南宋御街數字化建構的情境互動研究

張小波 浙江理工大學

南宋御街數字化建構的情境互動研究

張小波 浙江理工大學

御街是南宋時期古代臨安城中的重要文化及經濟載體。在當代南宋御街已經成為是人們了解南宋時期歷史人文的重要研究客體與歷史脈絡傳承的重要節點。文章以御街的文化歷史資源為切入點，通過運用數字化的技術理論及實施方案，運用情境化、故事化以及多學科交叉的研究策略與方法對南宋御街內的歷史文化資源進行實踐探索。探究及拓展人們對于歷史資源的認知訴求。

南宋御街 情景互動 歷史遺產 數字化

前言

南宋時期的御街是皇帝祭祀出行的必經道路，也是古臨安城市商業繁榮的重要載體。據《都城紀勝》記載,“自大內和寧門外,新路南北,早間珠玉珍異及花果時新海鮮野味奇器天下所無者,悉集于此;以至朝天門、清河坊、中瓦前、灞頭、官巷口、棚心、眾安橋,食物店鋪,人煙浩穰。”城內“經濟市井之家，往往多于店宅”，參與商業活動的人口十分龐大。到南宋中后期，臨安城內從事工商業和服務業的人口高達20萬。[1]御街南起皇宮北邊的和寧門外，一直向北，經朝天門略向西折，接著又一直向北，經眾安橋、觀橋、又折而向西，到達新莊橋，其走向與現在的中山路基本一致。是皇帝在重要節日，例如“四孟”（孟春、孟夏、孟秋、孟冬）到景靈宮（今武林路西側，供奉皇室祖先塑像的場所）祭祀時的道路。御街作為當時城內規模最大、地位最高的街道，在位置上自南而北居于臨安城中軸線上。東西走向的主要街衢以御街為中軸線進行魚骨式分布，與南北走向的四條主要大街相互串聯構成了城市的主要模塊布局。時至今日，當人們再去審視這個南宋時期歷史及人文重要文化載體的時候，發現已經很難去親身感受與觸摸它帶來的身心體悟。隨著城市化進程的提速，歷史的遺存已經消失殆盡，曾經的繁榮與輝煌漸行漸遠。文化的脈絡能否順利的延續下去，更好的供當前的人們去感受與領悟，成了我們不得不去面對的問題。

一、數字化技術理論及實施方案概述

增強現實技術是通過將計算機產生的虛擬物體或其他信息有機地疊加到使用者所看到的真實世界的景象中，對人的視覺系統進行景象的增強或擴張，大大增強用戶對現實世界的感知能力和與現實世界的交互能力。它通過額外的信息來增強用戶的感受，讓用戶同時感受到真實和虛擬。增強現實使得虛擬物體從感官上成為周圍真實環境的一個組成部分，增強現實實際上是由真實的客觀世界和計算機產生的虛擬形態之間所構建的一種信息表達。是對現實世界的補充，而不是完全替代現實環境。

圖1-1 移動AR技術應用分類圖

首先通過將御街范圍內的歷史文化資源進行梳理與篩選，選擇其中有代表性的研究資源對象，采用計算機建模技術進行三維虛擬建模，構建虛擬仿真信息模型，然后通過軟件系統針對虛擬模型在結合真實場景的基礎上進行數據采集與整合，這其中識別與定位的技術非常關鍵，直接關系到虛擬信息能否與真實場景相互融合以及呈現的效果的差別。增強后的虛擬融合場景需要通過一定的外部硬件設備被人們的視覺所感知，而目前大多數采用的例如頭戴式攝像機、智能移動終端等設備都可以完成信息目標對象的增強效果的呈現。攝像機、移動端現實設備等硬件的運用成為了人們感官的延伸，攝像機是眼睛的延伸，CPU是人們大腦的延伸等等。這些延伸在實踐中提高了人們感性認識的能力。正如麥克盧漢人為的;“媒介是人的延伸，人的任何一種延伸，無論是皮膚的、手的還是腳的延伸，對整個心理和社會的復合體都產生影響”。 [2]AR技術的運用為設計手法的表達擴展了表現領域，為研究目標的達成提供了更大的空間與自由度。它的介入創建了研究對象基于其歷史屬性與當前現實意義間相互結合的新的表現方式，為歷史與現實之間的“對話”提供一種展示思維與路徑。用戶借助手機等顯示設備對虛擬歷史對象進行觀察和感知，通過融合真實場景從而獲得超越現實的“增強”情境化體驗。此外對于歷史情境化的重新構建，也符合了人們情境化學習的內在需要，利用情境重建與互動體驗的特性使信息需求得以深度傳達。

二、研究方法與策略

（一）情境化、故事化思維

在南宋御街的數字化建構情境互動的實踐研究過程中，從南宋虛擬模型的建立，以及實景的空間信息數據采集，在虛實信息結合的增強現實技術運用中巧妙體現出了情境化的運用思維與方式。在虛擬信息的建構上，盡量還原古代南宋時期的建筑形貌的特征。在現代的實景環境中去融合古代的環境場景，給體驗者一種時空之間“穿越”的情境化體驗。故事化的情境建構，主要是針對旅游業態中的研究對象而言，或者是具有文化歷史資源有一定保存基礎或條件的研究對象，要根據具體對象的歷史背景、歷史人物、建筑構造、建筑年代等相關信息進行梳理。在本項研究實踐中，針對陸游紀念館這樣具備強烈歷史屬性的場所（宋時始建，為國內最早城市內居民遺存），在努力遵從其深厚歷史積淀的研究前提下，依據其歷史人物或名人故居（陸游確是曾經住過孩兒巷98號民居）的歷史背景，結合紀念館、名人故居自身在當前所具備的較強的旅游屬性場所的因素來展開建構過程。

在故事化情境創建的過程中應努力去挖掘與歷史文化資源有關的故事性素材，包括人物、事件等，重新進行編排與設計，針對性人物形象塑造開發（比如人物動漫化）、模擬使用場景等，人為的去構思一些增強化的對象表現手法。譬如開發陸游的動漫人物模型，并配合有相關抱拳歡迎、捋胡須、寫詩詞等動態，結合陸游紀念館的游覽路線及各個路線地點的功能屬性。例如把寫詩詞的動態安排在書房里進行，把抱拳歡迎的動態安排在紀念館門前、捋胡須的動態設置在紀念館大廳內展開等一系列結合具體環境的動漫化表現方法與情境技巧。使歷史人物、故事情節、發生環境有機的組合在一起。這在歷史文化資源情境化信息的表達中非常重要，也是情境式建構方法的主要表現手法之一。

（二）跨文化交叉研究

在多學科的跨界研究中，針對不同學科領域的內容所采取的方法也有不同，例如在虛擬現實技術研究領域，會采用數據的實地驗證與測試方法，信息的校訂方法，程序的相關運算方法等。而對于歷史與文化的文獻調研中，面對數量較多的歷史與文獻資料，就需要采用歷史文獻間的梳理與對比的方法，并且在此基礎上對文獻進行歸納總結，為實踐提升做好基礎鋪墊。在建筑、及人物模型的繪制階段，就需要對南宋時期的建筑樣式、人物服飾等進行藝術領域相關資料內調研與分析。而在用戶群體的調研中，同樣需要采用諸如訪談、問卷等方式進行研究。因此，這項研究涉及諸多研究領域內容，這些內容在研究方法上相互并不孤立，再實踐中往往采用相互融合的綜合性的交叉研究方法，例如，在藝術領域資料的整理過程中，同樣用到了文獻研究的相關調研方法，而在用戶體驗研究過程中，也用到了虛擬現實技術領域的實證測試研究方法。正式基于對這些研究領域所采用的不同方法基礎上進行的交叉結合使用，才使得研究得以順利進行。

三、數字化建構的情境互動實踐探索——遺址保護下的虛擬導覽——“南宋太廟遺址”

南宋太廟是南宋時期最重要的禮制場所。它位于城南中山南路的西側，是帝王祭祀祖先的祖廟，它始建于宋高宗紹興四年（1134年），曾屢經擴建與修繕。該遺址規模宏大，營造考究，展現了明以前太廟的建筑格局及風貌。也是臨安城最重要的禮制性建筑之一。

為了結合數字化、情境化的方式重現太廟的建筑形貌。在技術層面采用以Android系統為主要移動開發平臺，針對GPS實時定位系統開發針對太廟地理位置信息的實時精確定位系統（“移動端GPS實時戶外定位AR系統”）。在Android系統平臺上將GPS定位系統與AR引擎Unity3d進行融合，以此來構建針對太廟遺址類建筑情境復原的AR應用系統（GPS系統與AR技術兩個系統并不兼容，基于安卓系統平臺的應用開發為兩個系統的融合提供了可能）。在本次案例實踐過程中，太廟遺址的戶外場地為GPS系統的開發提供了應用路徑。在戶外AR系統中，我們為了將太廟的虛擬模型信息精確地放置到太廟遺址廣場的真實場景的具體位置當中，就需要實時地獲取用戶的三維位置和視線的方向。[3]在目前戶外AR應用中，跟蹤和定位技術通常可分為非可視化追蹤技術（全球定位系統Global Posioning System,GPS）和可視化追蹤技術兩類。前者通過采用各種傳感器進行觀測并計算得到所需的追蹤信息，后者采用計算機視覺識別的方式，通過計算機圖像識別來計算出攝像機相對于標識點的位置和方向。“太廟GPS實時戶外定位系統”采用GPS實時定位功能結合方向定位功能輔助開發，二者結合運用可以最大限度減少因GPS誤差造成的識別差錯。通過方向性的選擇定位，為目標識別點的準確信息提供了多一項的定位參照。在具體識別過程中，方向性為精確定位目標點提供了識別觸發判斷功能，輔助模型的順利識別。方向性定位功能是根據遺址具體位置要求采用移動設備上的位置GPS和方向數據定位來輔助進行虛擬模型定位的方法。通過上述技術的運用，盡可能的準確定位虛擬信息模型在太廟遺址廣場中的位置（如圖3-1），從而實現該系統融合增強的視覺體驗，復原與重現南宋時期太廟遺址的情景。

本系統解決了移動端的戶外增強現實技術的部分開發難點。首先，太廟GPS實時定位系統，在目標點精確定位的基礎上滿足了戶外AR系統的實時性與移動性要求。在戶外AR系統要求當用戶的位置和視線方向發生變化時，其所看到的虛擬信息也要實時地發生變化。這點要求在此次系統設計實踐中得以實現。其次，建立了一個基于戶外空間信息實時定位GPS增強現實系統，這個系統實現了基于移動端（安卓平臺）的GPS定位技術與AR技術的結合性問題。此外，系統具備兩個特征與優勢，其一是實時性，經緯度是根據用戶位置移動而實時變化，不延時。其二為精確度高，可以生成小數點后16位數值，對位置進行精確定位。

四、結語

南宋御街的數字化情境互動研究既對于臨安城市歷史文化的研究有著非常重要的歷史意義，也為城市范圍內歷史文化資源展開情境化的互動體驗提供了廣泛的應用基礎。同時也是實現宋都臨安歷史文化資源的歷史性與當代文化性產生關聯的典型案例。針對御街的數字化情境建構實踐為歷史性資源與現代旅游產業的對接合作產生積極的實踐意義，同時也為杭州眾多的歷史遺存及文化資源的合理開發利用提供可借鑒的理論研究與實踐參考。

[1]林正秋，南宋都城臨安[M]， 西泠印社出版社，杭州，1986，P190

[2]（加拿大）麥克盧漢.理解媒介：論人的延伸[M]，商務印書館，北京，2000，P21

[3]常勇，基于空間數據的戶外增強現實技術研究[M]，山東大學出版社，濟南，2015，P38

本論文是杭州市哲學社會科學規劃課題“南宋御街數字化建構的情境互動研究”的結題成果，課題編號：M17JC055。