基于增强现实技术的风景园林遗产保护研究

摘 要：阐述风景园林遗产的保护现状，分析增强现实技术的先进性和优势，提出风景园林遗产保护设计过程中与增强现实技术进行结合，会大幅度提升风景园林遗产保护设计效果的观点，强调增强现实技术在风景园林文化遗产保护中的潜在价值，列举基于增强现实技术的风景园林遗产保护的关键技术，分析其在风景园林遗产保护中的优势及应用前景。

关键词：增强现实技术；风景园林；遗产保护

风景园林遗产是人类历史与文化的珍贵载体，体现出不同时代社会的价值观、审美情趣以及人与自然的相互关系。随着城市化进程的加速，许多风景园林遗产被破坏，而今如何保护与传承此类文化财富成为社会亟待解决的重要问题之一。增强现实技术作为一种新兴的数字化技术手段，为风景园林遗产的保护、展示和传承带来了机遇。本文旨在探讨基于增强现实技术的风景园林遗产保护，深入挖掘这一技术在文化遗产领域的应用潜力，为风景园林遗产保护工作提供新的思路和方法。

一、风景园林遗产与保护

（一）风景园林遗产的定义与分类

风景园林遗产作为中国文化遗产的重要组成部分，涵盖了人类历史、艺术、自然与社会等多重内容。风景园林遗产可以被视为人类创造与自然环境相融合的艺术作品，体现了社会文化、历史演变和美学观念的交融，以其独特的景观、布局、植被和结构特点，展示了不同时期、不同文化的审美趣味、社会风貌和人与自然相处的思想。对风景园林遗产进行分类时，可以从多个角度进行划分，以更好地理解其多样性和复杂性。例如：按历史时期进行分类，可分为古代、中世纪与文艺复兴时期和现代；按地域与文化进行分类，可分为东方和西方；按风格与设计进行分类，可分为形式主义园林、自然主义园林和抽象主义园林；等等。

（二）风景园林遗产的保护现状

风景园林遗产的保护现状呈多样性，不同地区的风景园林遗产保护取得了不同的成果，也面临不同的挑战。随着城市化进程的不断推进，风景园林遗产遇到了来自城市建设和开发的巨大压力。土地利用变更、大规模基础设施建设等，对园林遗产的完整性和原始景观造成了严重的侵害。再加上人口素质的参差，风景园林遗产还遭受了故意的破坏威胁，包括盗窃文物、恶意损毁、不被尊重等。人们对风景园林遗产的认知不足，极有可能导致遗产的残缺和消失，同时，气候变化、环境污染和自然灾害也可能成为诱因。对此，一些地区积极进行探索，采用新的技术如虚拟现实技术、增强现实技术等，希望能够实现对风景园林遗产的保护、展示和传承。

（三）风景园林遗产保护的重要性

风景园林遗产承载着人类历史、文化和价值观，通过保护风景园林遗产，可以为后代传递文化记忆，使他们更好地了解自己的根源。不同历史文化背景下的园林设计，体现了人类对美的不同理解，对其进行保护意味着保留特定的美学传统，激发人们对美的感知和欣赏。风景园林遗产是地域文化的重要组成部分，对其进行保护能够加强人们对自身地域身份和文化的认同感。

二、增强现实技术概述

（一）增强现实技术的定义与特点

增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，通过将虚拟信息与现实世界相融合，为人们带来超越现实的感官体验。它的核心理念是在现实环境中叠加虚拟的图像、音频、视频等元素，使用户能够在真实场景中与虚拟内容进行互动。与虚拟现实技术不同，增强现实技术并不是将用户完全置于虚拟世界中，而是增强用户对现实世界的感知和理解。其有几个显著的特点：首先，它与现实世界的关联性较强，能够在现实场景中添加有意义的虚拟元素，如信息标记、三维模型等；其次，增强现实技术具有实时性，用户可以实时感知虚拟信息与真实场景的结合，实现互动性的体验；最后，增强现实技术能够根据用户的位置、视角等信息进行动态调整，以实现更真实的交互效果。

（二）增强现实技术在文化遗产领域的应用潜力

增强现实技术在文化遗产领域具有巨大的应用潜力，它能够为风景园林遗产的保护、展示和传承带来具有创新性的方法。在沉浸式展示和画面重现方面，增强现实技术能够将历史场景和文化景观等虚拟画面重现在现实世界中，使人们仿佛穿越时光，亲身体验历史场景的变迁。在互动体验与教育方面，增强现实技术可以为用户提供与虚拟内容互动的机会，如通过触摸、手势等方式与虚拟元素进行互动。在虚拟重建与保护方面，对于受损严重的风景园林遗产，增强现实技术可以用于虚拟重建。通过已有资料如历史文献、图片等，结合技术手段，将受损部分重新呈现在现实世界中，还原风景园林遗产的历史风貌。在创新传播与推广方面，增强现实技术可以为文化遗产的宣传和推广带来全新的方式。通过社交媒体、应用程序等渠道，用户可以与增强现实内容进行互动。增强现实技术在文化遗产领域有着广泛的应用前景，它不仅能够提升优化用户的体验感，还能促进文化遗产的传承、保护、创新和利用。

三、增强现实技术在风景园林遗产保护中的应用

（一）增强现实技术在遗产展示与解读中的应用

增强现实技术在风景园林遗产的展示与解读方面具有独特的应用潜力，它能够以创新的方式将历史、文化和美学融合在一起。在时间维度方面，通过增强现实技术，游客可以以虚拟时间旅行的方式，回溯风景园林遗产的历史。在实地参观的过程中，游客可以通过设备观看不同历史时期的虚拟景象，同时增强现实技术可以在风景园林遗产景点设置隐藏的虚拟元素，如古代建筑、人物等，将其与真实景观相融合。游客通过观看设备，可以解锁这些隐藏的元素。在艺术与美学体验方面，通过增强现实技术，游客可以欣赏到虚拟的艺术作品，如古代壁画、雕塑等，与真实的环境进行交互。这样的应用不仅可以让游客在自然景观中欣赏艺术，还能够增进对文化和审美的理解。在虚拟导览与互动体验方面，使用增强现实技术，游客可以根据个人兴趣和需求，选择自己感兴趣的内容进行导览，通过扫描特定景点，获取详细的历史背景、设计理念以及文化内涵，实现个性化的参观体验。在虚拟重建与还原方面，增强现实技术可以将遗失或受损的建筑、景观等通过虚拟重建呈现在现实环境中，实现建筑原貌的还原，这有助于游客更好地理解风景园林遗产的历史变迁和演进。增强现实技术在遗产展示与解读中的应用为游客提供了新的体验，通过创新的互动手段，增强现实技术为遗产的传承和宣传带来了新的可能性。

（二）增强现实技术在遗产信息传播中的应用

增强现实技术在风景园林遗产的信息传播方面发挥着重要作用，它能够以更生动、直观的方式向游客传递遗产的历史、文化和价值。在虚拟展览与演示方面，通过增强现实技术，风景园林遗产可以以虚拟展览的形式呈现给游客。游客可以在博物馆等展览场所，通过移动设备观看虚拟的文物、艺术品等。这种不受地理限制的遗产信息展示方式，扩大了风景园林遗产的传播范围。在社交媒体分享方面，通过增强现实技术，游客可以在社交媒体上分享与风景园林遗产有关的虚拟体验，例如拍摄自己与虚拟历史人物互动的视频，与朋友分享这种独特的游览体验。在移动应用与游戏化传播方面，增强现实技术可以被整合到移动应用中，设计成有趣的互动体验，并开发风景园林遗产导览应用，方便游客通过导览设备探索遗产景点，解锁虚拟内容，从而促进公众参与和文化传承。在教育与学习方面，增强现实技术可以用于教育领域，帮助学生更生动地学习有关历史、文化和艺术的知识，通过虚拟场景和互动元素，增强学习的趣味性和效果。

（三）增强现实技术在遗产虚拟重建中的应用

增强现实技术在风景园林遗产的虚拟重建方面具有广泛的应用潜力，可以帮助人们保护和传承风景园林遗产。在历史重现与还原方面，将受损或已不存在的古代园林作品利用虚拟重建技术在现实环境中再现出来。通过历史文献、绘画、照片等资料，虚拟重建技术可以将遗失的建筑和景观等虚拟还原出来，为游客展示园林在不同历史时期的面貌。在交互式导览方面，游客可以使用移动设备观看虚拟重建后的园林景观，通过手势、触摸等方式与虚拟元素进行互动，进一步了解其历史和文化内涵。在保护与可视化管理方面，通过虚拟重建、数据分析等技术，管理人员可以更直观地了解园林遗产的变化和状况，定位受损部位，提取更多信息，从而有针对性地采取保护措施。增强现实技术在风景园林遗产的虚拟重建中具有广泛的应用前景，能够帮助人们保护和传承遗产，为游客提供更生动的体验，同时为教育、互动和管理提供更多的创新方案。

四、增强现实技术在风景园林遗产保护中的关键技术

（一）精准定位与真实感呈现

将增强现实技术应用于风景园林遗产的保护和展示中，要克服两项关键的技术难点，那就是精准定位及真实感呈现。首先，精准定位指的是在现实世界中准确地定位出虚拟元素，使其与实际的场景互相匹配。在室内及室外复杂的环境当中，如何准确地识别用户的位置、姿态以及视角，还有如何将虚拟内容正确地投射到对应的位置上面，这不仅仅需要有迎接挑战的信心，还需要具有高精度的定位技术，例如全球定位系统（GPS）、视觉惯性导航等，以实现用户与虚拟元素的精准互动。其次，增强现实技术的成功应用，需要把高度逼真的虚拟内容呈现出来，使得用户融入虚拟与现实的交互体验中，包括图像、音频和视频等多个方面。同时，解决虚拟元素的视觉一致性、光照效果、阴影和透明度等问题，确保虚拟内容与现实场景的融合，使用户产生身临其境的感觉。

（二）平衡技术与历史文化环境

将增强现实技术应用于风景园林遗产保护和展示时，需要平衡技术创新与历史环境的文化与美学特征，以确保应用既能够充分发挥技术的优势，又能够尊重和保护遗产的独特价值。在设计增强现实体验时，需要注意的是，不能破坏历史环境的真实性和完整性。虽然增强现实可以在虚拟层面上重建和展示历史场景，但是这些虚拟元素不能损害实际环境的历史价值和原貌，也不能破坏原有的文化氛围。此外，增强现实技术的虚拟内容与现实环境要和谐融合。虚拟元素的色彩、形状、材质等应与周围环境相协调，避免产生不协调或者突兀感。在应用增强现实技术时，需要在技术创新和传统文化之间取得平衡。虚拟元素可以被用于创新、展示和解读，但是要确保创新时不破坏园林遗产的原有价值和意义。

（三）维护与更新的平衡

将增强现实技术应用于风景园林遗产保护和展示时，需要平衡技术更新和长期维护之间的关系，以确保应用的可持续性。增强现实技术的应用需要长期得到维护和更新，其中包括修复虚拟元素的漏洞、更新的数据内容、适应新的技术标准等等。由于园林遗产的保护是一个长期的任务，与之相应的增强现实技术的应用也是需要得到持续关注与维护的，以保持其良好的运行状态和用户体验。另外，在应用中涉及的数据如地理信息、历史文献等，会不断更新及完善。开发者则需要建立有效的数据管理系统，确保数据的准确性及时效性，以便于保持应用的可靠性及价值。

五、结语

增强现实技术的应用，为风景园林遗产的保护、展示以及传承带来了全新的可能性和创新的途径。本文探讨了增强现实技术在风景园林遗产保护中的应用与关键技术，从定义和分类、重要性、应用潜力、技术挑战以及文化与可持续性方面进行了深入的分析思考。增强现实技术在风景园林遗产的保护中，有着巨大的应用潜力。我们可以通过沉浸式的展示、互动的体验、虚拟的重建等方式，为游客带来更丰富的、深入的文化及遗产观赏体验。它不仅仅可以进一步地提升游客的参与感和教育价值，还能够推动遗产的传承、创新与利用。另外，增强现实技术为风景园林的遗产与保护以及传承，提供了更新的途径及解决方案。相信在未来的发展中，我们可以通过不断的努力和创新，克服技术及文化方面的难题，实现风景园林遗产保护与创新利用的双赢目标。

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