自2013年至2016年間,教育部共批準了400個國家級虛擬仿真實驗教學中心,且大部分集中在工學類、理學類和醫(yī)學類專業(yè)。與文科相關(guān)的虛擬仿真實驗教學中心僅有13個,而在這13個中心中,考古類占據(jù)了3個席位。由此可見,在眾多文科類學科中,考古學是比較適合引入虛擬仿真技術(shù)的學科。
“考古學的教學必須依賴大量的實物遺存和遺跡場景,而校內(nèi)教學又無法隨時大量提供這些實物材料,虛擬仿真技術(shù)正是解決這一難題的利器!北本┐髮W考古虛擬仿真實驗教學中心副主任張劍葳說。
2016年,北京大學經(jīng)教育部批準成立國家級考古虛擬仿真實驗教學中心。該中心致力于考古遺址、建筑遺產(chǎn)等不可移動文物的全面數(shù)字化記錄,可移動文物的數(shù)字化記錄,虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)在考古和文化遺產(chǎn)教學與研究中的應用。
文物建筑作為考古學中的一個專業(yè)方向,通過去年長達一個學期的古建筑測繪實習與文化遺產(chǎn)踏查實習,該專業(yè)學生掌握了從繪制測稿、手工測量的傳統(tǒng)測繪方式,到使用全站儀、GPS、激光測距儀,再到使用三維激光掃描儀、航拍攝影測量、全景攝影記錄等一系列測繪與記錄技術(shù)!巴ㄟ^這套方法,我們能高效、經(jīng)濟、精確地獲得文物建筑的基本數(shù)據(jù)和現(xiàn)場史料信息。”張劍葳說。
在此基礎上,北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心搭建的文化遺產(chǎn)全景庫和文物建筑VR庫初具規(guī)模。此外,中心還積極與遺產(chǎn)地管理部門及地方文物考古研究機構(gòu)合作,在山西、四川等地開展了一系列數(shù)據(jù)采集與利用工作,探索出一條虛擬現(xiàn)實技術(shù)支撐教學,參與文化遺產(chǎn)保護、利用的新路徑。
2017年,北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心的研究團隊及考古文博學院文物建筑專業(yè)師生數(shù)次赴山西高平開化寺開展教學實習。開化寺作為第五批全國重點文物保護單位,其大雄寶殿為寺內(nèi)現(xiàn)存最古老的建筑,殿內(nèi)東、西、北三壁保存了北宋時期的壁畫。研究與教學團隊通過使用無人機對開化寺建筑群進行了傾斜攝影記錄,生成開化寺建筑群的三維模型;使用全景攝影技術(shù)分別完成航空全景攝影、建筑室內(nèi)室外全景攝影,合成高像素全景圖像;使用三維掃描技術(shù)對開化寺建筑群進行了掃描,獲得點云模型!耙赃@些全景及模型數(shù)據(jù)為基礎,依據(jù)其空間關(guān)系,相互鏈接形成全景漫游及模型在線瀏覽,實現(xiàn)了對開化寺文物建筑的數(shù)字化記錄和展示。”張劍葳說。
同時,團隊還借助攝影測量技術(shù)對開化寺大雄寶殿室內(nèi)建筑結(jié)構(gòu)及壁畫進行了虛擬重建,獲得大雄寶殿室內(nèi)3D模型,并將真實攝影材質(zhì)貼在模型上,最終獲得具有表面紋理顏色信息的高分辨率模型。“模型輸出為通用格式之后,作為高質(zhì)量的教學資源,學生使用穿戴設備,在模型內(nèi)可以任意行走甚至躍上梁架,近距離查看古建筑大木、彩畫等各種信息,充分發(fā)揮了虛擬仿真技術(shù)在古建筑教學中的優(yōu)勢!睆垊诒硎。
2016年,北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心啟動了虛擬現(xiàn)實文化遺產(chǎn)數(shù)據(jù)庫建設。該數(shù)據(jù)庫將與遺產(chǎn)相關(guān)的圖像、模型、尺度等信息匯集起來,為學術(shù)研究提供實物史料依據(jù)。“目前該數(shù)據(jù)庫主要針對建筑遺產(chǎn)進行數(shù)據(jù)采集,并形成了諸如‘晉東南早期建筑’‘四川漢地元明建筑’等一系列專題數(shù)據(jù)庫,到目前為止總量超過150處,并且仍在不斷增加,逐漸涵蓋更多的遺產(chǎn)類型。除了作為專業(yè)研究者使用的數(shù)據(jù)平臺,數(shù)據(jù)庫還支持基于谷歌眼鏡紙盒的移動端VR體驗,因此也可以作為非專業(yè)人士了解文化遺產(chǎn)的平臺!睆垊谡f。
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