南宋御街遺址交互虛擬活化

摘 要：以位于杭州的南宋御街—嚴官巷遺址為例設計一套虛擬活化文物的交互裝置，為博物館、景區、文化機構提供具有創新性的展陳解決方案，以應對游客越來越豐富的文化消費需求。主要立意點是文物數字化和科藝融合，前期調研、實地測繪和收集文物資料，用藝術化、游戲化使游客產生興趣，技術上使用了三維動畫技術、3D電影放映技術、計算機編程和人機互動硬件現成品應用技術等跨學科聲光電的多領域的綜合運用。

關鍵詞：科藝融合;文物數字化;南宋文化;南宋御街;博物館展陳;人機交互

南宋臨安城遺址位于浙江省杭州市上城區和下城區。2001年6月，經國務院批準，公布為第五批全國重點文物保護單位。臨安城有一條縱貫南北的大道，即今天的中山路，當時叫作“天街”，又叫“御街”。御街是當時臨安城的中軸線，皇城至鼓樓沿路有諸多南宋的關鍵機構：五府、樞密院、三省六部、太廟等。南宋御街從1988年開始，四次被杭州市文物考古所發現出遺跡，其中第三次考古挖掘發現南宋御街遺跡是在2004年建設嚴官巷道路西接萬松嶺隧道的過程中—嚴官巷的御街遺跡緊靠中山路南路，路面采用香糕磚橫向錯縫側砌，外側用大磚包邊，同時發現了溝渠等遺跡。從2004年開始到2006年前后，經過兩年的挖掘修繕，南宋八百多年前的恢宏氣勢終于重見天日，展現在杭州人民面前。2006年6月11日位于萬松嶺隧道東口的南宋御街遺址博物館正式開放。

南宋遺址陳列館展示包括南宋御街、御街橋堍和橋墩基礎、道路、殿址、河道和石砌水閘設施等，同時還展示出了挖掘出來的大量各式碎瓷片。南宋御街博物館主要的展陳形式為文物直接展示，墻上掛有圖片文字說明的KT版，已經不符合數字化新時代人民的文化需求，長此以往，文物將逐漸無人問津。

這次研究的目的就是以嚴官巷段的御街為例設計一套數字化的保護和展陳形式，乃至互聯網化的傳播形式，以南宋御街為例，設計一套數字化虛擬交互活化方案的前期調研和技術流程研發。最終的目標是將研究成果運用于南宋御街博物館的日常展覽之中，在一年一度的杭州文化產業博覽會向業界翹楚匯報項目進展，與杭州市民群眾交流使用感受，做出一款科藝融合的好產品，為弘揚杭州南宋文化貢獻一份力量。

前期筆者實地考察了南宋遺址陳列館，研究了杭州市文物考古所編著的《臨安城遺址考古發掘報告—南宋御街遺址》，通過書籍詳細了解了南宋御街相關遺跡、出土文物、遺跡年代地層年代、南宋御街用材的演變、遺跡構造和設施等。全方位地學習和了解御街的情況后，找到需要展示的重點，結合技術因素，找出科藝融合點，設計出新玩法，吸引游客花更多的時間在御街虛擬活化項目里娛樂，同時傳播和保護南宋文化、南宋遺跡。

目前南宋遺址陳列館展示了靜態的出土文物御街，如果要用現代聲光電的手法來提升，實現南宋御街交互虛擬活化的方案，具體來講主要有兩個關鍵點—“交互”和“活化”。

“交互”和“活化”是該方案最大的創新點，需要有兩套跨專業的不同技術支撐。

“交互”要求和觀眾進行人機互動，有可玩性。為了實現這樣的訴求，該項目在技術上需要采集觀眾的特定行為并啟動電腦程序，需要必備的現成品硬件，如Leap motion（用于收集手部動作捕捉）、Kinect（用于收集全身肢體動作捕捉）、紅外雷達（用于判定人是否越過某個特定位置）、觸摸屏等。在采集觀眾行為之后，需要使用編程技術，設定出計算機收到觀眾特殊行為后做出的反饋，實現人和電腦互動，即人和虛擬文物之間互動。

“活化”需要把公眾置身于宋朝時期的時空和環境中，使觀眾得到沉浸式的體驗。為了讓觀眾得到如同“穿越”的效果，這部分需要用到影視動畫技術和電影IMAX技術，使用三維動畫制作復原出臨安南宋時期御街沿線已經不復存在的主要宮廷建筑，如太廟、三省六部、樞密院、五府等重要建筑和機構，用動畫表現其營造法式。在虛擬復原了宋朝建筑這種不可移動文物的同時，也要將南宋臨安城的風土人情、人文活動進行復原，這是該項目的重點。南宋臨安城是典型的南方山水城市，其中池苑、溝渠、動植物眾多。臨安城是南宋的經濟中心，官營和民間的手工業、陶瓷業、絲綢業、制藥業等各行各業種類繁多，經濟發達是深厚的人文底蘊的基礎。

借助技術手段的同時，我們更加需要深入了解和研究南宋時期的方方面面，重點復原當時人們使用御街時候的場面，包括南宋御街的營造法式、建造工藝和材料的轉變—特別是聞名遐邇的“南宋御街的磚石之爭”最后是如何通過考古發現解決這個存疑，對游客感興趣的考古知識點進行科普。同時通過建立南宋臨安項目模型和數據的數據資源庫，為后續他人的學習研究和進一步綜合利用奠定基礎，保留下寶貴的三維數據資料，具備一定的學術價值。

在了解南宋文字史料和掌握南宋造型特征后，科藝融合的關鍵在于具體技術點的開發上。2016—2019年中國美術學院國際聯合學院建筑遺產修復專業的多個文博會項目中積累了大量的技術基礎和硬件條件。技術上主要是基于現成品配件，加以市面上成熟的軟件、成熟的編程語言，沒有過多地進行底層技術開發，輕量化直接形成產品，通過跨學科的方式，組合影視動畫和游戲編程領域，形成項目的創新性。玩法如下：

使用三面墻體投影播放動畫，讓觀眾在完全沉浸式的空間里，通過鏡頭運動游覽整條御街。觀眾立足于原地，據《咸淳臨安志》所附《皇城圖》從皇城的圖紙先了解整個皇城的布局，再從皇城圖之中勾勒出御街的范圍、起止點。周圍主要的建筑布局，如南宋御街西側為三省六部官署等。從宏觀的頂視圖上，了解御街位置和整個皇城、御街和周圍建筑、御街和相鄰街道的位置關系。從地圖上的節點中，通過肢體動作的方式遙控動畫內的光標，選中視頻展示的《皇城圖》里的“從鳳凰山南宋皇城遺址上空出發，依次游覽南宋修內司官窯窯址、南宋三省六部遺址、南宋御街遺址、南宋太廟遺址、南宋恭圣仁烈皇后宅遺址、南宋臨安府遺址”，進而從俯視圖里穿梭進御街的三維視角，從游客選中的位置節點探索那個區塊的考古發掘揭露出來的文物現狀，其中三省六部遺址、南宋御街遺址、南宋太廟遺址為御街部分，為此次項目重點制作的文物，其他部分作為概括闡釋。

在展示揭露的文物現狀的部分，墻體投影動畫有些部分作為信息點會高亮顯示，這些信息點主要包含：①探方分布，底層堆積。②主要遺跡：道路遺跡、房屋建筑遺跡、遺跡年代分析。③出土文物（第一層）、出土文物（第二層），依次類推。④其余信息：如南宋御街的磚石之爭，南宋御街的排水溝設施建造工藝，南宋建筑的營造法式等。

探方分布，底層堆積：觀眾選擇進入一個位置節點，如太廟，我們通過圖文并茂的三維地圖動圖，框出太廟的范圍和考古揭露的順序和方式。闡釋地形和人文原因的迭代以及各個歷史階段的演變。這部分主要通過動圖視頻的方式播放，進行一個前情提要。

主要遺跡：道路遺跡和房屋遺跡的互動玩法，展示建筑遺跡的營造法式。先放置一個考古揭露出的建筑地基，給予觀眾一張圖紙，將建筑的主要零部件陳列在觀眾面前，讓觀眾手動選擇將零部件拼裝成南宋建筑。就像讓觀眾在虛擬的空間里玩樂高一樣，通過觀眾的努力搭建，復原出嶄新宏大的南宋建筑，讓觀眾直觀地領略文物遺跡剛落成時的風采，同時深入淺出、老少皆宜、寓教于樂地傳播南宋建筑的營造法式，也讓參與者印象深刻。

出土文物：如在太廟節點里，觀賞文物出土時情況的時候，觀眾用手指向一處高亮顯示的土堆，于是土堆里浮現出一個3D的出土文物，如老虎洞窯青瓷器、鐵店窯鈞釉瓷器、越窯青瓷器、耀州窯青瓷器等殘缺斷瓦的局部，觀眾可以進一步用手指向其中一個瓷器，于是語音結合懸浮字幕介紹該瓷器的歷史考古價值和制作工藝。同時通過三維動畫復原出這個殘件剛剛出爐、嶄新時的樣貌。讓觀眾獲得文物信息的同時，避免由于沒有選擇性的逐一介紹導致觀眾失去興趣，讓觀眾自己選擇了解自己感興趣的物件。同時通過手指哪里、哪里就有介紹的方式，通過游客自主直觀的方式代替導游的講解，保持新鮮感和求知欲，使信息的傳遞從被動吸收變為主動獲取。

其余關鍵性信息：主要體現在人文模塊，即復原南宋時期的人們如何使用這個文物的場景?？梢愿鶕煌瑘鼍暗牟煌畔?，設計不同的游戲互動方式，如南宋御街的用材演變部分—“磚石之爭”。在20世紀80年代，學者們根據《咸淳臨安志》等史料文獻記載，公認御街為石板鋪砌。但在杭州卷煙廠于1988年發現磚砌的南宋御街后，學界和考古工作者對《咸淳臨安志》產生了質疑。2004年又一次揭露出磚砌鋪設的御街后（嚴官巷御街遺址），學界和考古工作者就徹底否定了文獻上的記載。直到2008年考古揭露南宋御街中山中路遺址，才使南宋御街由磚砌向石板鋪筑的演變得到確認。那么為何會產生磚石之間的變化呢？磚砌御街始建于紹興年間，御街上文武百官以及車輅儀仗使用都比較頻繁，隨著時間的推移，遭到長期的磨損，甚至火焚。何時御街使用石板鋪砌已無明確記載，但據《宋會要輯稿》方域一〇所述，此時南宋御街已由磚砌改成了石板路面。所以要將南宋御街用材的演變這個信息，通過一種觀眾樂于接受的方式傳達給觀眾，同時體現出考古的魅力，必須要為這個信息量身定制一套游戲互動玩法。太廟御街段，南宋許多重大的禮儀活動都在此舉行，元旦和冬至的大朝會，百官自和寧門入大內朝賀，遇“四孟”駕出和寧門沿御街趨景靈宮朝獻。使用三維動畫將該場面復原，讓觀眾通過第三人稱視角經歷這段流金歲月。通過一場一場的法事活動的過程，通過動畫表現御街一次又一次被磨損。同時也用文字提示觀眾御街變成泥路，讓觀眾選擇修復采用的材料，給觀眾幾個材質的選擇和維護方法的選擇，選定后動畫里會鋪上這款材質，如鋪上黃沙，于是整個臨安城里塵土飛揚，任務失敗讓其重新選擇，游客通過簡單的交互“干預”演變的進程，增加一些小趣味。

有了交互方案，詳盡的實施技術步驟如下：

第一步：建立資產庫，包括數據和模型貼圖。文物實物的實地測繪，有實物的文物可以使用結構光掃描儀獲取模型信息，已經沒有文物實物的部分，如太廟只剩地基數據，將其測繪出來，參考史料和翻閱文獻，在古文字畫里找到參考，復原出建筑結構，使用三維軟件制作出模型和貼圖。

第二步：將播放墻體做成三堵墻，呈“U”字形，每堵墻90度排列，當觀眾走入空間中形成沉浸式體驗。兩堵墻體里的動畫使用Redshift/Arnold渲染器將完成的模型根據播放墻體的尺寸渲染成相等比例的動畫片段，每個互動環節分成一個一個小片段。同時在動畫墻體上方架設2部投影機，投影機前放置偏振鏡片，將動畫片源做成偏振3D片源，即渲染左右眼通道，形成影院般的3D效果，在環繞沉浸式的前提下，又有3D的縱深感，并且布置前中后、左中右五部音響，多通道聲卡輸出沉浸式的全景音，進一步增強沉浸式體驗。

第三步：使用Unity 3D游戲引擎，通過計算機編程寫好交互游戲模式，計算機連接交互的硬件工具，如微軟的Kinect、LeapMotion等。實現人體體感捕捉并作為觸發信號，觸發后端預置的程序進行相應的響應，形成電腦程序和人體動作的交互，達成游戲性。

第四步：通過互動的程序指示，投影機播放出相應的動畫片段。

根據以往項目的經驗和反饋，南宋御街遺址交互虛擬活化—以嚴官巷為例的數字化保護和傳播方案的優勢在于：游戲化的互動環節是最受大眾歡迎的;三面墻全景大視野和高清IMAX級別渲染效果將會非常震撼;觀眾可以以簡單、舒適的姿勢與系統進行交互;場景中的文物可以放大，輔以文字介紹，便于觀眾近距離地觀察和詳盡了解背景資料。這樣的方案非常適合具有一定創新性需求的博物館等文化機構用于展示和吸引人們的眼球，吸引大量的流量，數字化賦能傳統，助力文化機構成為新“網紅”打卡地。

參考文獻

[1]杭州市文物考古所.臨安城遺址考古發掘報告—南宋御街遺址[M].北京：文物出版社，2013.

【作者簡介】吳煒棟，男，浙江杭州人，碩士。

【基金項目】本文系浙江藝術職業學院校級科研項目“南宋御街遺址交互虛擬活化—以‘嚴官巷為例的數字化保護和傳播的前期調研和實施方案研發”的階段性成果，項目編號：YB201902015。