李一葦，趙紅蕊

(1. 北京海淀外國(guó)語(yǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)校，北京 100195； 2. 清華大學(xué)3S研究中心， 北京 100084)

長(zhǎng)城是中華民族的藝術(shù)瑰寶，是中國(guó)文化的厚重載體，是中華民族凝聚力和創(chuàng)造力的重要資源[1]。長(zhǎng)城作為我國(guó)的名片，更是享譽(yù)全球，在1987年12月被列入《世界遺產(chǎn)名錄》，成為世界遺產(chǎn)，也引起了全球關(guān)注和保護(hù)。

長(zhǎng)城分布于北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、河南、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆15個(gè)省(市、自治區(qū))的403個(gè)區(qū)縣[2]，根據(jù)文物和測(cè)繪地理信息部門的全國(guó)性長(zhǎng)城資源調(diào)查結(jié)果，明長(zhǎng)城總長(zhǎng)度為8 851.8 km，秦漢及早期長(zhǎng)城超過1萬(wàn)km，總長(zhǎng)超過2.1萬(wàn)km[3]。長(zhǎng)城是典型的線狀文化遺產(chǎn)，文化遺產(chǎn)類型多樣、要素豐富，也是世界上延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、分布范圍最廣、軍防體系最復(fù)雜、規(guī)模最龐大和影響最深遠(yuǎn)的文化遺產(chǎn)類型[4]。

互聯(lián)網(wǎng)成為今天世界認(rèn)識(shí)長(zhǎng)城的重要途徑。為此，有必要研究虛擬環(huán)境下長(zhǎng)城可展示內(nèi)容、展示方式及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)建立長(zhǎng)城綜合展示系統(tǒng)平臺(tái)，全方位、多角度展示大范圍、多類型的長(zhǎng)城文化和信息資源，將長(zhǎng)城物質(zhì)遺產(chǎn)及其文化意義完美融合并呈現(xiàn)給公眾，真正喚醒公眾意識(shí)，吸引公眾參與，引發(fā)公眾強(qiáng)烈的精神共鳴[5]，提高公眾認(rèn)知和理解，促進(jìn)探索挖掘長(zhǎng)城歷史價(jià)值、文化內(nèi)涵和作用[6]，更好地為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。

本文在對(duì)長(zhǎng)城文化深入分析的基礎(chǔ)上，研究長(zhǎng)城可展示內(nèi)容，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、地理信息、多媒體、虛擬場(chǎng)景等科技手段，提出相應(yīng)的虛擬環(huán)境下長(zhǎng)城文化綜合展示設(shè)計(jì)方案：以航天航空衛(wèi)星影像、實(shí)地360°動(dòng)態(tài)和靜態(tài)影像為載體，植入長(zhǎng)城文化信息、典籍信息和旅游信息等，全面記錄與展現(xiàn)長(zhǎng)城文化景觀信息和特征，多維度、多時(shí)空、多視角的文化景觀信息以圖片、文字、音頻、視頻等多媒體綜合呈現(xiàn)，并輔以時(shí)間概念和空間感受，通過互聯(lián)網(wǎng)向社會(huì)各界提供沉浸式體驗(yàn)，推進(jìn)長(zhǎng)城文化宣傳和展示，為長(zhǎng)城資源旅游推介、價(jià)值探索、保護(hù)利用提供新的模式。

1 長(zhǎng)城文化展示內(nèi)容

長(zhǎng)城的修建始于春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，終于明朝末期，其間歷經(jīng)春秋、戰(zhàn)國(guó)、秦、漢、隋、唐、遼、金及明等10余個(gè)朝代，距今已有兩千多年[7]，悠久的歷史賦予了長(zhǎng)城豐富的文化內(nèi)涵。在當(dāng)前新時(shí)代的發(fā)展需求下，長(zhǎng)城更是作為主體連接了沿線區(qū)域的文化、生態(tài)和資源等，形成了以長(zhǎng)城沿線所在區(qū)域?yàn)橹?，以周圍自然環(huán)境、鄉(xiāng)村聚落、區(qū)域經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、社會(huì)形態(tài)合理分工等為補(bǔ)充的有序組織的綜合體[8]。創(chuàng)新性地展示長(zhǎng)城文化，包括長(zhǎng)城遺產(chǎn)、歷史遺跡遺存、環(huán)境景觀(自然、生態(tài)、資源等)和文化價(jià)值，進(jìn)而促進(jìn)構(gòu)建整體、互相尊重、合理利用和持續(xù)發(fā)展的文化生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)長(zhǎng)城所在區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，以全新的視野探索長(zhǎng)城保護(hù)和發(fā)展的路徑[9]。

1.1 長(zhǎng)城遺產(chǎn)

長(zhǎng)城遺產(chǎn)要素類型多、數(shù)量大、分布廣，它并不只是一道單獨(dú)的城墻，主要是由長(zhǎng)城本體(即長(zhǎng)城墻體及敵臺(tái)、馬面等)和附屬設(shè)施(包括關(guān)堡、烽火臺(tái)、壕溝、擋馬墻等)組成的規(guī)模龐大的軍事防御工程體系，這一防御工程體系由各級(jí)軍事指揮系統(tǒng)層層指揮、節(jié)節(jié)控制[10]。主要要素包括長(zhǎng)城墻體、壕塹/界壕、單體建筑、關(guān)堡、相關(guān)設(shè)施等。在國(guó)家文物局組織開展的明長(zhǎng)城資源調(diào)查中，有現(xiàn)存敵臺(tái)7062座，馬面3357座，烽火臺(tái)5723座，關(guān)堡1176座，相關(guān)遺存1026處；共測(cè)得明長(zhǎng)城總坡面長(zhǎng)度為8 851.8 km，包括人工墻體6 259.6 km，天然段2 232.5 km，壕塹359.7 km。其中，人工墻體又可進(jìn)一步分為石墻1 828.8 km、土墻3 411.3 km、磚墻249.6 km、山險(xiǎn)墻197.5 km及其他572.4 km。就保存狀況而言，明長(zhǎng)城人工墻體保存較好的僅為513.56 km，保存一般的為1 104.4 km，保存較差和差的分別為1 494.7和1 185.4 km，消失的則達(dá)1 961.6 km[11]。

(1) 長(zhǎng)城墻體：分為土墻、石墻、磚墻、木障墻、山險(xiǎn)墻、山險(xiǎn)、河險(xiǎn)、其他墻體8種類型，是長(zhǎng)城的主要建筑工程。

(2) 壕塹/界壕：多指在不易筑墻的地方，挖有深廣各若干丈的深溝，并將所挖取之土堆于溝的一側(cè)，其防御作用同修筑墻體是一致的。

(3) 單體建筑：分為敵臺(tái)、馬面、水關(guān)(門)、鋪房、烽火臺(tái)5種類型。其中，敵臺(tái)為高出城墻的高臺(tái)，可駐兵和儲(chǔ)存武器彈藥；馬面是凸出城墻外側(cè)的臺(tái)子，可對(duì)登城敵人進(jìn)行側(cè)面攻擊；水關(guān)為墻體上開設(shè)的排水設(shè)施；鋪房是供士兵休息的建筑物；烽火臺(tái)又稱烽燧，古時(shí)用于點(diǎn)燃煙火傳遞重要消息的高臺(tái)，系古代重要軍事防御設(shè)施，是為防止敵人入侵而建的，遇有敵情發(fā)生，則白天施煙，夜間點(diǎn)火，臺(tái)臺(tái)相連，傳遞消息。

(4) 關(guān)堡：“關(guān)”是指筑有城、圍的屯兵地，一般依托于墻體；“堡”是指筑有城、圍的屯兵、居住地，與墻體不發(fā)生直接關(guān)聯(lián)。

(5) 其他相關(guān)設(shè)施：包括擋馬墻、品字窖、壕溝等。

長(zhǎng)城遺產(chǎn)是長(zhǎng)城文化的價(jià)值載體，承載著長(zhǎng)城的歷史變遷和文化內(nèi)涵，也作為中心連接著長(zhǎng)城沿線的歷史遺跡遺存和環(huán)境景觀，帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和文化的傳承與發(fā)展，是長(zhǎng)城文化展示的主體。圖1為幾種典型的長(zhǎng)城遺產(chǎn)。

圖1 長(zhǎng)城遺產(chǎn)示例

1.2 歷史遺跡遺存

長(zhǎng)城周邊歷史遺跡遺存資源主要指的是不可移動(dòng)文物，是在歷史發(fā)展過程中遺留下來(lái)的具體遺產(chǎn)或遺址，涵蓋了從政治到軍事，從生產(chǎn)到生活，從社會(huì)到教育等多方面內(nèi)容，以實(shí)物的形式彌補(bǔ)了歷史文字記載的不足之處，更體現(xiàn)了長(zhǎng)城及其周邊地區(qū)在歷史長(zhǎng)河中慢慢形成的豐富內(nèi)容，或多或少與長(zhǎng)城存在某些聯(lián)系并受其影響而形成，是長(zhǎng)城文化展示的重要內(nèi)容之一。

歷史遺跡遺存有古文化遺址、古墓葬、古建筑、石窟石刻等，圖2為古文化遺址和古建筑示例。

圖2 與長(zhǎng)城有關(guān)的其他遺跡

1.3 環(huán)境景觀

環(huán)境景觀是與長(zhǎng)城遺產(chǎn)在空間上或功能上相互連通的自然生態(tài)景觀、道路、城鎮(zhèn)等。它們雖然不是長(zhǎng)城遺產(chǎn)的價(jià)值載體，但卻在功能、位置、景觀等方面與長(zhǎng)城具有密切聯(lián)系，從而以多種方式影響著長(zhǎng)城遺產(chǎn)的保存和延續(xù)。

以北京長(zhǎng)城沿線的自然生態(tài)景觀為例，依據(jù)《北京市綠地系統(tǒng)規(guī)劃》和有關(guān)部門網(wǎng)站查閱，北京長(zhǎng)城所在的北部六區(qū)內(nèi)分布有大量的自然生態(tài)景觀資源，這些同時(shí)也是北京地區(qū)重要的綠色生態(tài)保障，共有17處省級(jí)以上風(fēng)景名勝區(qū)、19處縣市級(jí)以上自然保護(hù)區(qū)、18處省級(jí)以上森林公園，以及多條水系及其形成的濕地和水庫(kù)[12]。

以北京地區(qū)市郊鐵路網(wǎng)為例，綜合交錯(cuò)，與長(zhǎng)城文化旅游密切相關(guān)。圖3為2020年北京市鐵路網(wǎng)規(guī)劃方案。

圖3 北京市地區(qū)市郊鐵路線網(wǎng)規(guī)劃方案(2020年)

1.4 文化價(jià)值

(1) 地域民俗文化。地域民俗文化是指地區(qū)內(nèi)民間文化和民俗生活積累形成的各種物質(zhì)上、精神上和制度上的傳統(tǒng)習(xí)俗。民俗文化的形成與發(fā)展深受長(zhǎng)城周邊民族文化交流的影響，先民們?cè)谌粘Ｉ詈臀幕涣髦兄饾u學(xué)習(xí)、發(fā)展進(jìn)而創(chuàng)造而來(lái)，后人在此基礎(chǔ)上繼承了這些優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化并發(fā)揚(yáng)光大，這些都體現(xiàn)了長(zhǎng)城周邊地區(qū)人們的生產(chǎn)生活方式與長(zhǎng)城文化有著密切聯(lián)系。

民俗文化有非物質(zhì)文化遺產(chǎn)、傳統(tǒng)古村落、民俗旅游村和其他特色民俗文化等。圖4為北京北部六區(qū)市級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)及市級(jí)民俗旅游村分布。

圖4 北京北部六區(qū)市級(jí)非遺及市級(jí)民俗旅游村分布示意圖

(2) 典籍信息。長(zhǎng)城歷史演變、發(fā)展過程中的各類文獻(xiàn)，包括古書、圖冊(cè)(集)和傳記等，記載了長(zhǎng)城的發(fā)展變遷、作者的所思所感。

(3)旅游信息。旅游信息包括開放的景區(qū)介紹、景區(qū)特色、導(dǎo)覽信息、交通餐飲、路線規(guī)劃、展示活動(dòng)等，為游客提供全面的旅游參考信息。

1.5 法律法規(guī)

國(guó)家歷來(lái)高度重視長(zhǎng)城保護(hù)，逐步建立“國(guó)家級(jí)—重點(diǎn)區(qū)域級(jí)—地市級(jí)”三位一體長(zhǎng)城區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制[1]，同時(shí)建立了多項(xiàng)法律法規(guī)，包括《中華人民共和國(guó)文物保護(hù)法》《長(zhǎng)城保護(hù)條例》《長(zhǎng)城執(zhí)法巡查辦法》《長(zhǎng)城保護(hù)員管理辦法》《長(zhǎng)城“四有”工作指導(dǎo)意見》，以督促落實(shí)長(zhǎng)城保護(hù)地方政府責(zé)任，完善長(zhǎng)城保護(hù)基礎(chǔ)工作，建立長(zhǎng)城監(jiān)管與執(zhí)法常態(tài)化機(jī)制，切實(shí)提升長(zhǎng)城保護(hù)管理水平。

2 長(zhǎng)城文化展示方案

2.1 文化價(jià)值

綜合采用互聯(lián)網(wǎng)、地理信息、多媒體、虛擬場(chǎng)景等科技手段，設(shè)計(jì)虛擬環(huán)境下的長(zhǎng)城文化綜合展示方案，對(duì)長(zhǎng)城文化進(jìn)行全方位、多視角地展示。其中，長(zhǎng)城展示以航天航空衛(wèi)星影像、實(shí)地360°動(dòng)態(tài)和靜態(tài)影像為載體，以展示長(zhǎng)城全貌、環(huán)境景觀和歷史遺跡遺存等；同時(shí)植入長(zhǎng)城文化信息、典籍信息和旅游信息等，全面記錄與展現(xiàn)長(zhǎng)城文化景觀信息和特征，將長(zhǎng)城文化景觀信息以圖片、文字、音頻、視頻等多媒體綜合呈現(xiàn)，并輔以時(shí)間概念和空間感受，通過互聯(lián)網(wǎng)向社會(huì)各界提供沉浸式體驗(yàn)，人們可以通過手機(jī)或計(jì)算機(jī)對(duì)長(zhǎng)城進(jìn)行深度游覽和文化探索。圖5為長(zhǎng)城文化展示方案總體設(shè)計(jì)。

圖5 長(zhǎng)城文化景觀展示方案總體設(shè)計(jì)

2.2 技術(shù)流程

(1) 收集整理長(zhǎng)城沿線拍攝時(shí)間最近、質(zhì)量最好、最清晰的衛(wèi)星或航拍圖片，并在圖片上疊加長(zhǎng)城遺產(chǎn)要素(包括墻體、關(guān)堡、敵臺(tái)等)，使長(zhǎng)城景觀和長(zhǎng)城遺產(chǎn)在同一套空間基準(zhǔn)上，便于觀眾從宏觀上理解長(zhǎng)城分布和空間結(jié)構(gòu)。

以北京八達(dá)嶺長(zhǎng)城和天津黃崖關(guān)為例(如圖6和圖7所示)，在衛(wèi)星影像上能夠清晰地理解長(zhǎng)城及其周圍環(huán)境空間格局。

圖6 北京八達(dá)嶺長(zhǎng)城

圖7 天津黃崖關(guān)

(2) 通過360°全景攝影技術(shù)，獲取涵蓋長(zhǎng)城文化事項(xiàng)或文化信息較多、有代表性的場(chǎng)景或關(guān)注熱點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。選擇晴朗的天氣，利用全景相機(jī)，在每一個(gè)拍攝點(diǎn)獲取東、西、南、北4個(gè)方向的影像，并對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、勻色和校正處理，形成每一個(gè)場(chǎng)景的360°的三維全景影像數(shù)據(jù)，同時(shí)采集人文信息，實(shí)地錄取音頻、視頻等，得到與旅游文化相關(guān)的多媒體信息。

同時(shí)，在360°全景影像上設(shè)置景觀熱點(diǎn)，熱點(diǎn)處鏈接文字介紹、圖片、聲音、視頻等多種展示內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)城景觀時(shí)空形態(tài)和文化概念的融合，使觀眾從視覺、聽覺多方位感受長(zhǎng)城文化景觀，增強(qiáng)感官性體驗(yàn)。360°全景影像及熱點(diǎn)示例如圖8所示。

圖8 長(zhǎng)城360°全景影像

(3) 基于互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)APP技術(shù)，將長(zhǎng)城景觀全貌影像、局部區(qū)域360°全景影像和圖片、視頻、聲音、文字等多維度、多角度的內(nèi)容集成融合，以PC端(如圖9、圖10所示)和移動(dòng)APP端(如圖11、圖12 所示)形式綜合展示長(zhǎng)城文化景觀，包括基本情況、長(zhǎng)城導(dǎo)覽、咨詢要聞、組織結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)城文化、巡檢巡查、旅游信息、活動(dòng)展覽等信息，將以上信息呈現(xiàn)給社會(huì)各界，實(shí)現(xiàn)在異地空間區(qū)域感受長(zhǎng)城文化景觀的沉浸式體驗(yàn)。

圖9 PC端長(zhǎng)城文化景觀展示設(shè)計(jì)

圖10 PC端長(zhǎng)城文化旅游信息展示設(shè)計(jì)

3 結(jié) 語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了基于時(shí)空一致性的異地文化旅游長(zhǎng)城綜合展示平臺(tái)，為“實(shí)體空間文化景觀沉浸式體驗(yàn)”提供了應(yīng)用示范，給公眾帶來(lái)了異地文化旅游虛擬體驗(yàn)。通過對(duì)基于地理信息的文化信息的處理和制作，利用互聯(lián)網(wǎng)、全景攝影、多媒體和虛擬場(chǎng)景等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)城沿線十多個(gè)省份、不同朝代、不同材質(zhì)類型的長(zhǎng)城和周邊文化景觀跨時(shí)空的綜合展示，可為弘揚(yáng)我國(guó)長(zhǎng)城的歷史文化提供了展示平臺(tái)，也為長(zhǎng)城的深度旅游和文化體驗(yàn)提供了新的模式。

圖11 移動(dòng)APP端長(zhǎng)城文化景觀展示設(shè)計(jì)

圖12 移動(dòng)APP端重點(diǎn)長(zhǎng)城文化景觀講解設(shè)計(jì)