金雅萍 戴開宇 戴代新

遺產(chǎn)可視化主要指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)遺產(chǎn)知識(shí)與信息進(jìn)行處理，最終以圖像、視頻、三維模型甚至虛擬現(xiàn)實(shí)等形式通過多媒體或（和）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行展示的過程。根據(jù)不同目的一般分為2種類型：1）為了歷史研究與遺產(chǎn)闡釋，對(duì)遺產(chǎn)歷史信息內(nèi)在結(jié)構(gòu)進(jìn)行可視化，是遺產(chǎn)信息的選擇、組織和圖示化表達(dá)，是一種從歷史現(xiàn)實(shí)到抽象關(guān)系的過程；2）通過三維虛擬復(fù)原，實(shí)現(xiàn)“記憶”的重現(xiàn)，是遺產(chǎn)價(jià)值認(rèn)知的有效途徑。目前遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域三維可視化的研究?jī)?nèi)容主要集中在三維建模的技術(shù)、展示方式以及軟件工具應(yīng)用等方面。近年來有學(xué)者開始意識(shí)到遺產(chǎn)三維可視化評(píng)價(jià)的重要意義，如Bernard Frischer提出，遺產(chǎn)可視化的作用不僅在于公眾交流與教育，也是遺產(chǎn)知識(shí)和信息的數(shù)字化表達(dá)。因此，可視化與虛擬再現(xiàn)研究要求資質(zhì)合格的作者經(jīng)過知名學(xué)者的評(píng)價(jià)，體現(xiàn)良好的學(xué)術(shù)規(guī)范：包括清晰明確的思考方法、可靠的信息來源[1]。然而目前對(duì)其三維可視化的評(píng)價(jià)研究主要集中于對(duì)可視化工具的選擇和比較，對(duì)可視化結(jié)果的真實(shí)性、可靠性、用戶接受程度等方面的研究不多，評(píng)價(jià)方法也局限于照片對(duì)比法。陳小鋼以照片對(duì)比法檢驗(yàn)虛擬景觀的真實(shí)性，分析得到虛擬環(huán)境的遠(yuǎn)景要素、中景要素和近景要素的真實(shí)性程度[2]。Eckart Lange通過一組現(xiàn)實(shí)景觀照片與景觀可視化圖像之間的對(duì)比以及公眾偏好調(diào)查來評(píng)價(jià)可視化的有效性（validity）[3]。學(xué)者們也探討了城市文化遺產(chǎn)三維可視化評(píng)價(jià)的指標(biāo)因子和測(cè)評(píng)方法。Alppeton和Lovett認(rèn)為可視化結(jié)果的真實(shí)性并非與數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)的詳細(xì)程度（lever of detail）完全匹配，并且觀者的感知因素，如準(zhǔn)確性和確定性也受到圖像真實(shí)程度的影響[4]。Ervin指出對(duì)于可視化結(jié)果的評(píng)價(jià)方面主要有模型的視覺推斷結(jié)果是否可靠及可視化各方面因素（真實(shí)性、色彩、可操作性）的對(duì)比，并認(rèn)為評(píng)價(jià)并不局限于“像”或者“喜歡”，可視化的推論性目的（有時(shí)是修辭性目的）在可視化評(píng)價(jià)中尤為重要[5]。Alan MacEachren等總結(jié)了景觀可視化的特征：沉浸性（immersion）、交互性（interactivity）、信息強(qiáng)度（information intensity）以及對(duì)象智能性（intelligence of objects），主要涉及觀者所感知的可視化特征[6]。總體來說，遺產(chǎn)三維可視化的評(píng)價(jià)方法較為單一，尚未建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)價(jià)體系，亟須進(jìn)一步研究。

城市歷史公園是一種典型的城市文化遺產(chǎn)類型。在城市歷史公園三維可視化過程中時(shí)常存在歷史信息的缺失，Arnoud de Boer等探究了在歷史數(shù)據(jù)不充分的條件下非真實(shí)感（non-photorealistic representations）的建模方法，并提出可視化結(jié)果被感知的真實(shí)性應(yīng)如何評(píng)價(jià)的問題[7]，但此方面的研究在國(guó)內(nèi)外仍較缺乏。三維可視化在城市歷史公園的歷史研究、價(jià)值評(píng)價(jià)及活態(tài)保護(hù)中具有重要意義。研究對(duì)城市歷史公園的三維可視化的評(píng)價(jià)進(jìn)行了探索性的研究，基于視覺論證理論提出評(píng)價(jià)框架和指標(biāo)體系，并通過對(duì)上海復(fù)興公園的實(shí)例應(yīng)用進(jìn)行檢驗(yàn)。

1 理論基礎(chǔ)與評(píng)價(jià)框架

城市歷史公園三維可視化過程是對(duì)歷史信息的視覺推斷與再現(xiàn)，無法做到絕對(duì)的正確性，是論證而不是證明的過程，且不屬于演繹推理，因而可以認(rèn)為是一種非形式邏輯論證。此外，由于圖像資料在解讀視覺經(jīng)驗(yàn)、分析解讀景觀空間和形態(tài)上優(yōu)于文獻(xiàn)資料，能夠?yàn)檫z產(chǎn)保護(hù)和修復(fù)提供真實(shí)性和準(zhǔn)確性信息[8]，因而本研究基于視覺論證（visual argument）構(gòu)建城市歷史公園三維可視化的評(píng)價(jià)框架。視覺論證相對(duì)于言語論證（verbal argument）是近年來在邏輯學(xué)方面興起的論證方法，認(rèn)為視覺圖像能對(duì)態(tài)度和信念等方面產(chǎn)生影響，如繪畫、電影片段以及廣告海報(bào)等。視覺論證主要由三部分要素組成：前提、推論與結(jié)論[9]。根據(jù)非形式邏輯的相關(guān)理論，主要從邏輯層面、修辭層面和辯證層面對(duì)論證過程進(jìn)行評(píng)價(jià)[10]74。

1）邏輯層面。評(píng)價(jià)論證過程是否具有邏輯合理性，是否具有說服力。邏輯層面目前主要采用Johnson和Blair的RSA標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，即相關(guān)性（ relevance）、充分性（sufficiency）、可接受性（acceptability ）[11]。

2）修辭層面。評(píng)價(jià)論證的表達(dá)方式是否符合觀者的認(rèn)知，是否有利于有效溝通。修辭層面的幾個(gè)重要因素在于：促進(jìn)有效的溝通、將論點(diǎn)更合適地呈現(xiàn)給觀者或聽者、尊重論證的社會(huì)背景等[10]75。

3）辯證層面。主要針對(duì)論證過程中觀者所提出的質(zhì)疑和反對(duì)，評(píng)估論證者是否對(duì)其進(jìn)行合理的回應(yīng)，或是在辯證過程中對(duì)可能出現(xiàn)的反對(duì)意見給出解釋。Johnson認(rèn)為辯證適當(dāng)性在于3點(diǎn)：①論證者公正準(zhǔn)確地處理每一個(gè)反對(duì)意見；②論證者對(duì)反對(duì)意見的回應(yīng)是充足的；③論證者有序并妥善地處理反對(duì)意見，即處理最重要緊迫的反對(duì)意見[12]。因而辯證層面的標(biāo)準(zhǔn)可總結(jié)為準(zhǔn)確性、充足性和適宜性。

城市歷史公園三維可視化是指從信息獲?。ㄟz產(chǎn)記錄）、數(shù)據(jù)處理、對(duì)數(shù)據(jù)的闡釋和符號(hào)化（遺產(chǎn)闡釋）到展示（遺產(chǎn)展示），最終得到可視化結(jié)果的過程（圖 1）。獲取的信息主要為遺產(chǎn)的歷史圖像、相關(guān)文獻(xiàn)、影像、遺存信息以及激光掃描等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具有系統(tǒng)性的特征；數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)激光掃描、照片攝影法或不清晰的歷史數(shù)據(jù)等存在的誤差進(jìn)行處理，目的在于提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和正確性；闡釋主要包括人為的專業(yè)解讀以及采用可視化技術(shù)的視覺推斷①，具有推斷性和技術(shù)性；展示則是采用相應(yīng)的媒介對(duì)闡釋的結(jié)果進(jìn)行呈現(xiàn)，也包括對(duì)闡釋結(jié)果的渲染等藝術(shù)化操作，使之符合觀者的感知②，因而具有審美性、藝術(shù)性和感知特征（圖1）。

城市歷史公園三維可視化的信息獲取和數(shù)據(jù)處理是論證的前提，闡釋和展示則是推論的過程，最終得到的可視化結(jié)果也是論證的結(jié)論，從視覺論證的邏輯層面、修辭的層面和辯證層面來構(gòu)建評(píng)價(jià)理論框架（圖 2）。

1）邏輯層面。邏輯層面評(píng)價(jià)推斷過程是否具有邏輯嚴(yán)謹(jǐn)性，主要對(duì)數(shù)據(jù)（前提）、方法與技術(shù)（推論）進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則主要有：數(shù)據(jù)的充分性、數(shù)據(jù)的可靠性、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、闡釋方法的嚴(yán)謹(jǐn)性以及可視化技術(shù)的適用性等。

2）修辭層面。修辭層面衡量論證的有效溝通，主要對(duì)可視化結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于可視化結(jié)果需要被使用者感知后才能被理解、接受和使用，因而使用者的認(rèn)知程度和感知性成為評(píng)價(jià)中的重要影響因素，評(píng)價(jià)準(zhǔn)則主要為：三維可視化結(jié)果的可接受性及感知性等。

3）辯證層面。辯證層面考量論證者與觀眾或聽者之間的反饋及爭(zhēng)議等，在城市歷史公園三維可視化語境下，通過反饋機(jī)制對(duì)使用者的信息進(jìn)行辯證及解釋并進(jìn)一步修改可視化結(jié)果。

其中評(píng)價(jià)要素的含義如下：

1）數(shù)據(jù)。是指在基于計(jì)算機(jī)的三維可視化中考慮到或?qū)ζ溆兄苯佑绊懙乃袛?shù)字與非數(shù)字信息③。評(píng)估歷史數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，以及數(shù)據(jù)的量對(duì)于可視化結(jié)果是否具有充分性。

2）方法與技術(shù)。是指三維可視化過程中采用的所有歷史考證、歷史推斷以及計(jì)算機(jī)三維可視化技術(shù)。評(píng)價(jià)闡釋是否具有歷史事實(shí)性，推斷是否嚴(yán)謹(jǐn)合理與客觀，是否反映遺產(chǎn)的價(jià)值，以及選取的三維可視化技術(shù)是否適用。

3）可視化結(jié)果。是指三維可視化得到的成果及其表現(xiàn)或展示方式。評(píng)價(jià)中考慮信息接收的對(duì)象，觀者的認(rèn)知度和接受度，即可視化的內(nèi)容是否能夠被觀看者所理解、信息傳遞的有效性。

4）后評(píng)價(jià)。是指三維可視化全過程中對(duì)他人的質(zhì)疑或提議所作出的回應(yīng)。評(píng)價(jià)是否存在反饋機(jī)制并對(duì)可視化結(jié)果及時(shí)修正更新。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定需要深入研究城市歷史公園三維可視化過程中的各要素的具體特征，涉及多個(gè)學(xué)科，因而需要由跨學(xué)科的專家組成團(tuán)隊(duì)進(jìn)行指標(biāo)的確定，才能保證三維可視化評(píng)價(jià)體系的客觀性、綜合性及權(quán)威性。研究采用Delphi專家調(diào)查法綜合各領(lǐng)域的專家，建立詳細(xì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。Delphi專家調(diào)查法較為成熟，被廣泛接受和使用，但是也存在專家之間缺少交流，具有一定的主觀性，容易受研究組織者的影響和忽視少數(shù)人意見等問題。為此，研究不僅邀請(qǐng)跨學(xué)科的專家，減少專業(yè)意見的偏差，而且組織了多輪專家打分，每次將專家反饋意見都呈現(xiàn)在問卷中，促進(jìn)專家進(jìn)行較為全面的思考；并且對(duì)問卷進(jìn)行了詳細(xì)說明，在問卷設(shè)計(jì)上謹(jǐn)慎措辭，保證問卷的客觀性；權(quán)重制定過程中，結(jié)合了基于群策的層次分析法提高科學(xué)性。評(píng)價(jià)體系構(gòu)建方法見詳表1。

表1 城市歷史公園三維可視化評(píng)價(jià)體系構(gòu)建方法Tab. 1 Method for constructing 3D visualization evaluation system of historic urban parks

2.1 確定指標(biāo)因子

根據(jù)研究所涉及的相關(guān)領(lǐng)域確認(rèn)各個(gè)研究領(lǐng)域的專家（如各領(lǐng)域影響力較大的論文作者），以及專家之間的相互推薦，得到專家信息提名表，主要由來自遺產(chǎn)保護(hù)、遺產(chǎn)可視化、歷史研究、計(jì)算機(jī)技術(shù)等研究領(lǐng)域22名專家組成?；谏衔牡脑u(píng)價(jià)框架，總結(jié)城市歷史公園三維可視化評(píng)價(jià)要素（表2）。

表2 城市歷史公園三維可視化評(píng)價(jià)要素Tab. 2 Elements of 3D visualization evaluation of historic urban parks

隨后采用Delphi方法進(jìn)行問卷調(diào)查確定評(píng)價(jià)因子，經(jīng)過了三輪調(diào)研，統(tǒng)計(jì)分析第二輪和第三輪結(jié)果（表3）。

表3 Delphi第二輪和第三輪Kendall’s W協(xié)調(diào)系數(shù)對(duì)比Tab. 3 Comparison of Delphi’s 2nd and 3rd rounds of Kendall's W coordination coefficients

采用1～9作為標(biāo)度，通過建立兩兩判斷矩陣，并通過歸一化處理后，最終得到的各層次的指標(biāo)權(quán)重值（表4）。

3 實(shí)證應(yīng)用與檢驗(yàn)

研究選取上海復(fù)興公園作為可視化評(píng)價(jià)的實(shí)證研究，檢驗(yàn)城市歷史公園三維可視化評(píng)價(jià)體系的可行性。上海復(fù)興公園于1909年建成，是法租界公董局在原顧家宅兵營(yíng)的基礎(chǔ)上修建而成，歷經(jīng)多次改擴(kuò)建，如今是上海唯一一座保存較好的法式公園，在城市歷史公園中具有代表性和典型性。研究團(tuán)隊(duì)首先針對(duì)復(fù)興公園1926—1935年的歷史場(chǎng)景進(jìn)行了三維可視化[13]。由于評(píng)價(jià)中不可避免地存在不確定性與模糊性，因而此次評(píng)價(jià)采用模糊綜合評(píng)價(jià)法（fuzzy comprehensive evaluation，簡(jiǎn)稱FCE）[14]。

3.1 評(píng)價(jià)主體

采用表4中的評(píng)價(jià)指標(biāo)，由專家和公眾進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中數(shù)據(jù)、方法和技術(shù)方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)較為專業(yè)和客觀，采用專家評(píng)價(jià)；展示結(jié)果的評(píng)價(jià)與三維可視化的目的和受眾關(guān)系更為密切，此部分由專家和公眾共同評(píng)價(jià)。此外，對(duì)復(fù)興公園的歷史及現(xiàn)狀是否有了解在一定程度上會(huì)影響評(píng)價(jià)者對(duì)三維可視化結(jié)果的評(píng)價(jià)，需要對(duì)公眾進(jìn)一步分組，分為當(dāng)?shù)毓姡òㄋ袑?duì)上海近代公園尤其是復(fù)興公園有所了解的公眾）與非當(dāng)?shù)毓姡ㄖ笇?duì)上海近代公園尤其是復(fù)興公園完全不了解的公眾）兩組分別進(jìn)行評(píng)價(jià)與統(tǒng)計(jì)分析。最終評(píng)價(jià)主體分為3組：專家、當(dāng)?shù)毓娕c非當(dāng)?shù)毓姟?/p>

3.2 評(píng)價(jià)過程

3.2.1 成果展示與說明

研究團(tuán)隊(duì)通過微信公眾號(hào)發(fā)布了復(fù)興公園三維可視化的過程與結(jié)果，展示了復(fù)興公園的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及三維可視化過程的解釋說明，可分別見《復(fù)興公園歷史圖像資料——上海近代公園三維可視化評(píng)價(jià)》④及《復(fù)興公園1926年—1935年場(chǎng)景復(fù)原及評(píng)價(jià)》⑤。前者整理并展示了復(fù)興公園的歷史圖像，并詳細(xì)列出圖像資料清單，說明了每張圖像的內(nèi)容及來源。后者首先展示了復(fù)興公園1926—1935年場(chǎng)景三維可視化的成果，并分別對(duì)復(fù)興公園概況、歷史資料現(xiàn)狀、三維可視化方法與技術(shù)、三維可視化軟件的選取、三維可視化建構(gòu)詳細(xì)過程、可視化評(píng)價(jià)問卷及反饋方式等進(jìn)行了說明。

3.2.2 數(shù)據(jù)收集與問卷設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)收集方式采用網(wǎng)絡(luò)問卷，通過微信公眾號(hào)進(jìn)行發(fā)布。問卷針對(duì)專家和公眾分別設(shè)計(jì)，采用表4中的評(píng)價(jià)指標(biāo)分別設(shè)置問題，評(píng)價(jià)等級(jí)采用李克特量表，分為“非常好、好、一般、不好、非常不好”5個(gè)等級(jí)（表4）。

表4 城市歷史公園三維可視化評(píng)價(jià)指標(biāo)及權(quán)重Tab. 4 Evaluation indicators and weights of 3D visualization of historic urban parks

3.3 結(jié)果與分析

問卷有效回收100份，其中專家組9份，當(dāng)?shù)毓娊M13份，非當(dāng)?shù)毓娊M78份。數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析采用YAAHP11.3版本的模糊綜合評(píng)價(jià)分析功能，分別對(duì)專家組、當(dāng)?shù)毓娊M與非當(dāng)?shù)毓娊M進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表 5）。

表5 各組綜合等級(jí)隸屬度Tab. 5 Comprehensive level membership of each group

綜合等級(jí)隸屬度反映出各組對(duì)復(fù)興公園三維可視化各指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，專家組的最大隸屬度為0.663 5，屬于“好”等級(jí)；當(dāng)?shù)毓娕c非當(dāng)?shù)毓娮畲箅`屬度分別為0.421 1和0.494 0，均屬于“好”等級(jí)。因而總體而言，復(fù)興公園1926—1935年場(chǎng)景三維可視化的評(píng)價(jià)綜合等級(jí)為“好”。

此外，分別對(duì)三組的綜合評(píng)分及各指標(biāo)的評(píng)價(jià)得分進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。各組綜合評(píng)分分別為：專家組3.795 5，當(dāng)?shù)毓娊M4.220 5，非當(dāng)?shù)毓娊M4.026 3。從各指標(biāo)評(píng)價(jià)得分表可分析各組對(duì)各層次各指標(biāo)評(píng)價(jià)的相對(duì)高低。對(duì)于要素層，專家組對(duì)此次三維可視化的方法與技術(shù)和后評(píng)價(jià)部分評(píng)價(jià)相對(duì)較高（評(píng)分分別為3.833 3和3.805 6）。對(duì)于準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)較高的為：信息透明、數(shù)據(jù)可靠性、歷史考證的事實(shí)性及歷史推斷的合理性（評(píng)分分別為4.166 7、3.944 4、3.888 9和3.888 9）。對(duì)于因子層評(píng)分較高的為：信息公開程度、信息記錄、推斷的嚴(yán)謹(jǐn)性、動(dòng)靜態(tài)呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)空間范圍、數(shù)據(jù)來源、技術(shù)與成果之間信息含量的一致性及用戶可操作性（評(píng)分分別為4.222 2、4.111 1、4.111 1、4.111 1、4.000 0、4.000 0、4.000 0和4.000 0）。當(dāng)?shù)毓娕c非當(dāng)?shù)毓娋鶎?duì)信息透明、修正更細(xì)及交互性的評(píng)分較高，對(duì)真實(shí)感的評(píng)分最低，其原因可能在于三維可視化細(xì)節(jié)程度不佳。

4 結(jié)論

本研究以視覺論證作為理論基礎(chǔ)，從邏輯層面、修辭層面和辯證層面建立了城市歷史公園三維可視化評(píng)價(jià)框架，并通過Delphi專家調(diào)查法及層次分析法構(gòu)建指標(biāo)體系，以上海復(fù)興公園為實(shí)證對(duì)象，檢驗(yàn)了評(píng)價(jià)體系的有效性及可行性。以視覺論證評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)為理論基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)在于，能夠使三維可視化評(píng)價(jià)拓展至包括對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的考證、采用的方法技術(shù)的對(duì)比評(píng)估、闡釋及推斷過程的嚴(yán)謹(jǐn)性以及展示方法的適宜性等方面，從而建立一個(gè)全面、綜合、系統(tǒng)的城市歷史公園三維可視化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。但是需要指出的是，通過Delphi法獲取的指標(biāo)因子和權(quán)重不可避免地仍具有主觀性。此外，采用該評(píng)價(jià)體系及評(píng)價(jià)方法可以對(duì)基于不同可視化方法的同一近代公園的同一歷史時(shí)期進(jìn)行三維可視化評(píng)價(jià)，通過對(duì)比分析得出最適用于該公園三維可視化的方法，以期總結(jié)得出不同可視化方法對(duì)于不同類型的近代公園的適用性，此部分研究仍有待進(jìn)一步思考與探索。

注釋(Notes)：

① 《艾蘭姆憲章》中對(duì)“闡釋”的定義為：為了提高公眾文化遺產(chǎn)意識(shí)、增加對(duì)文化遺產(chǎn)理解的所有可能的活動(dòng)，包括印刷品、電子產(chǎn)品、公眾講座、現(xiàn)場(chǎng)裝置和相關(guān)的非現(xiàn)場(chǎng)裝置、教育項(xiàng)目、社區(qū)活動(dòng)，以及相關(guān)的持續(xù)性研究、培訓(xùn)和評(píng)估。因而可以認(rèn)為本文可視化過程中的“闡釋”符合上述定義。

② 《艾蘭姆憲章》中對(duì)“展示”的定義為：特指借助于對(duì)文化遺產(chǎn)闡釋信息的整理、提供易達(dá)性以及展示設(shè)備等將遺產(chǎn)闡釋的內(nèi)容與公眾進(jìn)行溝通。

③ 參照《倫敦憲章》中對(duì)歷史資料的定義。

④ 引自：https://mp.weixin.qq.com/s/Xg0C2BrLLY5JsFNNu R8nEw。

⑤ 引自：https://mp.weixin.qq.com/s/Z7WZ7cyKX5xxCFh8n y3Aow。

圖表來源(Sources of Figures and Tables)：

文中圖表均由作者繪制。