陳曉皎，苗甜，唐曉騰，陳為，王小松,1b,2

（1.浙江大學(xué) a.藝術(shù)與考古學(xué)院b.藝術(shù)與考古圖像數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室c.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310000；2.浙江-新加坡人工智能與創(chuàng)新設(shè)計(jì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室, 杭州 310000；）

“文化遺產(chǎn)”是隨著時(shí)代發(fā)展留下的歷史寶貴財(cái)富，通常隨著國家、民族或者群體的社會(huì)發(fā)展進(jìn)程而不斷涌現(xiàn)更迭，這種財(cái)富伴隨著極強(qiáng)的傳承性，構(gòu)成這個(gè)國家、民族或者群體所獨(dú)有的文化特征，具有獨(dú)特性、不可替性和不可逆性。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國都陸續(xù)展開針對(duì)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)工作，對(duì)其進(jìn)行客觀、真實(shí)、全面的數(shù)據(jù)記錄保存，并將其轉(zhuǎn)化為可供檢索、學(xué)習(xí)、傳播和展示的數(shù)據(jù)資源。將數(shù)字化技術(shù)手段運(yùn)用于文化遺產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行保護(hù)傳承，不僅是對(duì)文物遺跡的記錄修復(fù)與重現(xiàn)，更重要的是利用新興的技術(shù)手段與理念形式，以全新的模式迎接新的機(jī)遇與發(fā)展。文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)種類多樣、信息繁雜，將其進(jìn)行可視化呈現(xiàn)易于用戶理解使用，因此在梳理總結(jié)國內(nèi)外數(shù)字化進(jìn)程以及數(shù)字化流程體系的基礎(chǔ)之上，還應(yīng)當(dāng)對(duì)國內(nèi)文化遺產(chǎn)可視化案例進(jìn)行分析，歸納文化遺產(chǎn)可視化呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息及目標(biāo)用戶，對(duì)可視化案例進(jìn)行分類，并提出針對(duì)不同圖表類型的應(yīng)用場景，為后續(xù)文化遺產(chǎn)可視化工作提供參考。

1 數(shù)字化助力文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承

1.1 文化遺產(chǎn)概念及其數(shù)字化

文化遺產(chǎn)是時(shí)代發(fā)展留給人類的歷史財(cái)富?？梢詫⑵浞譃閮煞N，一是物質(zhì)文化遺產(chǎn)，包括古代文物、樓宇建筑、文化遺址，具有考古價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值；二是非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，即以非物質(zhì)形態(tài)存在的、世代相承的、與人類生活緊密聯(lián)系的各類傳統(tǒng)藝術(shù)表達(dá)與文化場所。文化遺產(chǎn)蘊(yùn)含著人類對(duì)于世界的思考，是智慧的結(jié)晶、文明的瑰寶，是社會(huì)生活的重要產(chǎn)物。

文化遺產(chǎn)數(shù)字化是針對(duì)可移動(dòng)文物和不可移動(dòng)文物的數(shù)字化保護(hù)、復(fù)原與展示。利用不斷發(fā)展的數(shù)字技術(shù)手段，對(duì)文化遺產(chǎn)內(nèi)容進(jìn)行梳理與歸納，客觀、真實(shí)、全面地記錄與保存文化遺產(chǎn)的基本信息與核心價(jià)值，使他們能夠獲得科學(xué)、有序的數(shù)據(jù)管理，并擁有持續(xù)重現(xiàn)的虛擬能力[1]。

1.2 文化遺產(chǎn)數(shù)字化意義

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步使人類的交流溝通、知識(shí)傳播的方式也隨之發(fā)生變化，當(dāng)今時(shí)代科技與藝術(shù)的融合愈加緊密，新興數(shù)字化手段必將引領(lǐng)文化遺產(chǎn)發(fā)展的變革。數(shù)字信息技術(shù)的興起，使人們不僅可以完好地記錄保存靜態(tài)的實(shí)體化文化遺產(chǎn)，也能夠更好地記錄動(dòng)態(tài)的無形化非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，它打破了過去傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)保護(hù)方式的限制，一方面為現(xiàn)有文化遺產(chǎn)的記錄、保護(hù)、展示和傳播提供更加豐富的技術(shù)選擇，可以進(jìn)行數(shù)字化復(fù)制備份以便于對(duì)文物資源的學(xué)習(xí)研究。另一方面數(shù)字化為已經(jīng)損毀或消逝的文化遺產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)行再現(xiàn)和修復(fù)、解決文化遺產(chǎn)保護(hù)過程中的許多問題尋找到一個(gè)突破口，有助于文化遺產(chǎn)的再生和應(yīng)用。

相對(duì)于傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的保護(hù)而言，文化遺產(chǎn)保護(hù)的數(shù)字化擺脫地理、物理的局限，實(shí)現(xiàn)由實(shí)物導(dǎo)向到信息導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變，使文化遺產(chǎn)的保護(hù)朝著超越時(shí)間、廣泛空間和深入信息的方向發(fā)展，給文化遺產(chǎn)傳承和利用帶來新發(fā)展路徑和生機(jī)。

一直以來，我國對(duì)文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承都持重視態(tài)度，近年來，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了相繼出臺(tái)《關(guān)于加強(qiáng)文物保護(hù)利用改革的若干意見》等文件，在重視文物保護(hù)的基礎(chǔ)之上，提出了針對(duì)關(guān)于文物數(shù)字化保護(hù)的相關(guān)要求[2]。國務(wù)院辦公廳“十四五”規(guī)劃中提出“分類采集梳理文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)，建設(shè)國家文化大數(shù)據(jù)體系”也意味著我國將進(jìn)一步提升文物保護(hù)力度，對(duì)文物保護(hù)進(jìn)行深入分析、發(fā)展文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)。

1.3 文化遺產(chǎn)數(shù)字化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

文化遺產(chǎn)數(shù)字化研究伴隨著技術(shù)發(fā)展而不斷提升數(shù)字化技術(shù)手段。國外相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者對(duì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化的研究開展較早，前期研究重點(diǎn)是針對(duì)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化采集和數(shù)字化記錄。20 世紀(jì)90 年代，Ogleby總結(jié)歸納攝影測量技術(shù)在文化遺址中的應(yīng)用，從測量中推導(dǎo)出三維模型并對(duì)文化古跡進(jìn)行可視化處理[3]。隨著技術(shù)的不斷推進(jìn)，文化遺產(chǎn)數(shù)字化由二維向三維轉(zhuǎn)換，F(xiàn)oni 等對(duì)文化遺產(chǎn)項(xiàng)目的傳統(tǒng)和現(xiàn)代數(shù)字2D/3D 視覺表示方法進(jìn)行分類；George Pavlidisa 等[4]整理回顧了適用于文化遺產(chǎn)記錄的三維數(shù)字化方法。A Belhi 等[5]展示了文物數(shù)字化處理與保護(hù)的研究進(jìn)展，指出相對(duì)于物質(zhì)文化遺產(chǎn)而言，非物質(zhì)文化遺產(chǎn)借助于數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)行長期保存。Dimoulas 等[6]建議利用非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的視聽數(shù)字化來更新歸檔、傳播和管理，強(qiáng)調(diào)數(shù)字化的文化遺產(chǎn)內(nèi)容應(yīng)該是原創(chuàng)的。并且制作戲劇和紀(jì)錄片可以提高用戶的參與度。近年來，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文化遺產(chǎn)方面的大量的應(yīng)用，主要是文物和遺址的修復(fù)重建，重現(xiàn)文化遺產(chǎn)原本的風(fēng)貌。MK Bekele 等[7]探討增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)的未來研究方向及其對(duì)文化遺產(chǎn)領(lǐng)域的影響，提出虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)可以使文化遺產(chǎn)能夠以數(shù)字方式訪問，尤其是在物理訪問受到限制的情況下。

國內(nèi)學(xué)者在文化遺產(chǎn)數(shù)字化領(lǐng)域的研究中，賈秀清等[8]對(duì)當(dāng)前數(shù)字技術(shù)在我國文物的利用和面臨的問題進(jìn)行了分析，提出了當(dāng)代的文化保護(hù)需求，并結(jié)合國內(nèi)外的相關(guān)案例，試圖探尋我國數(shù)字文物的保護(hù)與傳承新途徑。駱曉紅[9]研究國內(nèi)外博物館數(shù)字文化建設(shè)，重點(diǎn)從良渚博物院入手，梳理和論述了文物數(shù)字采集和文物數(shù)字展示的基本過程。在數(shù)字技術(shù)層面，秦曉珠等對(duì)數(shù)字孿生技術(shù)在文物數(shù)字化方面的應(yīng)用，進(jìn)行了初步的構(gòu)想，并對(duì)其在今后發(fā)展中所遇到的問題和現(xiàn)狀進(jìn)行了討論[10]。郝偉斌從三個(gè)層次分析文化遺產(chǎn)智慧檔案建設(shè)的理念和意義，依據(jù)相關(guān)政策及建設(shè)環(huán)境，從數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方面探討了文化遺產(chǎn)檔案智慧數(shù)據(jù)資源建設(shè)的可行性路徑[11]。在數(shù)字傳播方面，潘志庚等[12]整理和總結(jié)了中外文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示和互動(dòng)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，如數(shù)字化建模、數(shù)字化呈現(xiàn)和人機(jī)互動(dòng)進(jìn)行深入討論。賀艷等通過分析和總結(jié)沉浸交互展覽的內(nèi)容策劃、體驗(yàn)設(shè)計(jì)及空間設(shè)計(jì)，探討文化遺產(chǎn)數(shù)字化闡釋的創(chuàng)新展示手段[13]。

2 文化遺產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化手段在文化遺產(chǎn)的保護(hù)與復(fù)原中取得矚目成效，文化遺產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程見圖1。早在20 世紀(jì)70 年代，文化遺產(chǎn)相關(guān)機(jī)構(gòu)及學(xué)者就開始嘗試通過攝影、錄像、臨摹等數(shù)字媒體技術(shù)手段記錄文化遺產(chǎn)相關(guān)信息，推動(dòng)完善和鼓勵(lì)文化遺產(chǎn)項(xiàng)目的數(shù)字化。在20 世紀(jì)80 年代至90 年代的這段時(shí)間里，掃描是采集歷史內(nèi)容數(shù)字版本最常用的方法，掃描儀通常與傳統(tǒng)攝影結(jié)合使用，采集物體或文本的照片，并將生成的幻燈片、照片或微縮膠片轉(zhuǎn)換為數(shù)字版本。最早的數(shù)字化項(xiàng)目之一是華盛頓國家檔案和記錄管理局于1984 年發(fā)起的“光學(xué)數(shù)字圖像存儲(chǔ)系統(tǒng)（ODISS）”，旨在測試數(shù)字圖像和光盤技術(shù)在復(fù)制、存儲(chǔ)和檢索檔案文件方面的效用。

圖1 文化遺產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程Fig.1 Cultural heritage digitization process

進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代，隨著采集和處理設(shè)備成本的下降及資源使用的增加，許多圖書館、檔案館和博物館等開始對(duì)他們的藏品進(jìn)行更大規(guī)模的數(shù)字化。聯(lián)合國教科文組織于1992 年啟動(dòng)了“世界記憶”計(jì)劃，該項(xiàng)目嘗試運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)和數(shù)字化手段，推動(dòng)世界范圍內(nèi)文化遺產(chǎn)資源的保存與傳播；1994 年，美國發(fā)起數(shù)字圖書館項(xiàng)目，并于次年啟動(dòng)“美國記憶”項(xiàng)目。G7 全球數(shù)字圖書館集團(tuán)于1995 年由法、日、美、英、加、德、意等7 國圖書館共同參與組建，旨在從融合現(xiàn)有數(shù)字化項(xiàng)目中形成更大范圍的知識(shí)虛擬館藏以更好地為民眾服務(wù)。我國也在1996 年推動(dòng)國家數(shù)字圖書館工程，開啟文化資源的數(shù)字化進(jìn)程。

與此同時(shí)，在3D 技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的支撐下，文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)進(jìn)入三維時(shí)代。斯坦福大學(xué)和華盛頓大學(xué)在1998 年到1999 年間進(jìn)行的數(shù)字米開朗基羅項(xiàng)目，將米開朗基羅的雕塑和建筑數(shù)字化。虛擬博物館、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫與游戲等也初步應(yīng)用于文化遺產(chǎn)的數(shù)字化展示。1998 年，希臘文化遺產(chǎn)機(jī)構(gòu)希臘世界基金會(huì)成立“VR 部”，用戶可以在米利圖斯古城的虛擬現(xiàn)實(shí)場景中穿行并進(jìn)行互動(dòng)。

隨著21 世紀(jì)的到來，谷歌和微軟等商業(yè)信息提供者的出現(xiàn)進(jìn)一步促進(jìn)文化遺產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程，計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展可以支持用戶在龐大的數(shù)字化內(nèi)容庫中進(jìn)行搜索。然而數(shù)字化舉措也帶來了一系列版權(quán)及訪問問題，引起了對(duì)文化和遺產(chǎn)內(nèi)容的數(shù)字化版本所有權(quán)的潛在利用問題探討。三維掃描技術(shù)和攝影測量技術(shù)的進(jìn)步使其更加廣泛地被應(yīng)用于文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄的過程當(dāng)中，三維建模和虛擬博物館成為這個(gè)時(shí)期的熱點(diǎn)問題。2007 年，“羅馬重生”的工程運(yùn)用數(shù)字技術(shù)虛擬重建了公元320 年的羅馬古城，其中包括居民建筑、街道巷尾、斗獸場等7000 余座建筑。同年，日本運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)對(duì)犬山城進(jìn)行了虛擬復(fù)原，我國提出“數(shù)字圓明園”項(xiàng)目，利用如虛擬漫游等技術(shù)全面展示圓明園完整景象。2008 年，Europeana 項(xiàng)目對(duì)歐洲文化遺產(chǎn)領(lǐng)域所具有的代表性內(nèi)容進(jìn)行整合，基于PATHS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了歐洲的圖書館、檔案館和博物館數(shù)據(jù)資源的一站式瀏覽與檢索，為民眾了解歐洲文化提供便捷途徑。

近十余年來，文化遺產(chǎn)數(shù)字化網(wǎng)站已經(jīng)越來越趨于完善，2012 年啟動(dòng)的谷歌藝術(shù)計(jì)劃融合了當(dāng)時(shí)最為先進(jìn)的技術(shù)，采用3D 掃描的方式對(duì)世界各國博物畫作品的超高分辨率照片，展出了超千件藝術(shù)品讓世界各國的網(wǎng)友進(jìn)行鑒賞。在中國，中國國家圖書館于2011 年10 月1 日起正式對(duì)外特別推出《故宮珍藏》系列展覽，讓人們能更全面地了解這些藏品的藝術(shù)價(jià)值和收藏價(jià)值。

在此基礎(chǔ)之上，更多先進(jìn)的技術(shù)也被應(yīng)用其中，如2013 年意大利瑪?shù)卢攲m博物館使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)幫助游客進(jìn)行游覽。2014 年，我國數(shù)字敦煌數(shù)字展示中心建成使用，運(yùn)用全景攝影技術(shù)展示洞窟。

目前，文化遺產(chǎn)數(shù)字化逐步從利用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和WEB 形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享的階段轉(zhuǎn)化為綜合運(yùn)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)交互的階段。故宮博物院數(shù)字化程度在國內(nèi)博物館中首屈一指，自2015年起相繼推出多款文化創(chuàng)意APP、智能導(dǎo)覽APP 等，進(jìn)一步推動(dòng)文化遺產(chǎn)的傳播與發(fā)展。由此可見，在文化遺產(chǎn)數(shù)字化的進(jìn)程當(dāng)中，技術(shù)手段的進(jìn)步為數(shù)字化保護(hù)提供了更多的可能性，目前為止，文化遺產(chǎn)數(shù)字化發(fā)展歷程及技術(shù)手段應(yīng)用，見圖2。

圖2 文化遺產(chǎn)數(shù)字化發(fā)展歷程及技術(shù)手段應(yīng)用Fig.2 The development process and application of technical means of cultural heritage digitization

3 文化遺產(chǎn)數(shù)字化流程體系

文化遺產(chǎn)數(shù)字化流程可大致分為3 個(gè)階段，第1階段是文化遺產(chǎn)數(shù)字采集與處理；第2 階段是文化遺產(chǎn)數(shù)字保存與管理；第3 階段是文化遺產(chǎn)數(shù)字展示與傳播。也可將其依次視為數(shù)據(jù)層、資源層和應(yīng)用層，在文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)復(fù)原過程當(dāng)中，信息傳播的水平根據(jù)層級(jí)依次提升，見圖3。

圖3 文化遺產(chǎn)數(shù)字化流程體系Fig.3 Cultural heritage digitization system

3.1 數(shù)字采集與處理

數(shù)據(jù)的采集工作是進(jìn)行文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)庫搭建的基礎(chǔ)，這是文物數(shù)字化工作的開端。文物數(shù)據(jù)采集指的是借助數(shù)字化方式對(duì)文物自身的相關(guān)信息特征進(jìn)行分類記錄建檔，以識(shí)別和提取其物理、化學(xué)或語義屬性。針對(duì)物質(zhì)文化遺產(chǎn)類的采集，其中圖像可以描述為顏色、線條、形狀、主題、風(fēng)格等；三維物體可以描述為體積、材料、重量等；而在物質(zhì)文化遺產(chǎn)類型中，聲音可以描述為音調(diào)、音高、節(jié)奏等；一個(gè)事件可以描述為時(shí)間、地點(diǎn)、人物、形式等[14]。然后可以根據(jù)目標(biāo)屬性的特點(diǎn)來選擇數(shù)據(jù)收集方法。

根據(jù)所要采集的對(duì)象、信息、要求的不同等，所采用的技術(shù)和方法也有不同。對(duì)于小型文物的信息采集常用近景攝影測量、激光三維掃描等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，將文化遺產(chǎn)轉(zhuǎn)化為數(shù)字格式和數(shù)字模型，而在大規(guī)模文化遺產(chǎn)信息采集過程中常用的有光學(xué)遙感、多光譜遙感、機(jī)載激光考古調(diào)查等方法[15]，非文本數(shù)據(jù)（或多媒體數(shù)據(jù)）如圖像、視頻和音頻有不同的存儲(chǔ)格式。

這個(gè)階段的數(shù)據(jù)處理是指對(duì)采集的信息進(jìn)行格式的轉(zhuǎn)化和圖像的處理，經(jīng)過處理后，歷史文化資源數(shù)字化的信息價(jià)值和依托網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平將會(huì)得到大大提升。

3.1.1 攝影測量

攝影測量是一種利用相機(jī)測量物體的形狀、大小和空間位置的方法，其基本原理是利用光學(xué)相機(jī)、理想孔型、像差計(jì)算等來確定物體的形狀、大小、位置、屬性和關(guān)系。攝影測量學(xué)涉及拍攝物體并使用一個(gè)或多個(gè)圖像進(jìn)行處理，并研究理論、設(shè)備、技術(shù)、方法和裝置，以產(chǎn)生測量結(jié)果的圖形和數(shù)字輸出。與三維掃描技術(shù)不同，攝影測量不需要通過激光或結(jié)構(gòu)光來人工創(chuàng)造特征。美國數(shù)字化卷軸畫項(xiàng)目及日本洛中洛外圖屏風(fēng)數(shù)字成像均是運(yùn)用相機(jī)采集文化遺產(chǎn)影像數(shù)據(jù)。

3.1.2 三維掃描

三維掃描的目的是獲得關(guān)于物體空間形態(tài)的結(jié)構(gòu)和顏色的信息，其重要意義是可以把對(duì)象的三維信息變成可以在計(jì)算機(jī)中直接進(jìn)行加工的數(shù)字信號(hào)，從而給對(duì)象數(shù)字化帶來方便快捷的途徑。激光三維掃描和結(jié)構(gòu)光三維掃描是適用于文化遺產(chǎn)三維采集的主要技術(shù)。早期的三維掃描技術(shù)，如用探針在固體物體表面進(jìn)行接觸性掃描，以確定坐標(biāo)系裝置的三維性，通常會(huì)對(duì)文化遺產(chǎn)造成損害，當(dāng)然也不是為了獲取三維文化遺產(chǎn)。三維掃描通常產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)云模型，隨后進(jìn)行數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、數(shù)據(jù)去噪、數(shù)據(jù)精簡、數(shù)據(jù)分割。數(shù)字米開朗基羅項(xiàng)目、巴戎寺掃描測繪、龍門石窟數(shù)字化項(xiàng)目等都是通過三維掃描技術(shù)手段來獲取文化遺產(chǎn)表面形態(tài)及空間信息，創(chuàng)建數(shù)字檔案，為后續(xù)建模提供數(shù)據(jù)支撐。

3.1.3 3S 技術(shù)

3S 技術(shù)包括GPS、遙感（RS）和GS，它們共同構(gòu)成了實(shí)時(shí)智能且自動(dòng)化的地理信息系統(tǒng)。它是分析空間信息、及時(shí)捕獲、處理、更新和動(dòng)態(tài)地理過程和提供決策支持信息的有力工具。近年來，3S 技術(shù)已經(jīng)在文物保護(hù)監(jiān)測、考古調(diào)查和文物保護(hù)研究中扮演著日益重要的角色。我國京杭大運(yùn)河沿線的遺址與文物的調(diào)查和保護(hù)運(yùn)用到3S 的數(shù)字化技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)文化遺產(chǎn)空間數(shù)據(jù)的展示。

3.2 數(shù)字保存與管理

數(shù)字保存指的是對(duì)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，通過多種方式對(duì)文化資源進(jìn)行全方位儲(chǔ)存。由于廣泛使用數(shù)字技術(shù)來捕獲和存儲(chǔ)文化遺產(chǎn)，為未來保存這些數(shù)據(jù)的需求變得非常重要，特別是因?yàn)橘Y產(chǎn)的高價(jià)值。由于處理系統(tǒng)性能的提高和檔案媒體成本的下降，數(shù)字保存變得比物理保存更可靠。數(shù)字管理與數(shù)字保存二者有著密切關(guān)系，想要實(shí)現(xiàn)文化資源數(shù)字化保存目標(biāo)，數(shù)字化管理是關(guān)鍵步驟[16]。

當(dāng)前，數(shù)字化文化遺產(chǎn)保護(hù)和管理研究主要圍繞圖書館，檔案館與博物館三個(gè)方面展開，簡稱為LAM，它們是傳播知識(shí)、文化和信息的重要渠道，知識(shí)管理作為一種重要的公共文化組織，在社會(huì)中起著決定性的作用，也是公共文化服務(wù)體系最為核心的組成部分。近年來，國際圖聯(lián)、聯(lián)合國教科文等國際組織都在致力于“三館”合作的探索與實(shí)踐，并且取得了令人矚目的成績，LAM 協(xié)作正是公共文化組織為了更好地適應(yīng)大眾對(duì)文化信息日益增長的多元需求、加強(qiáng)文化遺產(chǎn)保護(hù)、推動(dòng)大眾學(xué)習(xí)、促進(jìn)創(chuàng)新，在數(shù)字信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的共同作用下發(fā)展起來。

3.2.1 數(shù)字圖書館

數(shù)字圖書館就是利用數(shù)字技術(shù)加工并儲(chǔ)存各種數(shù)字圖形或者文本文件，是支持多媒體制作為中心的分布式信息系統(tǒng)。利用數(shù)字技術(shù)，來自不同媒體和地區(qū)的各種信息資源被儲(chǔ)存起來，并可以通過面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)在地區(qū)之間進(jìn)行查詢和傳輸，包括處理、存儲(chǔ)、檢索、傳輸和使用數(shù)字信息資源等環(huán)節(jié)。著名的數(shù)字圖書館項(xiàng)目（“美國國會(huì)圖書館”主導(dǎo)開發(fā)的世界數(shù)字圖書館及歐盟主導(dǎo)創(chuàng)辦的Europeana）將無價(jià)的文化資源數(shù)字化，讓讀者在網(wǎng)絡(luò)上即可取得文化遺產(chǎn)資源。

3.2.2 數(shù)字檔案館

數(shù)字檔案館支持內(nèi)容管理、信息集成和數(shù)據(jù)長久保存，作為主要管理電子文件和檔案等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的數(shù)字檔案館，它不僅是一個(gè)數(shù)據(jù)中心，而且既要執(zhí)行分發(fā)和訪問，還要執(zhí)行有序的處理和綜合管理功能。其結(jié)構(gòu)化的處理和管理流程涵蓋了文件的整個(gè)生命周期管理實(shí)踐，包括收集、創(chuàng)建、驗(yàn)證、轉(zhuǎn)換、歸檔、管理和傳播。當(dāng)前，涉及數(shù)字檔案館發(fā)展的國際工程主要包括：聯(lián)合國教科文組織“世界記憶工程”，美國數(shù)字化檔案工程項(xiàng)目，英國數(shù)字化檔案工程項(xiàng)目和歐盟檔案網(wǎng)絡(luò)。

3.2.3 數(shù)字博物館

數(shù)字博物館是指將傳統(tǒng)的博物館藏品及其展示、研究、公共關(guān)系、教育和其他領(lǐng)域，利用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)字化和查看，建立一個(gè)多媒體信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)人員管理、信息資源整合和反饋等功能。為實(shí)現(xiàn)信息資源的傳播，適用于全球互聯(lián)網(wǎng)用戶自由瀏覽，不再受時(shí)間和空間的限制。該系統(tǒng)允許全球互聯(lián)網(wǎng)用戶自由地在任意時(shí)間及地點(diǎn)瀏覽和使用數(shù)據(jù)庫中的信息。如IBM 東京研究所與日本民族學(xué)博物館合作計(jì)劃“全球數(shù)字博物館計(jì)劃”，提供了一個(gè)數(shù)字藏品索引通道，支持博物館互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)瀏覽、編輯及教育等功能。

3.3 數(shù)字展示與傳播

數(shù)字展示是指通過互聯(lián)網(wǎng)展示、虛擬漫游、體感交互、全息投影等技術(shù)途徑將文化遺產(chǎn)數(shù)字化、虛擬化、智慧化。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)展示過程相比，數(shù)字展示帶給用戶更加便捷的虛擬交互體驗(yàn)和更加沉浸式的感官感受。此外，通過互聯(lián)網(wǎng)、交互式的多媒體數(shù)字傳播展示，具有共享性廣、安全性高、持久性強(qiáng)的特點(diǎn)，并且受眾范圍更加廣泛，可以同時(shí)服務(wù)于專家學(xué)者、管理人員、普通大眾甚至特殊人群等。

近年來，數(shù)字技術(shù)開始支持文化遺產(chǎn)的保存和傳播，推動(dòng)了文化遺產(chǎn)的傳播與共享。在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展下，各個(gè)國家相繼推出線上數(shù)字圖書館及虛擬博物館，使大眾能夠更進(jìn)一步體驗(yàn)文化遺產(chǎn)。技術(shù)手段的發(fā)展也給文化遺產(chǎn)的傳播提供了更加豐富的選擇，如“現(xiàn)實(shí)創(chuàng)造技術(shù)（Reality Creation Technology）”包括VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、AR（擴(kuò)增實(shí)境）、MR（混合現(xiàn)實(shí)）等，這些數(shù)字技術(shù)使文化遺產(chǎn)能夠以更加創(chuàng)新、直觀、個(gè)性化和互動(dòng)的方式進(jìn)行修復(fù)和展示。通過針對(duì)文化遺產(chǎn)的具體特點(diǎn)選擇合適的技術(shù)，在傳播過程中可以達(dá)到事半功倍的效果。

3.3.1 現(xiàn)實(shí)創(chuàng)造技術(shù)

VR/AR 技術(shù)常被用于文化遺產(chǎn)的數(shù)字化呈現(xiàn)，特別是對(duì)遺失或殘缺的文化遺產(chǎn)重現(xiàn)具有天然優(yōu)勢，適用于虛實(shí)融合的實(shí)地展示與體驗(yàn)。MR 技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物，通過將現(xiàn)實(shí)場景信息帶入虛擬環(huán)境中，在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間建立起交互反饋信息的橋梁，增強(qiáng)用戶情感的真實(shí)感。

3.3.2 移動(dòng)終端平臺(tái)

文化遺產(chǎn)移動(dòng)終端平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)終端上完成數(shù)字化文化遺產(chǎn)的展現(xiàn)，讓希望了解遺產(chǎn)信息的用戶方便快捷地獲取信息。針對(duì)數(shù)字化文化遺產(chǎn)需要隨時(shí)隨地展示的需求，在手機(jī)等移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)基于Android 和IOS 系統(tǒng)的數(shù)字化全面展示，方便快捷。此前，故宮博物院推出的“掌上故宮”“每日故宮”等APP 為觀者進(jìn)一步了解故宮文物提供導(dǎo)覽，弘揚(yáng)文化遺產(chǎn)的傳統(tǒng)魅力。

3.3.3 數(shù)字動(dòng)畫

數(shù)字動(dòng)畫的產(chǎn)生使動(dòng)畫從過去的繪畫方式、傳統(tǒng)的作品形式走向數(shù)字藝術(shù)，可以融入多媒體環(huán)境中形成作品的藝術(shù)手法并為終端感官傳遞提供服務(wù)，大大拓展了動(dòng)畫對(duì)文化遺產(chǎn)傳承的影響力。動(dòng)畫與多種藝術(shù)門類的交叉運(yùn)用，尤其是在文化遺產(chǎn)的數(shù)字化資源與開發(fā)應(yīng)用方面凸顯了數(shù)字化展示與傳播的功能，對(duì)數(shù)字文化傳承與建設(shè)有重要意義。

3.3.4 數(shù)字交互

數(shù)字交互不僅可以豐富對(duì)文化遺產(chǎn)的理解，還可以激發(fā)觀眾的參與積極性，具有互動(dòng)感、參與感和體驗(yàn)感?？舍槍?duì)不同文物個(gè)體進(jìn)行獨(dú)具新意的創(chuàng)作，如投影互動(dòng)、體感互動(dòng)等，針對(duì)傳統(tǒng)展示設(shè)備枯燥單調(diào)的問題，利用互動(dòng)裝置來加強(qiáng)觀眾體驗(yàn)，建立文化遺產(chǎn)與用戶之間的橋梁，帶給觀眾沉浸式體驗(yàn)環(huán)境。

3.3.5 虛擬修復(fù)

文化遺產(chǎn)的虛擬修復(fù)通常利用前期數(shù)據(jù)采集階段中獲取的數(shù)據(jù)，借助Maya、3DMax 等三維建模軟件，在進(jìn)行建模匹配貼圖等工序后完成文化遺產(chǎn)的數(shù)字化三維模型，為后續(xù)的瀏覽展示、場景模擬提供便利，該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于文化遺產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)踐當(dāng)中，如意大利的“羅馬重生”項(xiàng)目、虛擬埃及神殿項(xiàng)目和數(shù)字兵馬俑虛擬修復(fù)等。

3.3.6 全景攝影

全景攝影是通過對(duì)場景或?qū)ο筮M(jìn)行現(xiàn)場的實(shí)地拍攝，利用得到的實(shí)景照片建立虛擬環(huán)境，完整記錄并還原真實(shí)現(xiàn)場。主要針對(duì)遺址的復(fù)原、博物館導(dǎo)航和藏品介紹，以及互聯(lián)網(wǎng)訪問等，可真實(shí)再現(xiàn)遺址動(dòng)畫展示、路線導(dǎo)航圖及相關(guān)文物數(shù)據(jù)，讓用戶體驗(yàn)足不出戶的實(shí)景游覽，用戶通過鼠標(biāo)和鍵盤控制環(huán)視的方向，可自動(dòng)環(huán)視，也可不同方位控制觀看。谷歌藝術(shù)計(jì)劃在全球范圍內(nèi)對(duì)各地博物館進(jìn)行內(nèi)部實(shí)景拍攝，重點(diǎn)拍攝館內(nèi)歷史名品畫作，展出千余幅高分辨率藝術(shù)品，供全世界網(wǎng)民欣賞。數(shù)碼敦煌項(xiàng)目利用全景影像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了敦煌石窟的高清數(shù)字化和全景游覽，用戶在線上也可以游覽洞窟景色。

4. 文化遺產(chǎn)的可視化呈現(xiàn)

在文化遺產(chǎn)數(shù)字化的過程中，文化遺產(chǎn)可視化是“讓文物活起來”的重要方式，對(duì)文化遺產(chǎn)信息的分類、梳理、解釋、共享與創(chuàng)新是關(guān)鍵點(diǎn)，從繁復(fù)冗雜的大數(shù)據(jù)中選取合適的信息并進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，讓公眾能夠快捷輕易地了解文化遺產(chǎn)所蘊(yùn)含的內(nèi)容，這正是團(tuán)隊(duì)目前探索的方向，即數(shù)字人文可視化。

在數(shù)字人文視閾下，針對(duì)當(dāng)前文化遺產(chǎn)信息表達(dá)的本質(zhì)及表層現(xiàn)象，相關(guān)文化遺產(chǎn)機(jī)構(gòu)不應(yīng)該僅開展復(fù)原展示工作，有學(xué)者表示從元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與可持續(xù)開源數(shù)據(jù)集的科學(xué)構(gòu)建、文物信息闡釋的多主體參與、信息與數(shù)字技術(shù)的深度融合三個(gè)層次可推進(jìn)文化遺產(chǎn)可視化的實(shí)踐探索。通過以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、拓展信息維度、調(diào)動(dòng)公眾對(duì)知識(shí)共享的參與性等舉措，依靠數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程集成性、自適應(yīng)性和泛在化特點(diǎn)和信息可視化模式，協(xié)調(diào)文化遺產(chǎn)展示機(jī)構(gòu)、文物、公眾與技術(shù)之間的關(guān)系，增強(qiáng)文化遺產(chǎn)信息應(yīng)用與服務(wù)能力，提高可視化展示質(zhì)量，為同類型展示提供可復(fù)制性方案[17]。

本文研究搜集了幾十個(gè)國內(nèi)外關(guān)于文化遺產(chǎn)可視化頁面，為了解各種圖表應(yīng)用與文物信息之間的關(guān)系，通過對(duì)可視化案例中運(yùn)用到的圖表類型分類概括對(duì)比，來了解各種文化遺產(chǎn)可視化過程中數(shù)據(jù)以何種方式呈現(xiàn)才便于觀眾理解觀賞，從中探尋文化遺產(chǎn)信息可視化呈現(xiàn)過程中的規(guī)律，尋找典型特征。

4.1 文化遺產(chǎn)可視化數(shù)據(jù)信息

文化遺產(chǎn)的種類繁多、數(shù)據(jù)量大、信息繁雜，在進(jìn)行可視化的過程中會(huì)涉及兩類數(shù)據(jù)，一是文化遺產(chǎn)本身的數(shù)據(jù)，二是其背后的元數(shù)據(jù)體系。

目前，梳理、總結(jié)出國內(nèi)外構(gòu)建文化遺產(chǎn)數(shù)字化模型的先進(jìn)方案，主要包括：國際文獻(xiàn)工作委員會(huì)(International Committee Documentation，簡稱CIDOC)參與構(gòu)建的概念參考模型（Conceptual Reference Model，簡稱CRM）、CDWA 以及藝術(shù)和建筑詞表（The Art &Architecture Thesaurus，AAT）等。其中，CRM 是CIDOC 旨在面向文化遺產(chǎn)領(lǐng)域而制定的通用元數(shù)據(jù)模型，其目的是推進(jìn)人們文化遺產(chǎn)領(lǐng)域信息的共同理解，涵蓋了從實(shí)體物件、考古遺跡到人文歷史、時(shí)間、地點(diǎn)以及人物等方面，共定義了89 個(gè)類和151 個(gè)屬性。2006 年9 月，該模型被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）認(rèn)定為國際標(biāo)準(zhǔn)[18]。文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)收集整理的過程中，在這些常用元數(shù)據(jù)體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的應(yīng)用場景對(duì)其進(jìn)行篩選,便于在后續(xù)可視化過程中設(shè)計(jì)出直觀合理、易懂美觀的可視化呈現(xiàn)方案。

文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)信息類型通常包括自身信息、時(shí)間信息、空間信息、人物角色、相關(guān)事件、關(guān)系層次等。自身信息通常指文化遺產(chǎn)本體的數(shù)據(jù)信息，如所屬種類長度、寬度、高度和材質(zhì)類型等；時(shí)間類則主要描述文化遺產(chǎn)相關(guān)的時(shí)代背景，如文物出現(xiàn)時(shí)間、歷經(jīng)朝代、發(fā)掘時(shí)間等；空間類主要描述可移動(dòng)文物、事件與人物等的空間位置，根據(jù)可移動(dòng)文物所具有的空間特征，可將空間類分為歷史地名和現(xiàn)代地名，以此來更好地表達(dá)所描述對(duì)象的空間位置；人物類是對(duì)與可移動(dòng)文物或事件相關(guān)人物的抽象描述，包括創(chuàng)造者、收藏者、研究者等；事件類是對(duì)引起或驅(qū)使文化遺產(chǎn)的形態(tài)或特征發(fā)生變化的直接或間接原因的抽象描述；關(guān)系層次是對(duì)文化遺產(chǎn)之間或與之相關(guān)的人事物關(guān)聯(lián)的抽象描述，由于數(shù)據(jù)特點(diǎn)與描述主體的不同，主要可以分為空間關(guān)系、時(shí)間關(guān)系與屬性關(guān)系。同時(shí)針對(duì)文化遺產(chǎn)資源屬性又可將其劃分為文本類、圖片類、音頻類、視頻類和三維物體類。

4.2 文化遺產(chǎn)可視化目標(biāo)用戶

文化遺產(chǎn)可視化的目標(biāo)群體是多樣化的，從博物館管理者到研究學(xué)者，從感興趣用戶到普通群眾，文化遺產(chǎn)可視化嘗試為不同的用戶提供有用且有趣的數(shù)據(jù)信息。不同的用戶信息認(rèn)知程度、理解程度不同，獲取信息的目的和方式也會(huì)有所差異[19]。按照知識(shí)背景、認(rèn)知程度和信息獲取主動(dòng)性可將用戶劃分為三類：普通用戶，興趣用戶和專業(yè)用戶[20]。

4.2.1 普通用戶

普通用戶通常在瀏覽文化遺產(chǎn)可視化的過程中沒有具體的信息需求，他們更喜歡尋找有趣和吸引他們注意力的東西，需要注意的是，這類用戶不一定具有分析思維或閱讀可視化的專業(yè)知識(shí)。因此，必須確保可視化設(shè)計(jì)信息傳遞的明確性。

4.2.2 興趣用戶

興趣用戶對(duì)文化遺產(chǎn)可視化中的信息內(nèi)容有一定興趣，由此驅(qū)動(dòng)他們對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行主動(dòng)探尋，通過花費(fèi)一定時(shí)間來獲取他們想要的內(nèi)容，清晰明了的數(shù)據(jù)可視化更能激起此類用戶的興趣。

4.2.3 專業(yè)用戶

專業(yè)用戶一般涉及博物館管理者、相關(guān)文物部門人員、數(shù)據(jù)可視化專家等，對(duì)文化遺產(chǎn)藏品內(nèi)容和可視化信息結(jié)構(gòu)的了解使專家能夠?qū)?nèi)容進(jìn)行搜索和過濾，得到精確滿意的結(jié)果。這類用戶會(huì)花費(fèi)較多的時(shí)間和精力來獲取相關(guān)文化遺產(chǎn)信息，與此同時(shí)，他們對(duì)文化遺產(chǎn)的可視化也具有更高的要求，如數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、視覺的美觀度、交互的流暢性等。

4.3 文化遺產(chǎn)可視化呈現(xiàn)類型

通過對(duì)收集到的文化遺產(chǎn)可視化案例進(jìn)行分析可以看出，雖然可視化的呈現(xiàn)方式多種多樣，但是根據(jù)文化遺產(chǎn)內(nèi)容主體不同，可以總結(jié)概括得出以物、人、景為主線的3 種可視化方式類型。

4.3.1 以文物典籍為主的可視化呈現(xiàn)類型

文物及典籍類文化遺產(chǎn)可視化含有大量數(shù)據(jù)信息，側(cè)重點(diǎn)會(huì)放在數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及呈現(xiàn)上，從多個(gè)方向維度來進(jìn)行可視化闡述?！敖?jīng)籍指掌”：歷代古籍目錄集成可視化項(xiàng)目[21]梳理及篩選了八種官修目錄，并經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析及可視化等環(huán)節(jié)，構(gòu)建了全類別、長維段的古典文獻(xiàn)目錄分析及知識(shí)演變研究的交互式可視化分析系統(tǒng)。中國歷代人物傳記資料庫，旨在系統(tǒng)地、全方位地收入歷史上相對(duì)全面的重要傳記資料，其可視化內(nèi)容涵蓋不同歷史時(shí)期傳記主空間地理分布、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、生卒信息等多個(gè)方面，多方位展示了資料庫中的數(shù)據(jù)信息。宋元學(xué)案知識(shí)圖譜系統(tǒng)[22]對(duì)240 萬字的文本進(jìn)行了處理和分析，提取學(xué)案中人、地、時(shí)、著作四個(gè)要素及其錯(cuò)綜復(fù)雜的語義關(guān)系進(jìn)行分析，構(gòu)建了相關(guān)內(nèi)容的知識(shí)圖譜，并實(shí)現(xiàn)交互式瀏覽、可視化展示、語義化搜索等功能。

4.3.2 以歷代人物為主的可視化呈現(xiàn)類型

以人物為主體的文化遺產(chǎn)可視化常以時(shí)間為軸展開，圍繞人物生平作品、事件經(jīng)歷、社會(huì)關(guān)系等進(jìn)行表述。董其昌數(shù)字人文是上海博物館開展的明代書畫名家董其昌高清數(shù)據(jù)圖像及其相關(guān)數(shù)字資源可視化項(xiàng)目。他以梳理鑒藏、交友、紀(jì)游、傳承等多個(gè)人文脈絡(luò)及基線，通過可視化的方式設(shè)計(jì)了一個(gè)“主體–表達(dá)–時(shí)代”的綜合維度來展示董其昌的研究[23]。在項(xiàng)目中運(yùn)用以時(shí)間軸的曲線面積圖來展現(xiàn)董其昌生平作品數(shù)量的變化趨勢；以動(dòng)態(tài)軌跡地圖來記錄其藝術(shù)游歷行跡；虛擬VR 技術(shù)處理畫作，使人置身畫中，并帶來沉浸式體驗(yàn)。復(fù)旦大學(xué)的“HoagsOLife：A Visualization of the Life Story of Dongpo”可視化作品從文學(xué)創(chuàng)作、游歷經(jīng)歷、為官經(jīng)歷與飲食文化四個(gè)維度對(duì)北宋著名文人——蘇軾的生平經(jīng)歷進(jìn)行可視化，以直觀且富有詩意的形式向公眾全方位地展示了蘇軾的人生故事，在可視化過程中巧妙地運(yùn)用環(huán)形圖與散點(diǎn)圖、折線圖、詞云等結(jié)合展現(xiàn)出蘇軾對(duì)中國文化的影響力，充分體現(xiàn)可視化技術(shù)在人物故事敘述中的卓越能力。

4.3.3 以遺址遺跡為主的可視化呈現(xiàn)類型

三維掃描建模、虛擬VR、AR 技術(shù)常被應(yīng)用于遺址遺跡類文化遺產(chǎn)的可視化。在全景故宮[24]中，通過全景攝影和虛擬建模等技術(shù)，打造線上紫禁城，給觀者以身臨其境般的參觀感受。“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目[25]以敦煌石窟及其相關(guān)遺跡為研究對(duì)象，以數(shù)字化獲取、處理與保護(hù)為方法，運(yùn)用先進(jìn)科技手段與文化遺產(chǎn)保護(hù)理念相結(jié)合，融合圖像，視頻，三維等資料與文獻(xiàn)資料，構(gòu)建多樣化，智能化石窟遺跡數(shù)字資源庫；《純凈之地：敦煌莫高窟》AR 展覽期間，新南威爾士大學(xué)考古教授薩拉·肯納丁與香港城市大學(xué)創(chuàng)意媒體研究所所長杰弗里·肖共同運(yùn)用“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”技術(shù)，開展沉浸式互動(dòng)展示活動(dòng)，呈現(xiàn)精美視覺效果，將游客帶進(jìn)莫高窟這一世界遺產(chǎn)名錄遺址。

4.4 文化遺產(chǎn)可視化圖表類型

綜合上述所，文化遺產(chǎn)可視化呈現(xiàn)方式，通過案例進(jìn)行詳細(xì)解析，可以得出柱狀圖、曲線圖、散點(diǎn)圖、地圖、詞云、樹圖、網(wǎng)絡(luò)圖、桑基圖等，它們都是常用的可視化圖表類型，各種類型圖表的應(yīng)用，為文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)信息可視化呈現(xiàn)提供了多樣的形式方法，見表1。

表1 文化遺產(chǎn)可視化圖表類型（部分）Tab.1 Cultural heritage visualization chart types (part)

柱狀圖、人口金字塔、詞云是常用于表示對(duì)比排序類型的數(shù)據(jù)可視化形式，在文化遺產(chǎn)的可視化中可以運(yùn)用此類圖表展現(xiàn)文物間的數(shù)量關(guān)系、各朝代人物數(shù)量統(tǒng)計(jì)、典籍文本高頻詞等。柱狀圖通常用于展示多分類數(shù)據(jù)間的變化及同類別不同變量間的差異情況，在經(jīng)籍指掌：中國歷代典籍目錄分析系統(tǒng)中，柱狀圖被用于呈現(xiàn)和比較中國不同歷史朝代各類型書籍的數(shù)量。人口金字塔是特殊的柱狀圖，用類似古埃及金字塔的形狀對(duì)人口年齡和性別分布狀況進(jìn)行可視化展示，反映人口現(xiàn)狀及其發(fā)展類型，在中國歷代人物傳記資料庫中用人口金字塔圖表來展示歷代人物男女壽命的對(duì)比。詞云主要用于對(duì)文本信息可視化，在視覺上突出顯示出現(xiàn)頻率較高的“關(guān)鍵詞”，“遺我雙鯉魚：上海博物館藏明代吳門書畫家書札精品展”的可視化網(wǎng)頁中用詞云體現(xiàn)五百年前的鮮活日常生活。

續(xù)表1

折線圖和面積圖用于體現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化趨勢，一般情況下與時(shí)間相關(guān)，在文化遺產(chǎn)可視化中用它們來體現(xiàn)文物或人物數(shù)量的變化趨勢。折線圖用于展示數(shù)據(jù)隨時(shí)間或有序類別的波動(dòng)情況的變化趨勢，在HoagsOLife：A Visualization of the Life Story of Dongpo 項(xiàng)目中巧妙地運(yùn)用折線圖來體現(xiàn)蘇軾被貶謫距離的遠(yuǎn)近。面積圖強(qiáng)調(diào)數(shù)量隨時(shí)間的變化程度，可表示累積數(shù)據(jù)。上海博物館董其昌書畫藝術(shù)展中運(yùn)用以時(shí)間軸的曲線面積圖來展現(xiàn)董其昌生平作品數(shù)量的變化趨勢，而宋元學(xué)案知識(shí)圖譜可視化系統(tǒng)中則用面積圖來體現(xiàn)各學(xué)派人物數(shù)量變化。

餅狀圖、環(huán)形圖、金字塔圖、百分比堆積柱狀圖及矩形樹狀圖是體現(xiàn)占比關(guān)系時(shí)可以用的可視化圖表類型，展現(xiàn)不同類型文物占比、各朝代人物間比例關(guān)系等。餅狀圖是一個(gè)劃分為幾個(gè)扇形的圓形統(tǒng)計(jì)圖表，通常用來展現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類和占比情況，環(huán)形圖與之相似，是中間鏤空的圓，在上海博物館數(shù)字中心綜合頁界面中用餅狀圖來反映文物藏品的類型和占比。金字塔圖是用來顯示與金字塔相似的層級(jí)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)量。樹狀圖就是數(shù)據(jù)樹在圖形上的表達(dá)，在樹狀圖中物體按父子層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列組合，它是目前比較受歡迎的可視化方法之一，使用包含關(guān)系來表示分層數(shù)據(jù)，在中國歷代人物傳記資料庫中用矩形樹圖來體現(xiàn)不同朝代傳記主人物數(shù)量占比。

散點(diǎn)圖與氣泡圖涉及分析數(shù)據(jù)之間的相關(guān)關(guān)系，通過分析具有相關(guān)關(guān)系的兩個(gè)或兩個(gè)以上變量元素來度量各變量元素之間的相關(guān)緊密程度。散點(diǎn)圖可以用于發(fā)現(xiàn)各變量之間的關(guān)系。在 HoagsOLife：A Visualization of the Life Story of Dongpo 項(xiàng)目中，散點(diǎn)圖如同星辰代表蘇軾這一生中創(chuàng)作的詩作。氣泡圖是特殊的散點(diǎn)圖類型，展示三個(gè)變量之間的關(guān)系，用氣泡代替散點(diǎn)圖的數(shù)值點(diǎn)，面積大小代表數(shù)值大小的相似圖表形式，在中國歷代人物傳記資料庫中氣泡圖被用來展示歷代人物享年數(shù)據(jù)分布。

關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖、圓弧圖、平行線圖、桑基圖及和弦圖是反映數(shù)據(jù)間節(jié)點(diǎn)關(guān)系和變化狀態(tài)的可視化圖表類型，這些圖表可以展示歷代人物的社會(huì)關(guān)系、文物典籍的關(guān)系及流變。由于關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖是節(jié)點(diǎn)和邊構(gòu)成的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，歷史人文大數(shù)據(jù)平臺(tái)用網(wǎng)絡(luò)圖來展示人物社會(huì)關(guān)系及事件?；⌒螆D用來表示關(guān)聯(lián)，展示多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系，平行線圖適用于高維數(shù)據(jù)變化趨勢的可視化，經(jīng)籍指掌，歷代古籍目錄集成可視化中用弧形圖和平行線圖來展示不同朝代古籍類目演化。?；鶊D是一種特定類型的可視化流程圖，反映信息的變化和流動(dòng)狀態(tài)，適用于路徑和流量分析，和弦圖與之相似，展示的是矩陣中數(shù)據(jù)間相互關(guān)系和流量變化。

地圖和分區(qū)圖用于呈現(xiàn)文化遺產(chǎn)可視化項(xiàng)目的地理信息，如考古地圖、區(qū)域分布等。地圖常用于展現(xiàn)以地理區(qū)域?yàn)閯澐值臄?shù)據(jù)類型，可以用區(qū)域顏色深淺來展現(xiàn)，也可以用點(diǎn)狀地圖、氣泡地圖、軌跡地圖等展現(xiàn)，宋元學(xué)案知識(shí)圖譜項(xiàng)目中以點(diǎn)狀地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，而董其昌書畫藝術(shù)展中運(yùn)用軌跡地圖體現(xiàn)人物生平游歷軌跡。

各類圖表有著不同的適用場景，也存在著各種局限，需要在文化遺產(chǎn)可視化設(shè)計(jì)的過程中進(jìn)行綜合考量；結(jié)合設(shè)計(jì)目的，選取合適的圖表類型來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息帶來快速直觀地獲取信息的途徑，并嘗試為觀眾提供更為良好的感官體驗(yàn)。

5. 文化遺產(chǎn)數(shù)字化未來展望

5.1 更精細(xì)的文化遺產(chǎn)數(shù)字化數(shù)據(jù)

三維激光掃描儀通常用于一般性文物、遺址、遺跡等物質(zhì)類文化遺產(chǎn)的數(shù)字化采集工作，采用3D 軟件進(jìn)行建模重構(gòu)，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫及信息平臺(tái)存儲(chǔ)和管理。隨著掃描精度的不斷提高、軟件功能的不斷完善、計(jì)算機(jī)性能的不斷優(yōu)化，可以預(yù)測到未來對(duì)物質(zhì)類文化遺產(chǎn)的外觀數(shù)據(jù)精細(xì)化程度要求也將越來越高，精度可達(dá)毫米級(jí)別，而物理外形、紋理色彩、質(zhì)地觸感也會(huì)更趨真實(shí)，存儲(chǔ)形式也將由文字、圖片、視頻、模型擴(kuò)展到點(diǎn)云、數(shù)據(jù)平臺(tái)、模型復(fù)原、虛擬動(dòng)畫等多種形式[26]。

5.2 更廣泛的文化遺產(chǎn)數(shù)字化傳播

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的突破，文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示也越來越多地通過互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行傳播和展示，如文化遺產(chǎn)網(wǎng)站建設(shè)、數(shù)字虛擬博物館、移動(dòng)終端APP 應(yīng)用等。除此之外，智能導(dǎo)航、無線定位、人流分析、信息推送也成為發(fā)展趨勢，可以預(yù)測出，文化遺產(chǎn)數(shù)字化將更加關(guān)注人與物之間的聯(lián)系，在不久的將來，人們甚至可以直接通過物聯(lián)網(wǎng)與文化遺產(chǎn)進(jìn)行“對(duì)話”。

5.3 更多樣的文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示手段

如今，越來越多文化遺產(chǎn)數(shù)字化展示基于人體感官開發(fā)出沉浸式的虛擬體驗(yàn)型產(chǎn)品。借助投影系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、屏幕展現(xiàn)系統(tǒng)等聲、光、電形式，以及大型觸摸屏、幻影成像、全息投影等全新的技術(shù)手段，可以在線下數(shù)字體驗(yàn)展廳中給游客帶來新奇的體驗(yàn)和身臨其境的沉浸感受。隨著近年來火熱的Google 眼鏡、微軟增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡、智能手表、智能手環(huán)等可穿戴設(shè)備的出現(xiàn)，預(yù)測在未來文化遺產(chǎn)的數(shù)字化互動(dòng)展示體驗(yàn)領(lǐng)域，除了博物館線下體驗(yàn)展廳的沉浸式展示設(shè)備會(huì)涌現(xiàn)出更多的創(chuàng)新形式外，基于人體可穿戴的顯示設(shè)備也將成為文化遺產(chǎn)數(shù)字化傳播的新生力量。

5.4 從文物保護(hù)走向文化傳承

數(shù)字技術(shù)發(fā)展至今，在水平不斷革新的同時(shí)，意義也在日益擴(kuò)展，其作用不再局限于為人們提供便利，而是更多地把側(cè)重點(diǎn)放在文化藝術(shù)創(chuàng)造方面。數(shù)字化手段所獨(dú)有的創(chuàng)新性將幫助文化遺產(chǎn)煥發(fā)出新的藝術(shù)價(jià)值與藝術(shù)潛力，以豐富其文化內(nèi)涵，增強(qiáng)其自身價(jià)值屬性，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多通道交互技術(shù)、多媒體互動(dòng)技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)賦予文化遺產(chǎn)全新的生命力，使文化遺產(chǎn)的歷史意義得以延續(xù)。

在傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)保護(hù)的基礎(chǔ)之上，充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)造力，將科技與藝術(shù)更加緊密地融合在一起，實(shí)現(xiàn)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化傳承與創(chuàng)新是當(dāng)今文化遺產(chǎn)數(shù)字化應(yīng)當(dāng)追尋的目標(biāo)。

6 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化已經(jīng)成為文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承的重要方向。通過對(duì)當(dāng)今文化遺產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程及相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)行整理歸納，梳理出現(xiàn)有文化遺產(chǎn)保護(hù)的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)。

此外，文章對(duì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化的重要呈現(xiàn)方式可視化進(jìn)行案例研究，收集并分析國內(nèi)外文化遺產(chǎn)可視化界面案例。歸納得出文化遺產(chǎn)可視化呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息、目標(biāo)用戶、圖表類型、具體應(yīng)用的可視化表征規(guī)律，使用戶群體能夠通過可視化表征形式來快速便捷地了解文化遺產(chǎn)蘊(yùn)含的數(shù)據(jù)規(guī)律，為文化遺產(chǎn)保護(hù)傳承提供可視化思路與建議。

目前文化遺產(chǎn)數(shù)字化正處于蓬勃發(fā)展的階段，數(shù)字技術(shù)為文化賦能是它的核心要義，數(shù)字技術(shù)的加入使古老的文化遺產(chǎn)煥發(fā)出嶄新的活力。未來文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)與傳承將以更精細(xì)的數(shù)據(jù)、更廣泛的傳播、更多樣的手段，全方位展現(xiàn)文化遺產(chǎn)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)文化資源的長久保存和文化傳承。