XR技術在沈陽不可移動革命文物保護中的應用研究

李舒 李輝

摘要：本文以擴展現實技術為背景，融合新媒體藝術的創新理念，探究擴展現實技術在沈陽不可移動革命文物保護中的應用優勢，探索如何運用擴展現實數字空間的藝術形態生動直觀地展現沈陽數十個不可移動革命文物的歷史變遷與革命文化，以文物歷史風貌的數字化保護為基本原則，在強調還原文物原貌場景的同時，從文化旅游視角出發，運用擴展現實技術建立多種形式的數字虛擬世界，從而起到加固并豐富沈陽文物保護傳承的作用。

關鍵詞：擴展現實技術;不可移動革命文物;數字保護

中圖分類號：TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1004-9436（2021）17-00-03

1 沈陽不可移動革命文物保護概況

2021年，遼寧省文物局公示了遼寧省第一批革命文物名錄，其中沈陽市中共滿洲省委舊址、審判日本戰犯特別軍事法庭舊址、中山廣場雕像、東北解放紀念碑等33處不可移動革命文物入選，成了沈陽弘揚革命文化、傳承紅色基因的地標性元素。遼寧省第三次文物普查結果顯示，遼寧省共登記不可移動文物遺跡兩萬余處，截止到2015年，全省的千余處不可移動文物因城市建設、土地開發、生產生活等人為因素而消失，文物的有效保護成了亟待解決的重大問題。沈陽不可移動革命文物不僅具備基本的建筑歷史價值，還承載著我國重要的革命文化價值，而這部分革命精神的傳承和保護更應被重視。

目前，我國對于不可移動文物的保護除基本的物化性保護外，主要集中在加大保護宣傳力度、建立巡察制度、合理開發利用、加強法律保護與行政執法等方面，而數字保護是當下文化遺產保護中較常見的技術手段和實現路徑。

截止到2021年，伴隨著“讓文物活起來”的憧憬和后疫情時期保護需求變革，數字化的互聯網保護已成為未來文物保護的大勢所趨[1]。目前，我國物質、非物質文化遺產領域的數字化保護研究已呈現良性的發展軌跡，同時在不斷地尋求創新[2]。隨著虛擬現實、增強現實、混合現實、擴展現實技術與5G技術的不斷進步，文物的數字保護領域通過不同程度的數字信息與現實環境的融合，為傳統可視媒體提供了新的概念與體驗方式。

2 XR技術在革命文物保護中的應用優勢

擴展現實技術（以下簡稱“XR技術”）是全球3G、4G與5G技術研發的領先企業美國高通公司于2017年提出的新概念。作為虛擬現實（VR）、增強現實（AR）和混合現實（MR）這些技術的統稱，擴展現實（XR）被稱為未來交互的終極形態。與當下的虛擬現實、增強現實、混合現實相比，擴展現實更強調虛擬世界與現實世界的彌合，旨在讓人們的信息和體驗之間的距離消失[3]。

據此，將XR技術應用于文化資源數字化保護中，不僅可以為城鎮風貌和自然景觀變化下的文化遺產保護提供一種新的技術手段和實現途徑，還能增強大眾對城市文化發展與傳承的認同感與責任感。

2.1 多維度數字復原文物原貌

部分因歷史變遷和城市建設而遺失的內容很難運用攝像機或其他傳統手段進行全面保護，而XR技術中的三維建模、三維掃描、動作捕捉等手段都可以有效解決這些問題，可以在保護文物原貌的同時運用交互技術呈現出隨歷史變遷而變化的文物外貌，打破傳統保護方法的局限，以720°的場景優勢多維度地保存沈陽不可移動革命文物。

2.2 多感官沉浸式弘揚革命精神

從沈陽革命文化傳承的角度來看，XR技術通過數字化頭盔、手柄、手套、力反饋和觸覺感受器等穿戴設備，融合了視覺、聽覺、觸覺等多種感官體驗，能夠讓體驗者身處沈陽不可移動革命文物建筑虛擬場景中，通過聽覺、觸覺與周圍環境互動，從而增強數字資料的生動性與審美性，實現多感官沉浸式的革命精神領悟與學習[4]。

2.3 推動沈陽文旅產業發展

XR利用其技術優勢，可在儲存和復原沈陽不可移動革命文物的同時，讓觀者擺脫空間與時間的限制，身臨其境地置身于沈陽的各個不可移動文物場景中，體味老建筑的獨特風韻，感受革命歷史的變遷，并且能夠以故事角色的身份參與到相關革命事跡中，從心靈的最深處理解、學習和感悟沈陽這座歷史文化名城的文化底蘊，真正達到傳承沈陽歷史遺跡文化與文化旅游宣傳的目的。

2.4 為人才素質化培養提供精神引領

在“三全育人”的背景下，革命文物作為革命精神傳承的載體，是我國高校思政教育中重要的教育內容。采用XR技術手段可將沈陽不可移動革命文物的地理外貌、歷史變遷、人物事跡、精神內涵以新媒體的形式展現在學生面前，建立線上虛擬實驗室，降低線下建設、參觀等學習模式的成本，增強學生對其的認同感[5]。

此外，數字媒體技術、動畫、新媒體藝術專業可在學習XR技術的過程中以革命文物保護訓練為主題，在項目化教學和校企協同育人的培養模式下，提升專業水平，增強師生傳承革命精神的使命感，借用新一代群體力量與高水平科研能力大力豐富現有的沈陽不可移動革命文物數字保護資源，為人才培養與文物的傳承和發展提供新的契機[6]。

3 XR技術背景下文物保護資源的開發路徑

3.1 文物素材采集與分類

《遼寧省不可移動革命文物名錄（第一批）》顯示，沈陽33處不可移動革命文物在地理位置上的分布情況為：和平區11處、皇姑區5處、沈河區4處、大東區2處、沈北新區2處、遼中區2處、康平縣2處、法庫縣2處、新民市2處、于洪區1處。從認定級別上看，全國重點文物保護單位2處，分別為中共滿洲省委舊址、審判日本戰犯特別軍事法庭舊址;劉少奇同志秘密居址、宋任窮舊居等省級文物保護單位共計9處;陳云舊居等市級文物保護單位共計13處;于洪區革命烈士公墓1處為區級文物保護單位;康平革命烈士陵園、二龍山革命烈士陵園2處屬縣級文物保護單位;奉天紡紗廠辦公樓舊址等6處為一般不可移動文物。從整體的文物內容與屬性上，可概括為辦公舊址、烈士陵園、紀念碑（塔）、生活舊居、學校舊址五大類。

為實現XR信息傳遞的有序性與全面性，可依據沈陽不可移動革命文物的地理位置、保護級別、內容屬性三個層面進行資料分類，從而有針對性地對文物的歷史數據資料、影像資料進行價值區分，實現有效提取。

此外，按照各個文物的原貌保護情況進行分級，原貌保護良好的建筑可直接采用實景測量的手段進行平面、立面、剖面各項詳細數據采集[7]。原貌已遭損毀、改建、遷移的建筑應在記載資料中收集準確的外貌數據，以便后期的模型制作與場景還原。整個文物元素采集過程應同時兼顧物質遺產外貌元素與非物質的精神元素，在整合基本物理性數據后，需要整合相關的歷史經歷、歷史事件、名人事跡等文化內涵元素，兩部分工作的完整性是決定后期項目開發與制作的重要影響因子。

3.2 平臺用戶分類調研

平臺用戶分類調研的主要目的在于對XR信息平臺即將要服務的不同客戶進行深入的調研與分析，以服務設計理論為依據，從利益關聯者地圖、服務路徑、故事版等工具入手，對相關人員進行模擬分析，統計并整理在設計過程中需要解決的問題，按照極度困難、重要困難、一般困難、輕松、非常輕松的等級對待解決問題進行分類并整理，這對后期的XR資源開發項目框架設計與交互設計有決定性影響，是實際研發過程中的制作重點。

3.3 項目框架結構設計

XR技術的運用與表現形式是多種多樣的，根據文物資料整理收集、平臺用戶分類調研的數據結果可選取不同的表現形式，在此階段可參考AR、VR、MR項目目前的應用情況與應用環境，找到用戶需求的相似點，便能有指向性地確立XR項目需要的信息傳播形式、媒介體量、網絡環境以及對相關智能設備的需求。

此外，應充分考慮沈陽文旅宣傳的主要途徑與宣傳資源需求，整理初步的原型交互框架、制作UI界面，并以分鏡繪制的形式模擬探索該資源在不同情境下發揮作用的可行性、實用性與藝術性，最終細化XR項目框架結構設計與腳本，反復修改敲定操作腳本與故事腳本的內容。

3.4 美術資源開發

XR文物保護資源開發過程中的資源需求會根據不同的表現方式產生需求性差異，主要資源元素包括虛擬場景、三維模型、運動路徑、特效、音頻視頻等。在美術資源開發階段應綜合用戶調研的分析數據結果，從大眾審美、美術心理、生理應激反應特征等多方面因素進行視覺創作，在符合現實歷史的前提下，加入藝術化渲染元素，從而烘托并弘揚革命精神，增強觀覽者的沉浸感與代入感。

隨著歷史的變遷，部分沈陽不可移動文物由于人為因素和自然因素的影響，破壞較為嚴重。雖然部分可移動文物留下了珍貴的影像及文字資料，但在制作這些建筑的美術模型和研究建筑外貌歷史變化的藝術表現時，仍舊受到史料不全、歷史故事無法得到史書資料證實等多種因素影響。項目研究團隊對于這部分內容可嘗試以藝術創作的處理手法進行相對理性和科學的藝術加工處理，使項目能夠達到理想的呈現效果。

從實踐操作上來說，目前相關美術資源的制作主要運用MAYA、3DMAX等三維軟件，制作過程中需注意模型面數等信息與Unity引擎的兼容與合作要求。具體的模型制作內容包括歷史建筑、人物、周邊環境中的動植物元素等所需資源，如有紙質出版需要，還需按照風格進行紙質立體物料的結構制作。

3.5 程序交互設計與開發

可在搭建美術場景與資源的同時，同步程序腳本的編寫與調試。計算機交互程序的編寫與制作過程要對應前期的交互框架指引，對于場景內的復雜交互操作應配套設計使用者引導教程，不同的歷史影像資料在播放過程中對于周遭環境的弱化處理也是在編寫過程中容易忽視卻重要的難點。在項目所需的所有資源制作完成后，由美術人員與程序開發人員合作開始進行項目的整合與運行測試。

3.6 項目整合與體驗反饋

結合用戶體驗設計要求進行反復的項目反饋數據收集，以便進行項目整體的完善與收尾工作，同時針對沈陽不可移動革命文物的外觀復原度、史實精準度、革命精神的表現力以及推廣應用的可行度進行進一步的審視與強化。整個流程的重點應放在沈陽不可移動革命文物形態變化與歷史變遷的文化體現上。經過反復推敲與不斷完善而開發的XR文物保護平臺資源可被用于相關單位部門對沈陽革命歷史遺跡的宣傳及商業運營，助力物質文化遺產和非物質文化遺產的申請，可作為未來保護與傳承物質文化遺產的示范項目向全國推廣。

4 結語

隨著虛擬現實技術、增強現實技術、混合現實技術、擴展現實技術與5G技術的不斷進步，數字信息與現實環境的融合呈現為傳統可視媒體帶來了新的概念與體驗方式。在文物保護方面，XR技術不僅能夠實現多維度數字復原文物原貌、多感官沉浸式弘揚革命精神的目標，更能推動沈陽文旅產業發展，為人才素質化培養提供精神引領。因此，如何將XR技術有效融合到革命文物保護的工作路徑中是相關領域研究的重要方向。以目前XR技術所能實現的媒體資源效果為基準，相關技術研發人員需要通過文物元素采集與分類、平臺用戶分類調研、項目框架結構設計、美術資源合理制作、程序交互設計與開發這五個基本制作步驟完成沈陽不可移動革命文物數字化保護平臺搭建，從而保證革命文物的復原展示與革命精神的弘揚。

參考文獻：

[1] 劉玉珠.探索文物保護利用數字互聯新格局[J].人民論壇，2020（25）：6-8.

[2] 侯佳.虛擬制作中的AR、MR與XR[J].現代電視技術，2021（7）：94-96，87.

[3] 陳振旺，樊錦詩.文化科技融合在文化遺產保護中的運用——以敦煌莫高窟數字化為例[J].敦煌研究，2016（2）：100-107.

[4] 邵恒，安穎.虛擬現實技術在天津非遺保護與傳承中的應用[J].山西檔案，2018（2）：142-144.

[5] 褚樂陽，陳衛東，譚悅，等.重塑體驗：擴展現實（XR）技術及其教育應用展望——兼論“教育與新技術融合”的走向[J].遠程教育雜志，2019，37（1）：17-31.

[6] 李舒.基于人才框架因子的新媒體藝術應用型人才培養創新路徑[J].藝術科技，2021，34（4）：21-22.

[7] 緒言，馮春雨.虛擬現實技術與廟宇建筑文化[J].四川水泥，2016（5）：321.

作者簡介：李舒（1987—），女，遼寧沈陽人，博士，副教授，研究方向：新媒體藝術。

李輝（1989—），男，吉林延吉人，博士在讀，講師，研究方向：經營管理。