增強現實技術在文物保護中的應用研究

賈荔

摘 要：我國歷史悠久，擁有獨特的歷史民族文化。隨著經濟社會的高速發展，文化的傳承逐漸由文字傳承和口頭傳承的模式轉變為數字化傳播。當前，數字化的文化遺產傳播與保護技術受到社會各界的廣泛關注，文物保護的觀念在新時期出現了顯著的變化。如何有效地利用先進的數字技術實現對文物的保護和傳承成為很多研究人員面臨的主要課題。增強現實技術是在虛擬現實技術的基礎上逐漸發展起來的新技術，能夠將現實環境與虛擬物體完美融合，同時可以與用戶進行有效的交流，值得深入研究。

關鍵詞：增強現實技術;文物保護;應用研究

歷史文物是祖先優秀文化和智慧的結晶，是人類社會的寶貴財富，對文物以及文化遺產的傳承和保護一直是社會各界關注的焦點問題。隨著科技的進步，增強現實技術等先進的數字化技術在文物保護中起到了至關重要的作用。我國應用增強現實技術尚處于探索研究階段，在技術研究以及應用推廣方面還存在比較多的問題。為此相關人員需要加大研究力度，結合文物保護的基本特點，采取有效的模式，促進文物保護水平的提高，為歷史文化的傳承作出應有的貢獻。

1 增強現實技術概述

1.1 增強現實技術的基本組成

增強現實技術是在虛擬現實技術的基礎上發展起來的新技術，該技術能夠將計算機中的信息通過特殊的處理后動態化、有機、實時地融入觀察者所處的實際環境之中。觀察者在環境中移動時，增強信息也會出現相應的變化，實現現實環境與增強信息的高度統一。傳統的虛擬現實技術要使用戶感受到計算機構建的虛擬環境，要通過建模處理達到相應的效果。增強現實技術省去了諸多環節，能夠將計算機生成的虛擬對象3D模型融入現實環境之中，將真實的世界與虛擬圖像融為一體，豐富觀察者的體驗。

增強現實技術主要包括顯示設備、圖像虛實結合、3D圖像變化和渲染、虛擬對象數據庫、虛擬對象注冊信息獲取、真實場景捕獲。該技術要將用戶所處的真實環境與虛擬物體進行準確對接，實現實時顯示，注冊和顯示屬于其中最為關鍵的技術。現階段采用的主要注冊技術包括視覺注冊、跟蹤設備注冊以及二者的混合注冊。顯示技術屬于增強現實技術的核心環節，主要采用的設備包括頭盔顯示器、個人數字助理等。

1.2 增強現實技術的主要優勢

利用增強現實技術能夠將很多消失的文物直觀地呈現在用戶面前，觀察者能夠從不同的角度欣賞，真實的文物能夠在更嚴密的環境中進行保存，在滿足觀賞需求的同時實現了對文物的有效保護。增強現實技術對實際環境的增強包括正向和負向兩組增強模式，能夠利用虛擬的場景對現實進行補充，減少對文物原址的破壞，同時能夠在對文物進行修復和區域重建時利用該技術進行前期的論證分析，提高文物的觀賞性，實現旅游資源的充分挖掘，促進地方經濟發展，也可以增強民眾保護文物的意識，一定程度上減少倒賣文物等違法行為。

2 增強現實技術在文物保護中的應用

2.1 數字化文物的復原和傳播

我國歷史悠久，文化遺產數量眾多，很多文物急需進行傳播和復原處理。文物的復原和修復技術是利用增強現實技術、建模渲染、三維技術、數字圖像技術對文物進行數字化保護的基本過程，是將破壞文物還原的有效方法，使物質文化遺產能夠再現歷史情境。利用增強現實技術進行圓明園的再現是目前應用效果比較好的文物修復工程。該項目在2009年由清華大學建筑學院負責研發，通過對圓明園歷史資料的研究，相關專家進行了有計劃和有步驟的數字化修復，觀眾通過數字導游系統，利用數碼設備掃描景點的二維碼，在遺址上能夠身臨其境地感受到圓明園當年的盛況，也可以利用智能手機下載APP，在家中便可以欣賞到圓明園在百年之前的盛況，同時可以深入了解建筑內部的各種特征，促進歷史文化的全面傳承和發展。

2.2 歷史文物的數據分析

歷史文物的數據分析和集成屬于文物保護的重要基礎，利用數字化的存檔方式能夠將文物形成數字化的檔案，實現對歷史文物完整的保存。與傳統的方法相比，增強現實技術能夠利用數碼相機、智能手機等對歷史文物資源進行有效的采集，并妥善保存在計算機中。隨著技術水平的不斷完善進步，增強現實技術與三維掃描儀數字化技術、遙感測繪技術結合，能夠達到圖形的高立體化和高像素處理，數據資源也更加豐富，建模的真實感顯著提高，場景的紋理信息更加逼真，為后期進行文物的修復提供了有效的數據資源。

2.3 數字博物館

數字博物館是文化傳承與高科技技術相結合的產物，線上與線下的博物館之間相互融合，能夠提高文物展示的互動性和親切性，解決傳統博物館存在的諸多問題，使歷史文物在新時期煥發全新的生命力。線下的數字博物館利用增強現實技術能夠在實體空間中構建虛擬和現實相結合的展示狀態，使靜態的文物活過來，增強與觀眾的互動，豐富觀眾的基本體驗，在觀賞文物的同時還能夠深入領略文物的歷史內涵。線上數字博物館主要的代表是百度百科數字博物館，利用數字化的基本技術能夠在互聯網上形成逼真的虛擬化環境，打破時間與空間的限制，使所有的觀察者能夠通過人機交互界面隨時隨地感受文物的魅力。

2.4 非物質文化遺產的傳承

非物質文化遺產地方特色明顯，很多地區受到經濟發展水平和人民思想觀念的影響，出現了非物質文化遺產失傳的情況，傳統的錄像或拍照的方式已經無法滿足當今時代的要求。增強現實技術能夠準確地記錄非物質文化遺產的內容，實現數據資源的長期保存，在豐富觀賞者的體驗的同時能夠建立起完整的數據庫，保障資源的安全。

3 結語

利用增強現實技術進行文物的保護能夠解決傳統的保護方式存在的諸多問題，豐富觀賞體驗，節約文物保護成本，實現對文物的有效修復和歷史價值的全面深入挖掘，促進文物保護水平的全面提高，符合新時期社會發展的基本需求，值得深入研究。

參考文獻：

[1] 邵晨卉.新媒體與博物館展示設計[D].浙江大學，2010.

[2] 湯善雯.互動設計在博物館展示中的應用[D].南京藝術學院，2012.

[3] 馮偉夏，黃迅.淺談新媒體與在博物館數字展示中的應用[J].包裝世界，2015（2）.