足不出?！疤健惫拍?/h1>
2019-06-03 03:26:48徐玲玲
大學生 2019年6期
徐玲玲
“在大一剛?cè)雽W的時候，我們只能通過老師PPT上的平面圖來辨識和研究遺址、陵墓的特點。數(shù)字化考古實驗室的建立，讓我們可以身臨其境地跟隨老師進入考古遺址，去感受每一個細節(jié)，體會它們的變化和特點。” 一名學生在體驗過西北大學沉浸式考古虛擬互動教學實驗室后如是說。
西北大學沉浸式考古虛擬互動教學實驗室，是國內(nèi)高校中首個使用VR技術(shù)再現(xiàn)考古場景，為使用者提供身臨其境、互動體驗的考古教學實驗室。西北大學是全國第二家正式設(shè)立考古專業(yè)的高校，在全國高校第四輪學科評估中，西北大學考古學科進入A+學科，與北京大學考古學科并列全國第一。在對國際先進考古的技術(shù)和理念學習上，西北大學邁步很早。自20世紀80年代開始，西北大學就沒有停止過追蹤國際文化遺產(chǎn)保護事業(yè)的腳步，這些都使其在學科的設(shè)立上，一直走在國內(nèi)高校前列。沉浸式考古虛擬互動教學實驗室充分發(fā)揮了西北大學在文物考古、地理信息及計算機科學等領(lǐng)域的優(yōu)勢。
西北大學沉浸式考古虛擬互動實驗室打造了由三維投影和VR虛擬兩套設(shè)備構(gòu)成的互動體驗教學系統(tǒng)，其中虛擬考古教學系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有十余處考古遺址的實景三維模型，并在不斷更新中。三維投影和VR虛擬設(shè)備來自國外，虛擬考古教學系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由西北大學文化遺產(chǎn)學院和陜西十月文物保護有限公司合作開發(fā)。
通過虛擬現(xiàn)實考古教學系統(tǒng)，教師可以不受時空限制，生動地講解考古或歷史知識，還可以利用田野考古發(fā)掘?qū)嵺`場景進行虛擬操作，體驗現(xiàn)場考古。學生除了可以更直觀、立體地感受書本上學習的文字和圖片外，還能體驗很多無法接觸的珍貴遺址。此外，虛擬現(xiàn)實在考古教育方面應用的一大優(yōu)點還在于安全性，不會因為操作失誤造成文物損壞甚至人身安全事故。
這兩套虛擬設(shè)備，主要面對5～10人的小班授課使用。一套是投影式，目前限于空間，使用的是左、右、前、下四個方向投影，但它可以做到六面360°投影。實驗室負責人習通源老師介紹，以后學院搬到新校區(qū)，教學空間滿足條件后，會使用液晶屏幕代替投影，真實感更強。
第二套設(shè)備是VR眼鏡系統(tǒng)，代入感和真實感會有很大提升。因為三維場景都是實地采集的高清模型，細節(jié)豐富，學生在戴上VR眼鏡后，感受到的三維場景和真實環(huán)境沒有太大差異。
沉浸式考古虛擬互動體驗教學系統(tǒng)主要為考古學科學生教學專門設(shè)計開發(fā)，通過模擬操作，在學生真正參加考古實踐之前，掌握基本技能。該系統(tǒng)的素材直接來源于一線考古工作獲取的真實實物模型，仿真模擬農(nóng)田、山地、沙漠、綠洲、草原等多種環(huán)境下，地上房屋建筑、地下墓葬、窖穴、水井、灰坑等多種遺跡的調(diào)查、發(fā)掘、記錄的情景。
虛擬考古教學系統(tǒng)需要的教學三維數(shù)據(jù)模型等資源，來源主要包括兩個方面：一是西北大學承擔的考古發(fā)掘調(diào)查項目。西北大學文化遺產(chǎn)學院承擔國家各級別考古項目數(shù)量豐富，加之每年進行考古實習，積累了豐富的考古三維數(shù)據(jù)資源。二是西北各省市考古文博單位的相關(guān)數(shù)據(jù)。西北大學已經(jīng)與青海省文物考古研究所、甘肅省文物考古研究所等多家考古文博單位簽署數(shù)據(jù)共享與保密協(xié)議。目前案例庫中包含了墓葬、城址還有宗教遺跡等各個門類的實例，后續(xù)將會不斷增加有代表性的重要遺址和墓葬數(shù)據(jù)進入系統(tǒng)，豐富案例庫。
還會有完整的考古流程挖掘演示，比如車馬坑，老師會根據(jù)考古發(fā)掘報告，復原發(fā)掘前的地層，指導學生一步步按照考古規(guī)程來發(fā)掘、揭露。過程中，學生可以通過操縱手柄，來選擇使用制作的手鏟、測繪儀器模型，實際體驗如何發(fā)掘、如何測繪的細節(jié)過程。
在這個過程，學生可以觀察很多細節(jié)，比如觀察馬骨的特征，大致判斷其年歲，使用的是壯年馬還是幼馬?！敖鉀Q的最大的問題就是學生書本上看到的，沒有直觀認識的問題。因為一個班三十個人，可能有一大半人一輩子都沒有機會挖車馬坑?！绷曂ㄔ蠢蠋熃榻B。
車馬坑里，木質(zhì)車、車輪等有機質(zhì)的遺物，基本都已經(jīng)腐朽了，很多只剩下痕跡、車上原有的漆皮等，很難清理。這種比較復雜的遺址，需要專門的技工或者有經(jīng)驗的研究生來清理發(fā)掘，本科生經(jīng)驗和能力都力有不及，所以本科生沒有機會接觸車馬坑這樣的遺址。但考古實驗室，給了本科生近距離接觸的機會。
通過這兩套設(shè)備，體驗考古環(huán)境能達到非常清晰逼真的程度。比如唐墓墓室的壁畫，可以清楚觀察到壁畫人物衣著的細節(jié)，甚至連發(fā)絲都可以觀察得一清二楚。在新石器遺址里面，可以看到細碎的陶器碎片，墓葬里面每根人骨的級別。
此外，這種體驗是互動式的，遺址里面只要單獨做過三維的器物都可以隨意拿起來觀察。比如在唐墓的墓室里面，可以拿起墓志，墓志的每個字都清楚地能看到。觀看后，可以通過一鍵復原的方式，實現(xiàn)拿起的文物回歸到原位。
在一個考古場景里面，同學之間互相看得見，可以合作完成考古調(diào)查、發(fā)掘的完整流程等等。還可以在場景里面使用全站儀、數(shù)碼相機、多旋翼航模等各種設(shè)備，和真實現(xiàn)場的使用一致。
習通源老師介紹：“從長遠的計劃來說，我們的系統(tǒng)是要做成云服務(wù)的，學生在家里只要有網(wǎng)絡(luò)、VR眼鏡，就可以體驗考古現(xiàn)場的工作。”
學生通過實驗室，有機會親身感受已經(jīng)消失的考古遺址的原貌。除了喇家遺址外，學生還可以體驗這幾年為人熟知的韓休墓、?；韬钅沟?。
即便是尚存的遺址或文物，也有一些學生很難觸及的。比如學生可以在實驗室里360度地觀察國寶級文物，比如何家村金銀器窖藏、司母戊鼎、皇帝的玉璽等，這些以前只能在課堂上看到一些圖片，缺乏直觀感受。
在以往的學科培養(yǎng)中，學生們只有到了大三實習的時候才能見到真正的考古遺址，而且實習的基本上是不太重要的遺址，學生們的經(jīng)驗與實踐能力缺乏。未來課程引用這個實驗室，學生們就能更早地了解、介入考古工地的實踐階段。
（圖片由西北大學黨委宣傳部提供）
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西北大學沉浸式考古虛擬互動教學實驗室，是國內(nèi)高校中首個使用VR技術(shù)再現(xiàn)考古場景，為使用者提供身臨其境、互動體驗的考古教學實驗室。西北大學是全國第二家正式設(shè)立考古專業(yè)的高校，在全國高校第四輪學科評估中，西北大學考古學科進入A+學科，與北京大學考古學科并列全國第一。在對國際先進考古的技術(shù)和理念學習上，西北大學邁步很早。自20世紀80年代開始，西北大學就沒有停止過追蹤國際文化遺產(chǎn)保護事業(yè)的腳步，這些都使其在學科的設(shè)立上，一直走在國內(nèi)高校前列。沉浸式考古虛擬互動教學實驗室充分發(fā)揮了西北大學在文物考古、地理信息及計算機科學等領(lǐng)域的優(yōu)勢。
西北大學沉浸式考古虛擬互動實驗室打造了由三維投影和VR虛擬兩套設(shè)備構(gòu)成的互動體驗教學系統(tǒng)，其中虛擬考古教學系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫現(xiàn)有十余處考古遺址的實景三維模型，并在不斷更新中。三維投影和VR虛擬設(shè)備來自國外，虛擬考古教學系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由西北大學文化遺產(chǎn)學院和陜西十月文物保護有限公司合作開發(fā)。
通過虛擬現(xiàn)實考古教學系統(tǒng)，教師可以不受時空限制，生動地講解考古或歷史知識，還可以利用田野考古發(fā)掘?qū)嵺`場景進行虛擬操作，體驗現(xiàn)場考古。學生除了可以更直觀、立體地感受書本上學習的文字和圖片外，還能體驗很多無法接觸的珍貴遺址。此外，虛擬現(xiàn)實在考古教育方面應用的一大優(yōu)點還在于安全性，不會因為操作失誤造成文物損壞甚至人身安全事故。
這兩套虛擬設(shè)備，主要面對5～10人的小班授課使用。一套是投影式，目前限于空間，使用的是左、右、前、下四個方向投影，但它可以做到六面360°投影。實驗室負責人習通源老師介紹，以后學院搬到新校區(qū)，教學空間滿足條件后，會使用液晶屏幕代替投影，真實感更強。
第二套設(shè)備是VR眼鏡系統(tǒng)，代入感和真實感會有很大提升。因為三維場景都是實地采集的高清模型，細節(jié)豐富，學生在戴上VR眼鏡后，感受到的三維場景和真實環(huán)境沒有太大差異。
沉浸式考古虛擬互動體驗教學系統(tǒng)主要為考古學科學生教學專門設(shè)計開發(fā)，通過模擬操作，在學生真正參加考古實踐之前，掌握基本技能。該系統(tǒng)的素材直接來源于一線考古工作獲取的真實實物模型，仿真模擬農(nóng)田、山地、沙漠、綠洲、草原等多種環(huán)境下，地上房屋建筑、地下墓葬、窖穴、水井、灰坑等多種遺跡的調(diào)查、發(fā)掘、記錄的情景。
虛擬考古教學系統(tǒng)需要的教學三維數(shù)據(jù)模型等資源，來源主要包括兩個方面：一是西北大學承擔的考古發(fā)掘調(diào)查項目。西北大學文化遺產(chǎn)學院承擔國家各級別考古項目數(shù)量豐富，加之每年進行考古實習，積累了豐富的考古三維數(shù)據(jù)資源。二是西北各省市考古文博單位的相關(guān)數(shù)據(jù)。西北大學已經(jīng)與青海省文物考古研究所、甘肅省文物考古研究所等多家考古文博單位簽署數(shù)據(jù)共享與保密協(xié)議。目前案例庫中包含了墓葬、城址還有宗教遺跡等各個門類的實例，后續(xù)將會不斷增加有代表性的重要遺址和墓葬數(shù)據(jù)進入系統(tǒng)，豐富案例庫。
還會有完整的考古流程挖掘演示，比如車馬坑，老師會根據(jù)考古發(fā)掘報告，復原發(fā)掘前的地層，指導學生一步步按照考古規(guī)程來發(fā)掘、揭露。過程中，學生可以通過操縱手柄，來選擇使用制作的手鏟、測繪儀器模型，實際體驗如何發(fā)掘、如何測繪的細節(jié)過程。
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通過這兩套設(shè)備，體驗考古環(huán)境能達到非常清晰逼真的程度。比如唐墓墓室的壁畫，可以清楚觀察到壁畫人物衣著的細節(jié)，甚至連發(fā)絲都可以觀察得一清二楚。在新石器遺址里面，可以看到細碎的陶器碎片，墓葬里面每根人骨的級別。
此外，這種體驗是互動式的，遺址里面只要單獨做過三維的器物都可以隨意拿起來觀察。比如在唐墓的墓室里面，可以拿起墓志，墓志的每個字都清楚地能看到。觀看后，可以通過一鍵復原的方式，實現(xiàn)拿起的文物回歸到原位。
在一個考古場景里面，同學之間互相看得見，可以合作完成考古調(diào)查、發(fā)掘的完整流程等等。還可以在場景里面使用全站儀、數(shù)碼相機、多旋翼航模等各種設(shè)備，和真實現(xiàn)場的使用一致。
習通源老師介紹：“從長遠的計劃來說，我們的系統(tǒng)是要做成云服務(wù)的，學生在家里只要有網(wǎng)絡(luò)、VR眼鏡，就可以體驗考古現(xiàn)場的工作。”
學生通過實驗室，有機會親身感受已經(jīng)消失的考古遺址的原貌。除了喇家遺址外，學生還可以體驗這幾年為人熟知的韓休墓、?；韬钅沟?。
即便是尚存的遺址或文物，也有一些學生很難觸及的。比如學生可以在實驗室里360度地觀察國寶級文物，比如何家村金銀器窖藏、司母戊鼎、皇帝的玉璽等，這些以前只能在課堂上看到一些圖片，缺乏直觀感受。
在以往的學科培養(yǎng)中，學生們只有到了大三實習的時候才能見到真正的考古遺址，而且實習的基本上是不太重要的遺址，學生們的經(jīng)驗與實踐能力缺乏。未來課程引用這個實驗室，學生們就能更早地了解、介入考古工地的實踐階段。
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