古村落文化遺產保護數字化平臺的設計與開發

劉利群 陳有英 王晗

摘要 為進一步宣傳、弘揚古村落文化遺產，提高社會公眾對古村落的保護意識，開發古村落保護數字化平臺，綜合應用三維仿真、全景展示、虛擬現實、地理信息等技術構建古村落基礎素材庫、數字檔案館、三維虛擬展館以及數字化導覽系統，為古村落宣傳推廣提供了一個重要的技術支撐服務。

【關鍵詞】古村落 文化遺產 數字化平臺 三維全景

古村落匯集了豐富多樣的文化遺產，沉淀著特定地域豐富的歷史文化信息，如何保護和傳承這些重要的古村落文化遺產是擺在我們面前的一個重要課題。古村落文化遺產保護數字化平臺是指借助于計算機網絡、多媒體、三維仿真等信息技術集成及相關多媒體信息采集設備，將古村落文化遺產進行數字化采集、整理、分析、加工和存儲，并在此基礎上開發各類特色應用系統用于古村落文化的宣傳和推廣，宣傳古村落文化的精髓。本文研究古村落數字化平臺的相關技術，并在此基礎上開發了一個雷州半島古村落保護數字化平臺，為宣傳弘揚古村落文化遺產提供一個信息窗口。

1 古村落數字化平臺主要模塊

為了更好地宣傳弘揚古村落文化遺產，構建數字化服務平臺，開發人員首先需要采集大量的古村落基礎素材，并對這些基礎素材進行加工處理，生成古村落素材庫。古村落文化遺產素材既包括各類民居、祠堂、碑廊等物質文化遺產也包括各類民俗文化等非物質文化遺產。然后，在素材庫的基礎上建設數字檔案館，使原本雜亂無序的文化資源通過知識表達和多媒體重構形成相互關聯的、生動的、有序的數字檔案資料，為古村落文化研究、保護、修復、開發等工作提供信息支撐服務。接著，利用計算機三維仿真、虛擬現實等技術，開發相應的古村落三維虛擬展館，針對雷州半島古村落的保護現狀，運用三維激光掃描技術，對現有古村落中的建筑、祠堂、廟宇等古跡進行三維激光掃描，建立真實場景的古村落現狀三維模型，為古村落的保護、修復、管理決策提供數據支持。運用虛擬現實和全景展示技術，為古村落中的重點文化古跡建立全景展示系統。最后，開發基于GIS的古村落文化遺產導覽系統，融合各類古村落位置、概況、景點、歷史文化、保護開發等景點旅游資源，更好的向外界全面介紹雷州半島地區傳統古村落文化遺產。古村落數字化平臺主要模塊如圖1所示。

2 相關技術實施方案

該系統的開發涉及到三維激光掃描、GIS、虛擬仿真、多維數據庫、知識庫構建等技術。系統在開發過程中堅持選擇適用于古村落文化遺產數字化的相關技術。首先，結合古村落文化遺產數字化需求，對關鍵技術進行集成創新，建立適用于項目實施的技術方案;接著，分別構建素材庫、數字化檔案館、三維虛擬展館、GIS導覽系統;最后，整合資源，統一展示窗口，構建數字化公共服務平臺。系統開發過程中堅持需求為先、技術驅動、分層實施、逐步開展的原則。

系統開發幾個關鍵技術的具體實施路線如下：

2.1 三維激光掃描技術

三維激光影像掃描能夠在大范圍內快讀采集古村落文化遺產的各個空間點位信息，更高效精準的建立三維場景模型。系統在構建古村落三維仿真模型方面采用三維激光掃描儀和高精度紋理貼圖相結合的方法，基本過程如圖2所示。

2.2 三維虛擬展館

系統的三維虛擬展館基于Flash Builder三維開源引擎，結合對古村落空間點的現場采集圖像，對古村落文化遺產關鍵空間點進行全景三維處理，構建虛擬化三維全景沙盤，對古村落文化遺產進行虛擬展示，基本流程如圖3所示。

2.3 數字化導覽系統

借助于GIS強大的空間分析和多維展示能力，將古村落關鍵空間點以及古村落各類旅游點進行信息集成，統一在GIS平臺進行展示，為古村落景區的多維呈現、旅游信息查詢、路線導覽等提供技術支持，古村落數字化導覽系統技術路線如圖4所示。

3 系統功能實現

系統先后完成了對雷州半島地區五個古村落的數據采集工作，并將其文化遺產數字化資源全部集成到數字地圖中，古村落三維影像沙盤操作界面如圖5所示。每個數字化資源點擊進入后均有背景語音介紹和瀏覽的導航提示信息，操作非常方便。

4 結束語

本系統對雷州半島古村落文化遺產資源進行收集、整理和研究，構建數字化展示平臺，將大大提升雷州半島地區古村落的保護和開發水平。通過古村落數字化平臺建設，一方面可以保存古村落文化遺產的各種數據資料，降低資源獲取成本;另一方面，通過宣傳推廣，有利于激發雷州半島地區古村落保護、開發、修復、發展的新機遇。尤其是將數字化展示推廣平臺和當地旅游宣傳相結合，對促進古村落旅游經濟發展具有重要推動作用。

參考文獻

[1]李婷婷，鄭力鵬，高云飛，古村落的保護發展與規劃設計 以廣東省梅縣荼山村為例[J]，建筑學報，2011（09）：104-106。

[2]饒金通，古建筑的三維數字化建模與虛擬仿真技術研究[D]，廈門大學碩士學位論文，2006.

[3]周華偉，朱大明，瞿華鎣，三維激光掃描技術與GIS在古建筑保護中的應用[J].工程勘察，2011（06）： 73-77.

[4]李永強，劉會云，馮梅等，大型古建筑文物三維數字化保護研究

以白馬寺齊云塔為例，河南理工大學學報（自然科學版），2012， 31（02）：186-190.