全景摄影技术在唐陵文化遗产保护中的应用研究

2023-08-10王登轩张辉

艺术科技 2023年16期

王登轩张辉

摘要：陕西关中唐十八陵是具有代表性的帝陵遗址型文化遗产，蕴含丰富的历史价值、文化价值和艺术价值。随着社会生产生活方式的改变，唐十八陵文化遗产正在遭受自然或人为破坏，迫切需要对其进行全面保护。在科技快速发展的背景下，全景摄影技术的应用范围逐渐扩大，尤其在文化遗产保护领域，其潜力逐步得到发掘。文章通过文献研究和实地考察，分析整理唐陵文化遗产信息，分析全景摄影技术与唐陵文化遗产保护结合的必要性，提出构建唐陵文化遗产全景沉浸式传播平台，通过实地采集唐陵文物信息数据，对传播平台进行规划设计，最终发布到相应平台，真实再现唐陵文化遗产的风貌与价值，拓展历史文化遗产保护路径。

关键词：全景摄影技术；唐陵；文化遗产；数字化

中图分类号：TP391.9；K878.8 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2023）16-00-03

0 引言

在漫长的历史进程中，历史文化遗产凝结着先辈的智慧与创造力，是跨越时代、民族和地域的辛勤劳作所积累的宝贵财富。这些遗产不仅代表着民族特有的思维模式、创造方式和文化精神意识，更承担着传承国家和民族精神文化的责任，为民族在历史长河中不断发展、延续和壮大提供了重要支撑。唐陵雕塑见证了唐代的社会变迁，是集政治表现、艺术审美特性于一身的精美绝伦的大型石雕，彰显了唐代艺术的宏伟气势和深厚的底蕴［1］。随着信息技术的不断迭代更新，新型数字技术的形态也愈发多样。数字技术在文化遗产保护和传播方面发挥了重要作用，可以更好地展示和传承文化遗产，推动文化遗产保护事业的发展。

1 全景摄影技术在唐陵文化遗产保护中的应用

1.1 全景摄影

全景摄影是指使用特殊的相机或者特殊的拍摄手法，将一个场景的全景图像完整呈现在观众面前的一种摄影手段［2］。传统的全景照片由多张影像合成，拍摄原理是在一个中心点拍摄多张有重叠部分的照片，通过软件将照片中间的重叠部分对齐，将90度至360度的场景全部展现在一个二维平面上。与此不同的是，VR全景摄影技术可以提供水平360度方向，加上达到垂直180度的全景视角［3］。在拍摄过程中，全景相机会同时拍摄多张照片，然后使用相关专业软件将这些照片拼接成一个包含天空与地面的完整球形全景图像。全景图像可以通过电脑、手机、平板电脑等设备展示，观众可以通过拖动屏幕或使用鼠标进行控制，实现全景视角下的自由观察。

1.2 唐陵现状

陕西是中国西北黄土高原地区主要的省份之一，同时也是全国范围内水土流失最严重的地区之一。唐十八陵主要位于关中渭河地带，地质构造系断谷地带。关中黄土高原地区的水土流失严重，就地形来说，片蚀、沟蚀的范围最广，耕垦种植，易产生片蚀、沟蚀的地形地貌，又因陡坡坡度较大，所以耕垦后地面表土随机滑落，在广袤的关中塬地上沟壑纵横，蚕食前进［4］。

2010年4月，咸阳市礼泉县的唐肃宗建陵东门一对石狮被盗，之后公安机关发布悬赏通告，悬赏奖金逐年递增，至今已达百万，但石狮仍杳无音信。据相关媒体报道，2012年至2017年，陕西省共破获文物犯罪案件2403起，其中不少就是盗窃石刻文物的案件，防盗成为文物保护的重中之重［5］。

1.3 全景摄影技术与唐陵文化遗产保护结合的必要性

唐十八陵中除已开发成景区的3座陵墓之外，其余诸陵或多或少存在交通不便、位置偏远、尚未开发、缺乏宣传等问题，即便是客流量最大的乾陵，也受疫情影响长期未能开放，游客数量锐减。面对诸多不便，采集唐陵散落各处的遗址与文物并进行数字化呈现，有利于扩大唐陵文化的传播范围。

当代社会，文化遗产的阐述与展示方式发生了较大变化。过去，文化遗产的价值阐述主要停留在专业领域的期刊与交流会上，面向大众往往侧重于物质层面的展示。例如，进入唐陵景区后，对于遗存各处的文物，只有冰冷的展示牌与单一的讲解，忽略了文化遗产承载的深层价值展现。当今大众对文化遗产的兴趣日渐浓厚，当代文化遗产的传递方式已经转向以价值为核心的阐述与展现［6］。文化价值的重构不仅要求挖掘和传承传统文化，还要在创新中实现发展。

对唐陵文化遗产而言，诚然当下发展面临困境，但在文化遗产价值重构与展示模式转向的今天，无论是采用数字媒介来展现其特征，还是还原其辉煌的建筑格局，都要全面展现唐陵文物所承载的丰富内涵，有效传达、顺畅输出其背后的价值［7］，激发公众对唐陵文化的兴趣与喜爱，这有助于提高唐陵文化遗产的社会影响力，促进其保护与传播。

2 唐陵文化遗产全景沉浸式传播平台的构建

2.1 平台规划

本平台的最终呈现为基于全景摄影与实景VR技术开发的关中唐十八陵全景漫游系统，该系统囊括唐十八陵遗址场景及地面遗存文物，通过统一的制作方式、交互逻辑、信息样式全面展现唐陵文化。借助实景VR技术，可以实现场景内的缩放以及360度视觉移动，各个场景之间可以通过导航热点进行相互转跳，每个场景内针对不同文物进行多种信息媒介的呈现。开发成功后，通过网络平台上线可供大众浏览，全景漫游平臺能够展示唐陵各处的真实画面，通过沉浸式交互体验，让用户在其中随意跳转场景，获得身临其境般的视觉感受。

通过交互模块实现场景缩放、视角调整、热点跳转等［8］，让用户可以在不同层级的场景之间自由切换，从而进行信息浏览。唐陵南门神道严格遵循轴线布局原则，使陵墓达到对称与和谐的效果［9］，在整体布局上，诸陵之间高度相似，现存石刻大多是位于南门神道两侧的华表、鸵鸟、翼马、仗马等，东门与西门都置石狮一对，多数陵墓北门置有仗马与石狮。在南门神道的设计区域划分上，依照雕塑类型，从南到北分别规划为华表区、瑞兽区、仗马区、翁仲区与石狮区。

基于全景漫游平台所需要展现的主要内容，以石刻雕塑为主体，通过全景摄影、环物摄影，展现文物多角度细节图片，展现范围涵盖唐陵石刻全方位的影像资料。采集团队针对以上信息内容制订长期的拍摄计划，分别使用不同的采集工具和采集方法开展作业。

全景摄影作为一种信息传递手段，具有明显的优势，能够给人带来沉浸式体验。将全景影像作为平台信息导览的线索，对其采集的内容提出特殊要求，全景影像不仅要展现文物的形态和周边地貌，还要串联各个场景。因此，在规划阶段要详细分析雕塑之间的关系，包括文物分布方式、拍摄角度以及区域信息等［10］，确保准确完整地呈现全景信息。

2.2 影像采集

通过前期规划，将全景影像的采集分为三个部分，分别是帝陵园区全景、区域全景、雕塑个体全景。帝陵园区全貌信息是整个平台内容呈现的核心节点，位于整体项目内容展示的中心。所有场景都可通过交互热点跳转至陵墓全景层级，通过设置多个热点概览唐陵导航信息。为全面采集唐陵的全景信息，在航拍仪限高500米的范围内平视拍摄每个陵园［11］。

针对唐陵雕塑的区域全景信息，采用无人机在略高于区域雕塑的视点进行拍摄。依照唐陵朱雀门的雕塑分布，将采集区域划分为华表区、瑞兽区、仗马区、翁仲区、石狮区和主陵6个部分，对部分陵区的瑞兽区、仗马区、翁仲区划分为东西两部分，共计9个区域进行全景信息采集拍摄。

唐陵雕塑个体全景是展现多种热点信息［12］，进行交互呈现的最终层级。全景摄影的采集工作首先要确保工作日天气为晴天或多云，天空与地面曝光度不会形成太大的反差，避免在阴天或者雾天拍摄。设置好相机的拍摄参数，每张航拍全景照片涵盖水平向360度范圍，垂直向90度范围，共计25张原始数据的图像，摄影风格以写实为主［13］。

2.3 全景素材拼接与优化

全景图拼接阶段所使用的软件工具主要为PTGui［14］。以航拍全景素材为例，将采集的照片导入PTGui中，通过拖拽全景素材至软件面板或点击“加载影像”进行选择，PTGui软件会根据照片的边缘相似控制点进行匹配，如果素材采集操作得当，匹配运算完成即可得出成型全景图。理论上两张图片至少有3个相似控制点才可以进行拼接，相似控制点越多，相邻两张图片的拼贴完整度越高［15］。

在实际的数据采集过程中，由于航拍无人机的云台构造，其无法通过云台仰拍天空视角，因此需要补充天空素材，否则游览观看时的沉浸感将大打折扣。而上述两种素材在PTGui的优化步骤中并不能消除，所以必须通过后期处理的方式进行修补。

3 唐陵文化遗产全景沉浸式传播平台的开发

3.1 信息层级设计

在场景模块的设计中，首先将每个陵墓的高空视角全景图作为进入平台后的第一视角，以此为总览的第一层级，在此基础上进行分级。第二层级为四门区域，为保证逻辑顺畅地安排受众的浏览顺序，前置神道所在的朱雀门（南门），其次按照逆时针顺序排列为青龙门（东门）、玄武门（北门）和白虎门（西门）。第三层级对四门区域所在地的地面遗存进行划分。针对场景的分层设计展现不同的信息内容，高空视角作为总览，在此基础上进行区域划分。

3.2 交互模块设计

在区域全景层和个体雕塑层中，对同层级之间各个方向的跳转来说，根据前进、后退、左右转向进行不同的导向设计，由于部分场景中图标颜色与画面颜色过于相似，因此采用图标的动态呈现与加深阴影来与场景区隔。针对从区域全景层进入个体雕塑层，从个体雕塑层进入具体的信息热点，统一采用动态的圆点性图标，引导用户点击。

在设计交互式平台的过程中，字体设计首先应保证易于阅读和理解，选择清晰、简洁的字体，避免使用复杂的装饰元素。就设计途径而言，新媒体视域下，与传统的字体设计相比，现在的字体设计有了更多的选择和技术支持，计算机辅助设计的加入使字体设计更加便捷高效［16］。

交互式平台的导航结构和浏览顺序应遵循一定的逻辑，以帮助用户轻松找到需要的唐陵相关信息，设计时要从用户的角度出发，创建清晰、直观的导航结构。首先平台在浏览场景的顺序安排上没有强制限制，用户进入之后可以自由跳转，但引导性的浏览元素可以帮助用户更好地辨别方向与内容。

4 结语

唐十八陵的素材采集工作极为复杂，雕塑较为分散，需要根据不同的地形灵活采集素材，处理素材需要团队协作，在素材管理方面需要清晰分类与命名，才能提高后续平台的开发效率。在平台开发中，要对陵墓的格局形成整体性认识，在信息展示设计与交互设计中，要从用户的角度出发，符合大众在日常生活中对此类程序的操作逻辑，使平台的最终呈现达到学术性与通用性的统一。

参考文献：

［1］张辉.重大社会变迁下的唐陵雕塑［J］.美术，2012（9）：109-111.

［2］施并招，吕威.智慧城市街区虚拟全景影像三维快速重建研究［J］.计算机仿真，2021，38（7）：350-354.

［3］王吉民. VR技术下的遗址公园规划设计研究［D］.聊城：聊城大学，2022.

［4］储诚山，刘伯霞.陕西黄土高原生态环境问题及生态保护修复［J］.开发研究，2019（5）：125-131.

［5］陈安利.唐十八陵［M］.北京：中国青年出版社，2001：188-193.

［6］刘艳，段清波.文化遗产价值体系研究［J］.西北大学学报（哲学社会科学版），2016，46（1）：23-27.

［7］高小燕.公共考古视域下文化遗产价值传播研究［D］.西安：西北大学，2019.

［8］梁海鹏.关中唐十八陵文化遗产的数字活化策略研究［D］.西安：陕西科技大学，2019.

［9］明家瑞.关中地区汉唐帝陵空间布局特征对比研究［D］.包头：内蒙古科技大学，2022.

［10］潘伟德，钱永全.全景摄影技术在历史文化街区景象拍摄中的应用：南京老城南·门东历史文化街区全景影像制作［J］.数字与缩微影像，2018（4）：4-6.

［11］张慧.真实感古遗址三维重建及虚拟展示技术研究与应用［D］.西安：西北大学，2010.