，基本了解了目前我国在数字化技术推进文物保护方面的现状和潜在问题，并对今后研究的方向提出了初步设想。

关键词：不可移动文物;文物保护;数字化技术

人类活动在整个历史进程中遗留下来的遗物和遗迹统称为文物，不同的文物从不同角度反映了每个历史时期人类活动的发展状况，包括社会组织形式、意识形态、利用和改造自然的水平以及各个时期的生态环境。以是否可移动为标准，文物有可移动和不可移动之分。之所以称之为不可移动文物，是因文物本体具有整体不可移动性，亦或该文物与周围的环境有整体协同性。然而现今诸多不可移动文物的周边配套环境已遭严重破坏，甚至部分文物自身也无立足之地，在“保护”的名义下被迫转移，这个过程中也有被破坏的情况，亦或遭到构建替代。随着计算机科技的进步和多媒体技术的发展应用，数字化技术在文物的保护和展示上的应用价值日益显现。

1 相关概念界定

1.1 不可移动文物

顾名思义，不可移动文物是指一般情况下不可以转移其位置的文物，本文即主要针对这一类型文物进行讨论。文物之不可移动，一是表明其物体本身一般不可转移位置，二是指它与其周边环境所共同构成的文化风貌不可转移或分离。不可移动文物是历史文化遗产的重要组成部分，我国自2007年至2011年于全国范围内开展的第三次文物普查工作中，将境内海陆范围内的不可移动文物重新划定范围，包括古墓葬、古建筑、近现代重要史迹等。

1.2 数字化技术

数字化技术（Digital Technology）是一项与电子计算机相伴而生的技术，它是指借助某些电子设备将图文声像等信息转化为电子计算机能够识别的数字符号后进一步加工的技术，包括储存影像、远程传送和还原信息等。纵观现代信息技术的发展历程不难发现，虽然近年来各种新型技术手段层见叠出，但时间与空间的协同始终是其主流趋势，人类需求的增加也在一定程度上促使“仿真”理念逐渐成为当前数字化技术的主要发展方向。随着仿真概念逐渐被大众接受，仿真技术的发展应用也更加趋于实用化和系统化。近年来各领域内开展的关于虚拟样机及数字化关键技术的应用研究，也获得了很多里程碑式的成果。如传感技术领域的3R，即VR、 AR和MR。

VR（Virtual Reality）是近年来出现频率和应用度最高的计算机仿真系统，利用这种技术可以创建和体验虚拟世界，利用计算机模拟构建一个三维空间的虚拟世界，为使用者提供关于视听和触觉等感官层面的仿真體验，让使用者没有限制地观察体验三维空间内的对象，即使足不出户也可身临其境。利用VR并结合网络技术，可将文物的展示形式多样化推进至一个新的发展阶段。

AR（Augmented Reality）是一种通过实时计算观察对象的位置和角度并加上相应三维立体模型的技术。AR技术的目标是在显示屏上把构建的虚拟世界与使用者所在的现实世界套起来并进行简单的互动，它是一种将现实世界和虚拟世界的信息“无缝”连接的新手段，可以把那些在现实世界中的限定时空范围内很难体验到的实际信息，通过技术层面的再构仿真模拟再叠加，使现实环境和虚拟环境实时叠加到同一平面或空间，将构建的虚拟信息应用到真实世界中并被使用者感官所接受感知，从而达到一种超越现实的新体验。在实际应用中，利用AR技术可以为古迹的数字化复原提供技术支持，文物古迹的相关信息将以虚拟现实的形式提供给参观者，用户不仅可以看到预设的多语言解说，还能看到遗迹中残缺部分的虚拟影像化重构。

MR（Mix Reality）相对于前两种技术手段更为综合，它既是一种技术叠加组合，也是VR和AR技术的进一步发展。这种技术手段通过在现实场景中叠加虚拟场景呈现出来，在现实场景、虚拟场景和用户感官之间搭起一个交互反馈的封闭式信息回路，以增强用户体验的真实感，即在新的可视化环境里物质实体和数字化对象并存且实时互动。MR技术的关键点在于与现实场景交互和信息的及时反馈获取，这也是其区别于VR和AR的关键所在。随着新技术的进步与发展，不同用户之间互动反馈的开放式信息回路也将得以应用，这对于文物的展示多样化也将是一种新的尝试。

2 不可移动文物数字化技术应用的现况

由于自然灾害频发、环境恶化加剧等一些不可抗因素，文物破坏的现状已然不容忽视，而经济快速发展促生的城市建设近年来也成为了文物破坏的一大祸首。其中最为典型的就是故宫博物院的地砖，因游客量增多和人为破坏已然失去原样，这种破坏是不可逆的。当今城市建设和改造过程中，“建新”与“保旧”的冲突本就无法避免，而建设用地的扩张导致文物保护与城市发展的矛盾也愈来愈突出，文物保护工作的开展日趋艰难，迫切需要新的技术手段支持。

相较于可移动文物来说，不可移动类文物通常因其体积或数量较大，其整体转移也困难得多。暂且不考虑整体移动过程中是否会造成文物本体的二次破坏，单就整体环境而言，移动后的文物本身已经失了其“原汁原味”，本身的价值也将大打折扣。不可移动文物不仅仅是单纯的建筑物实体，更是包含包括周围重要的协同构建物的整体，这些与文物本身是共生共存的关系，若两者失去直接的关联，文物就失了真正的文化价值。从“维修性拆除”的北京梁林故居到“保护性迁建”的岭南古村落，再到命运未卜的诸多不知名的古城墙… …不可移动的文物一旦被“移动”，恐再难寻其源。

文物数字化保护的尝试及发展是在近些年数字影像处理技术和仿真AI（Artificial Intelligence）技术的发展基础上进行的，相关技术的成熟也为不可移动文物的复原及展示提供了新的方向。 数字化技术在文物保护领域的应用形式主要是利用三维虚拟技术等数字化工具，从宏观、微观、三维等方面全方位记录文物信息。 最终实现以各数字化应用信息系统建设为纽带，综合新型数字化采集技术和移动互联网技术等现代技术手段，整合珍贵的文物资源，实现文物信息共享。 以信息促保护，将多种科技信息手段和先进管理理念相结合，全面促进文物的数字化保护。

早至上世纪九十年代，国外学者专家就在这一领域进行了初步尝试。1999年，美国高校的一些研究人员在与数字技术公司的合作中，使用了一种新型的三维激光扫描仪，对米开朗琪罗的雕塑作品进行图像获取并转化成计算机数字信息，其中包括著名的大卫塑像，最终完成了 “数字化米开朗琪罗”，这是早期著名的三维文物数字化典型案例。此外，意大利学者基于庞贝古城的城市整体所作的虚拟构建也是文物数字化领域中一个较为成功的案例。该工程在对庞贝城进行虚拟现实建模的同时，初步实现了三维漫游庞贝古城的目标。

相对而言，国内在文物数字化保护上的研究起步较晚，研究初期集中于图像采集和网络传输、数字化博物馆的创建以及部分重要文物的历史内涵发掘和应用等。近年来我国在这方面也进行了一些新的尝试，敦煌研究院在与国外的合作中运用数字化技术创办相关文物信息的网站，并将三维漫游技术应用于展示，在实现远程用户对各个洞窟的参观游览和信息获取方面成效卓著。数字化技术和多媒体传播手段在文保领域内的广泛应用，极大地提高了文物的科学保护和展览水平。

不可否认的是，利用新技术可将不可移动文物的展示和保护提高到一个新的高度。实际上，故宫博物院早于二十世纪末就开始进行“数字故宫”的构想和初步建设。从全方位三维建模到整体环境虚拟搭建，再到多种形式的线上展览，都是对新型保护方式的探索。“中国世界文化遗产监测中心”于2015年正式创设并独立开展新阶段的工作，同时启动总平台与各地方文遗保护平台的对接，逐步实现多级平台的交互联络，这也是我国文物保护平台化的一个里程碑式举措。

3 数字化保护领域的可发展性

就目前来看，我国以博物馆藏品为主要资源的数字博物馆的建设已初具规模，从馆内移动语音导览到线上远程参观等，呈现出展览手段高科技化和展示形式多样化的特点。借此东风，诸多重点文物保护单位也争相开展了一些新的尝试和探索，在不可移动文物的保护和展览方面开始广泛应用数字化技术和新型展示形式。但由于我国现行的文物保护制度为分级管理体制，因此在新技术的应用推广方面，各级文保单位呈现出较大的层次差异。

但就当前不可移动文物的保护现状来说，这样的力度其实远远不够。除了广受关注的著名遗迹，各地饱含传统风情的古村落的保护利用同样值得我们关注。中国的传统村落堪称“一村一风情”，不仅在建筑材料和结构上各有特点，而且在建筑风格上也各具特色，各地不同的传统建筑背后融入的文化内涵也值得深入挖掘。江南民居的闲适温婉，川西民居的朴实飘逸，都是不同民风民俗的直观体现，也是基于各地自然和人文环境的发展得以传承延续的。然而这类未被列入保护名录的村落的保护现状堪忧，除少数风格特别显著的传统民居以外，大多数传统村落的文化内涵并未得到充分发掘，有的则仅限于有指示牌而无相关展陈，无配套的基础设施。至于更多的普通传统村落，多因交通不便或资金不足，至今不为大众所知。因此，如何通过新的技术手段将不可移动文物保护好、把文物背后的故事讲好等问题都亟待解决。

4 结语

随着科技的进步和数字技术的发展，文物的数字化保护是一个不可逆转的趋势。不可移动文物如何突破时空界限，怎样利用现有的资源，如何更加全面、生动逼真地展示，这些都是当前不可移动文物保护过程中值得深思的问题。但我们也应清醒地认识到技术手段的局限性，文物保护的数字化过程中不能一味追求“新”，最新的技术并不一定是最适合的。要在保证文物原状的前提下有选择地利用。因此，仍需要有针对性地对新技术进行研究，在一定范围内进行实验，结合不可移动文物的特性，最终孵化出符合实际可操作的关键技术，然后再对新技术进行推广和应用。

参考文献

[1]樊少荣，周明全，姬利艳.考古文物的数字化过程研究[J].微机发展，2004（12）：14.

[2]张俊，于春水.中科院计算所在文物数字化及互动展示方面的研究工作[C].2007年北京数字博物馆研讨会，2007.

[3]樊锦诗.敦煌石窟保护与展示工作中的数字技术应用[J].敦煌研究，2009（06）：1-3.

[4]姬勇，許香照.三维文物数字化重构技术[J].北京理工大学学报，2014（6）：34.

[5]王娜.浅谈区县不可移动文化遗产的数字化管理[C].2015年北京数字博物馆研讨会，2015.

[6]熊四明，肖增超.不可移动文物的数字化展示[J].电子技术与软件工程，2016（24）.

[7]骆晓红.记录展示传播：博物馆文物数字化的空间维度——以良渚博物院文物数字化建设为例[J].中国文物科学研究，2017（3）：56-60.

[8]莫骄.探索文物保护移动互联网新模式——重庆市北碚区博物馆的不可移动文物智能巡查[J].中国文物报，2017（11）.

作者简介

孔媛媛（1995-），女，汉，河南洛阳，硕士，郑州大学历史学院，研究方向：历史文化遗产与博物馆。