李軼

摘要：隨著準5G時代的到來和AR技術的日趨完善，使得城市歷史景觀的數(shù)字化建設、展示、保護與其文化傳播擁有更多可能。本文基于AR技術的特征和應用優(yōu)勢，以全國宋代古跡保存最完好全國歷史文化名城贛州為例，梳理基于AR技術的贛州歷史文化景觀數(shù)字化建設策略和應用。

關鍵詞：增強現(xiàn)實（AR）技術;歷史景觀;文化內(nèi)涵;數(shù)字化建設

中圖分類號：G122 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）09-0068-03

0 引言

中國歷史文化悠久，現(xiàn)今很多城市都保留著歷朝歷代的古建筑等歷史景觀，這些歷史景觀以滄桑的姿態(tài)呈現(xiàn)先人智慧、承載歷史文化，是中華民族文明生生不息的重要載體和見證。隨著城市現(xiàn)代化進程不斷提速，許多城市歷史文化景觀未能得到很好的展示和保護。在現(xiàn)代信息技術高速發(fā)展的今天，歷史文化景觀的數(shù)字化建設得以實現(xiàn)，這一實現(xiàn)使城市歷史景觀及其文化內(nèi)涵能夠迎合現(xiàn)代人的節(jié)奏得以更好的展示與傳承。

“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃中再次明確提出：虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實要突破虛實融合渲染、實時定位注冊等一批關鍵技術，在顯示、交互、內(nèi)容等方面實現(xiàn)文化等行業(yè)的大眾化示范應用。隨著準5G時代的到來和AR技術的日趨完善，使得城市歷史景觀的數(shù)字化建設、展示、保護與文化傳播擁有更多可能。

1 AR技術的歷史文化景觀數(shù)字化建設技術優(yōu)勢

增強現(xiàn)實（以下簡稱AR）是廣義虛擬現(xiàn)實（以下簡稱VR）的一個發(fā)展分支。簡單來說，VR呈現(xiàn)的場景全部是計算機生成的虛擬畫面，需要復雜昂貴的專業(yè)設備展示，而AR是通過計算機信息技術將虛擬的信息疊加到真實世界，“增強”了現(xiàn)實中的體驗，用戶通過已經(jīng)高度普及的手機等移動端就能看到真實與虛擬的巧妙融合。

AR技術具有三維注冊、智能交互、虛實融合三大特征，其中三維注冊是AR的重要的標志性技術特征。三維注冊技術是利用計算機信息技術，將虛擬的圖文、音視頻、三維模型等與真實物體建立對應或融合。利用AR技術將虛擬信息巧妙疊加在現(xiàn)實場景中[1]，原本肉眼不可見的數(shù)字文化內(nèi)容通過手機屏幕得以視覺呈現(xiàn)，使歷史景觀的文化承載空間大大擴增。另外，人們對城市歷史景觀的消費過程如果有虛擬文化內(nèi)容嵌入其中，更可以滿足參觀者對屬地歷史文化的認知需求，促進城市歷史文化傳播。因此，AR的技術應用于歷史文化景觀的數(shù)字化建設，必然能夠強化其游覽認同感，增加文化傳播力度，提升歷史文化景觀及周斌旅游產(chǎn)品的文化附加值。

2 贛州城市歷史文化景觀概況及開發(fā)現(xiàn)狀

贛州位于江西南部，具有2200多年的歷史，1994年經(jīng)國務院批準為國家歷史文化名城[2]。贛州漢初建縣，唐宋時被稱為虔州，是全國宋代古跡保存最完好的城市，贛州老城三面環(huán)水，東、西兩江各謂“章”、“貢”，于北門匯流成贛江，其地理位置舊志書云：“南撫百越，北望中州，據(jù)五嶺之要會，扼贛閩粵湘之要沖”[3]。這里有北宋嘉佑年間的八鏡臺，是我國八景文化的發(fā)祥地;有筑于宋代“郁結古今氣，孤懸天地心”的郁孤臺，著名愛國將領辛棄疾的“郁孤臺下清江水，中間多少行人淚”成為千古絕唱[4];有現(xiàn)今全國僅存且地面、地下保護最好的宋磚城墻，古城墻長達3664米，高4至11米不等，迄今保有建春門、涌金門、北門、西津門四座城門、炮城三座、馬面一個、警鋪十個，大部分設施保存完好。古城墻將八鏡臺、郁孤臺串聯(lián)其中，圍成的古城面積約3平方公里，大致呈三角形，東、西、北三面臨章、貢、贛三江“憑江為險”，今保存下來的古城墻便是臨江部分，至今還起著防洪堤壩的作用[3]。贛州古城墻建筑群是國家文物保護單位，是國內(nèi)“孤品”，具有極高的歷史文化價值。

另外贛州還有北宋著名水利專家劉彝主持修建的城內(nèi)排水系統(tǒng)——福壽溝，福壽溝是贛州老城兩條地下排水道總稱，因其線路走向縱橫迂回，形似古篆“福壽”二字故得名，福壽溝為磚石結構矩形斷面，主溝總長12.6公里，內(nèi)部構造復雜、設計精妙，并與城內(nèi)3個人工開鑿的蓄水池、百余池塘貫通，互為表里，相互串聯(lián)，起到了調(diào)水、蓄水、排水的作用，另外水溝與臨江城墻互通出設計12口科技含量很高的水窗，利用水力學原理開關，平時防止江水倒灌，汛期排水帶走泥沙[5]。是當時一項重大的發(fā)明創(chuàng)舉，也是我國古代杰出的水利工程。可以說贛州宋代的城墻、城門、福壽溝、水塘形成了一個極富創(chuàng)意的綜合防水、排水系統(tǒng)，是三江毗鄰的贛州城千年不澇的秘密，一直沿用至今。

贛州的宋代古浮橋也是重要的宋城文化遺存。章江南河浮橋和貢江建春門浮橋，建造始于宋代，一直沿用至今，是昔日贛江流域主要的貿(mào)易口岸，直至今日也在交通上發(fā)揮著巨大作用。建春門浮橋全長400米，共用了110只木舟，每3只木舟為一組，整座浮橋分為33節(jié)。古浮橋這一古老的交通設施已在贛州沿用了千年，構成了贛州特有的歷史文化景觀[5]。

目前對贛州宋代歷史文化景觀的保護與展示主要通過出版圖書、論文、以及陳列展示、宣講等方式。如贛州市博物館的“客家搖籃”、“豐饒贛州”展廳對贛州古宋代歷史文化景觀均有展示，展廳中分別以宋代建筑景觀建設過程和人文附加為線索，以圖片、視頻、模型、講解的形式，展示古城全貌;古城墻建筑群的修造過程、歷史原貌、抵御水患及戰(zhàn)亂的影像和郁孤臺、八鏡臺歷史文化內(nèi)涵;福壽溝全貌及其設計精妙之處和古宋代以城門、浮橋為軸心的先人貿(mào)易景象。還未查閱到對贛州城市歷史文化景觀有AR相關的數(shù)字化建設并展示的案例和行為。

3 基于AR技術的贛州歷史文化景觀數(shù)字化建設策略及應用

3.1 信息數(shù)字化采集與虛擬信息生成

信息采集包括對贛州歷史文化景觀和非物質(zhì)文化信息兩部分，實體景觀采集用于標識物數(shù)據(jù)庫建立，如城墻串聯(lián)的古宋城景觀、浮橋、福壽溝等，虛擬數(shù)字信息庫的建立則需要收集圖文、音視頻等更加多維的文化相關信息，如浮橋沿岸貿(mào)易活動、福壽溝泄洪排污設計、郁孤臺和八鏡臺的人文文化等。對不同種類的信息采取不同的采集方法，獲取不同格式加以存儲。

對于重點需要虛擬呈現(xiàn)的非物質(zhì)文化，則可以借助文字記錄、拍攝、動畫制作、圖片掃描等方式進行采集，形成圖文、音視頻等信息。如古城的建造背景和歷史發(fā)展、八景文化內(nèi)涵、郁孤臺歷史典故詩詞等可以形成文本、圖片及音頻文件;浮橋貿(mào)易、古城墻抵御水患及戰(zhàn)爭場面、辛棄疾郁孤臺夕陽吟詩場景等進行現(xiàn)場真人實景拍攝，形成音視頻文件;對于福壽溝地下全貌，泄洪排污原理及精妙設計（如溝底各轉(zhuǎn)彎處都安裝的會自動耙游的石獅爪，利用水力學原理自動開關的水窗等）進行三維動畫制作講解形成視頻文件進行采集。

3.2 數(shù)字信息處理及管理

數(shù)字信息的處理主要包括利用軟件對文字、圖片的掃描、優(yōu)化;音視頻、動畫的剪切、優(yōu)化、添加說明等，再將數(shù)字信息細分，并形成總的元數(shù)據(jù)標引標準和各類型信息的統(tǒng)一格式，最后按信息類型進行子庫歸檔建設，以便于精準指向和高效檢索調(diào)用。通過對采集信息的數(shù)字化加工和存儲可以構建贛州城市歷史文化景觀數(shù)字化信息數(shù)據(jù)庫，例如作為識別源的標識物圖像數(shù)據(jù)庫;基于AR技術的能夠與標識物數(shù)據(jù)庫一一對應的城市歷史文化景觀相關虛擬數(shù)字信息資源庫等。

3.3 虛實信息融合實現(xiàn)

虛實融合是AR功能實現(xiàn)的核心內(nèi)容，借助三維跟蹤注冊技術、圖像識別技術、實時渲染場景融合技術等AR關鍵技術和定位技術，將拍攝到的影像與前期建立的標識物數(shù)據(jù)庫尋到對應，再將歷史文化景觀相關的虛擬文化信息注冊到標識物數(shù)據(jù)庫，通過對標識物的識別得以對虛擬信息的調(diào)取和視覺疊加呈現(xiàn)，進而實現(xiàn)對真實視覺信息的有效補充，將真實與虛擬巧妙融合。

對于已破壞缺失的景觀修復、還原，使古跡得以重現(xiàn)，主要借助于三維掃描技術和三維建模技術，三維掃描技術致力于采集信息的精確性，首先利用三維掃描儀采集文物三維數(shù)據(jù)，分析其構成要素信息，然后進行三維重建，彌補文物的細節(jié)損壞問題。如根據(jù)古城墻炮樓保存完好的部分對其殘缺部分進行計量、分析，在此基礎上修補殘缺部分，進行虛擬修復[6]，再將虛擬信息注冊到原址上還原古跡原貌。

將贛州歷史文化景觀的相關數(shù)字化內(nèi)容一一對應的嵌入實體景觀，或者立體復原古跡、還原動畫場景等，實現(xiàn)虛擬信息與現(xiàn)實完美融合，以多維動態(tài)展示的手段，實現(xiàn)用戶與歷史文化景觀的交流互動，縮短信息傳輸?shù)臅r間、距離，減少信息傳遞過程中出現(xiàn)的損耗，強化用戶對歷史文化景觀的認知[6]。

3.4 AR技術城市歷史文化景觀數(shù)字化建設應用

AR最突出的特點就是通過以三維注冊技術為代表的計算機信息技術實現(xiàn)虛實結合的移動端展示，達到城市歷史景觀的數(shù)字化建設、展示、保護與其文化傳播等應用。

（1）文化信息附加。文化信息附加是AR歷史文化景觀數(shù)字應用的主要特色和優(yōu)勢。參觀者在游覽過程中通過智能手機識別影像和GPS定位輔助，從前期建立的多媒體信息庫加載各種文本、圖片、音視頻等實景相關信息，同時還可輔以虛擬導游及語音多媒體講解，以多維度的展示內(nèi)容來豐富信息傳達的生動性。利用AR技術進行文化信息附加在贛州歷史文化景觀及其周邊應用可以非常廣泛，例如鏡頭對準郁孤臺，會顯示最著名的相關歷史人物——宋代豪放派詩人、著名抗金將領辛棄疾相關介紹、及其著名的愛國主義詩詞《菩薩蠻·書江西造口壁》，甚至可以出現(xiàn)詩詞的語音誦讀“與孤臺下清江水，期間多少行人淚”;再如購買歷史景點明信片、紀念品等文創(chuàng)周邊，通過手機進行掃描，能夠在手機上再現(xiàn)歷史景觀的三維模型和歷史文化背景介紹等虛擬信息，這類途徑的AR應用可以跨越地域限制，參觀者可以隨時隨地對通過掃描文創(chuàng)產(chǎn)品來回憶當時的游覽體驗。

（2）AR導覽。AR導覽可主要分為圖片導覽和AR地圖。圖片導覽主要通過GPS定位手機，輔以圖片識別向游客展示景觀全景、所在位置及前后景點標識圖片，給參觀者更為直觀、清晰的游覽方位感，并且能夠?qū)χ饕坝^嵌入虛擬文化信息疊加的視覺呈現(xiàn)，引導參觀者游覽的同時，了解歷史景觀的文化內(nèi)涵。AR地圖則是對全景或細節(jié)地圖附以簡要圖標指示[7]，包括音視頻甚至超鏈接在內(nèi)的龐大虛擬信息資源可被嵌套在指示圖標中，參觀者根據(jù)興趣或需求點擊指示圖標，調(diào)用隱藏在圖標中的虛擬增強內(nèi)容，AR地圖可以有效的避免虛擬信息顯示過載和供大于求?？傊?，AR導覽可以讓游覽者以增強于現(xiàn)實的感官體驗對游覽地歷史景觀的概況、文化內(nèi)涵有更為完整、清晰的認知。

（3）三維復原。殘缺不全的歷史景觀，如果冒然進行復建，不但可能會傷害原有的古跡結構，過度干預也會影響歷史景觀的文化價值，違背保護初衷。運用AR技術進行三維復原，將現(xiàn)實場景進行標記，在電腦中進行復原重建，參觀者通過手機可以看到歷史景觀被補缺重建后的景象。這樣既保護了歷史遺跡原貌，又解決了參觀者對于“歷史重現(xiàn)”需求[8]。而文物復原，則是運用三維建模等數(shù)字化手段復原破損文物，一改文物“只可遠觀”的現(xiàn)狀，讓游客能隨意放縮、翻轉(zhuǎn)查看文物的細節(jié)。運用AR技術數(shù)字化技術手段恢復文物古跡昔日風采，讓游客能更加直觀的感受到先人們的智慧魅力[9]。例如文革期間對八鏡臺、古城墻炮樓的嚴重破壞及歷代對城墻古磚盜取使得贛州宋城墻串聯(lián)景觀部分有所缺失，當鏡頭對準缺失，手機畫面就會顯示缺失部分復員后的景象;再如鏡頭識別出福壽溝特定標識，畫面就會出現(xiàn)古福壽溝三維全貌。

（4）真實場景再現(xiàn)。通過AR技術將視頻或動畫注冊到真實歷史文化景觀內(nèi)，實現(xiàn)虛實融合，能夠讓游客直接以“第一人稱”的視角置身虛實融合的環(huán)境，以更加真實直觀的感受觸景生情、寄情于景、情景交融，從而獲得更加深層次的文化互動體驗，引起內(nèi)心深處情感共鳴[10]。例如：鏡頭通過識別千年古浮橋，移動端畫面會出現(xiàn)其作為宋代贛江流域主要貿(mào)易口岸的繁盛場景;對準宋古城墻的城門、炮樓和特殊垛口，畫面會出現(xiàn)古代先民和士兵抵御洪水和抵御外敵的戰(zhàn)爭場面;對準贛州八景之一天竺寺的特定景觀，如山門、廟堂等，畫面會出現(xiàn)宋代大文學家、書法家蘇軾循父親蘇洵足跡造訪題字的場景。

4 結語

歷史文化的傳播與傳承是展現(xiàn)一座城市乃至于一個國家底蘊與風度的表現(xiàn)。在文化與科技高度融合的今天，AR技術使城市歷史文化景觀數(shù)字化建設的展示、保護與傳播更具有易于普及和可推廣等可行性。隨著AR技術的應用，將為城市歷史文化景觀提供全新的藝術表達手段，帶給與人們不同的視聽感受和交互體驗，促進歷史文化景觀審美元素多元化的同時，逐步改變我們觀察、了解、學習城市歷史文化景觀的方式方法，進一步擴大歷史文化的表現(xiàn)、傳播、繼承空間。

參考文獻

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Abstract：With the advent of 5G era and the improvement of AR，the digital construction，display，protection and cultural dissemination of urban historical landscape have more possibilities.Based on the characteristics and application advantages of AR，taking Ganzhou as an example，this paper combs the digitized application of AR's historical and cultural landscape and Construction Strategy Based on AR Technology.

Key words：Augmented Reality （AR） Technology;historical landscape;Cultural Connotation;Digital Construction