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虚拟现实技术 让历史“活”起来

时间:2017-12-01 作者:


古建筑与仿真


中国古建筑不仅具有悠久的历史,而且以它独特的风格和历史意义,在世界建筑史上占有重要地位,有着极高的艺术成就和科学价值。中国古建筑和其他一切历史文物一样,其价值就在于它的历史遗留性,不可能再生产、再建造,一经破坏就无法挽回。但古建筑在历经岁月沧桑的保存过程中,由于人为和自然力的破坏,使得我国古建筑遭受损害、破坏的程度极大。


历尽劫难的圆明园已被悲苍与荒凉掩盖,如今只能以几张3D复原图让后人窥见一斑;被风沙侵袭的莫高窟即使在相关部门的尽心维护下也显得岌岌可危。如何将古建筑的历史因素进行完整的传承与表达,虚拟现实技术似乎提供了一种全新的方式。


< 图片来源于网络 >


近日,故宫推出了名为“朱棣建造紫禁城”的VR沉浸式体验项目。借助虚拟现实技术,游客可突破时空限制,变身古人,在鲜活的历史场景中行走、触摸和体验。此项目通过计算、建模等环节生成虚拟场景和图像,再以精细化渲染来确保历史场景的真实感。体验者可以看到明成祖朱棣正在仔细勾画故宫的建筑蓝本,耳边传来解说,可以从星象、礼制、五行等角度聆听修筑的故事。故宫有关专家表示,希望借助新科技,增加观众对故宫文化总体概况的认识,让人们能身临其境地感受故宫的历史和文化魅力。


< 图片来源于网络 >


据悉,国内外已有多家研究院将虚拟现实技术应用于古建筑研究与保护,其中UNISOL陵墓考古虚拟仿真案例更是展现了虚拟现实在古建筑复原与重建方面不可估量的作用。案例通过三维扫描技术获取墓室建筑的点云模型,基于3D引擎快速建模并渲染生成逼真的三维虚拟仿真古代墓室场景,达到历史建筑还原效果,以便体验者以直观、沉浸的方式参观古墓,弥补传统文物展示与研究保护的不足。


陵墓考古



以往,我们利用UNIGINE引擎的地形工具创建地形空间,并导入3Dmax中建模来丰富项目。而该案例中由于实体古墓建筑结构复杂,UNISOL直接采用三维扫描仪输出的古墓点云数据,以此为依据进一步在引擎中还原并实时渲染出三维仿真古墓场景,更大程度提高了建模和贴图的效率,仿真主体对象更接近实体,还原历史本真原貌,也使得考古仿真更具意义。

区别于游戏引擎的强大性能,使得我们的引擎工具能够灵活处理庞大而复杂的模型和点云数据。该案例中场景点云数据组成的多边形面,能够展现复杂的结构细节,提供更为光滑的曲面,因此从无数多边面体模型形成庞大的数据量可见UNISOL对建筑细节的极致追求。

在画面精细度上,UNISOL借助物理着色、灰尘模式、超现实光照和照片级精度等特性渲染处理,使得建筑在虚拟场景中拥有近乎现实的画面质感。交互方面,体验者可佩带VR头盔实现在古建筑内自由漫游,或是以CAVE形式走进镜头另一侧的世界。


哥特教堂



教堂案例也展示了UNISOL在古建筑三维仿真能力,逼真的画面让体验者产生身临其境的感觉,随着镜头拉近,仿佛走进一个充满悲伤气氛的哥特式小教堂,颤抖的烛光照亮庄严肃静的一角,只有几缕阳光穿过彩色玻璃窗,从圣经壁画上滑过,映衬出冰冷石头上预示着不详的雕像......


虚拟现实对于古建筑的作用不止于此,还可通过对古建筑或遗址进行影像数据采集,建立实物三维或模型数据库,可永久保存文物原有的各项型式数据和空间关系等重要资源。利用虚拟现实相关技术来提高遗址修复的精度和预先判断,便于选择最恰当的修复工艺,尽可能缩短修复工期。


在科学技术快速更迭的今天,将现代文明成果和古代灿烂文化大胆融合,可让历史“活”起来。古建筑是一座底蕴深厚的宝库,有浩瀚的史料可供挖掘。相信随着UNISOL虚拟现实技术的不断提高,更多的文化瑰宝将显现出更加璀璨的光彩。


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