突破实景三维集群建模瓶颈

　　在文化遗产数字演绎剧场内，借助数据交互大屏，国内外著名博物馆精品馆藏的3D模型在记者的指尖触碰下被放大、翻转，甚至还能打开一些器物的盖子察看器物内部的铭文。戴上VR眼镜，可以瞬间置身于敦煌石窟的虚拟空间中，佛像雕塑、壁画尽收眼底。

　　文化遗产是人类文明的载体与形式。数字时代，数字采集记录技术可以处理各类物质和非物质文化遗产，形成多种形式的数字文献。这些不同类型的数字资源通过抽取、分类、标引等数据化处理，形成结构化的主数据和元数据资源；经过语义建模、关联标注、集成整合，进一步对文化遗产数字资源中蕴含的概念实体、知识单元和文化基因进行细粒度编码表示和跨域链接，并借助知识图谱、区块链等技术构建形成可信的、跨模态的、富语义的、可追溯和再利用的智慧数据资源集合，最终完成文化遗产的数据态转型。

　　在实体文物转化为智慧数据的过程中，需要多种设备和技术的支持。参观时，记者发现实验室器材设备极其丰富，除了普通的摄影机、摄像机外，还有古籍OCR设备、深度摄像头、激光扫描仪、多光谱扫描仪、手持空间影像信息采集仪、六轴机械臂、低空无人机、红外线无人机、3D建模一体机等。

　　在运用现有技术、设备的基础上，研究团队还在努力进行技术创新。由武汉大学文化遗产智能计算实验室副主任黄先锋自主研发的超大规模实景三维集群建模软件——“重建大师”，突破了实景三维构建过程中数据量庞大、渲染缓慢的技术瓶颈，构建了高质、高效、智能语义的智能三维重建引擎。该软件打破了国外实景建模软件ContextCapture的长期垄断。在“珞珈三号01星”发射升空后，该软件可以通过卫星数据对世界各地的大型城市场景和文化遗产地进行快速精准建模。

　　“重建大师”已应用于北京冬奥会、成都大运会等国家大型活动，以及长城保护和上百个城市三维数字底座建设中。以京郊怀柔区八道河乡境内的箭扣长城为例，该长城坐落于海拔千余米的险峰断崖上。部分城墙、烽火台、楼梯在岁月侵蚀下破损严重，亟待保护和修缮。团队利用自主研发的双鱼倾斜摄影机和倾斜摄影测量技术，采集多角度影像15000余张，对箭扣长城进行了实时三维重建。通过地面补拍实现局部毫米级精度，砖瓦缺失、墙面裂痕等破损细节得以精准呈现。黄先锋向记者介绍称，三维建模完成后，他们发现表面破损的细节可以在模型中更细致地放大并呈现出来。通过深度学习网络和模型对多形态数据进行一系列级联神经网络处理，他们检测出箭扣长城的破损部分及其结构缺陷，监测判断出需要修缮的墙面裂痕和砖瓦缺失，并生成相应的3D形状和砖墙。这让箭扣长城的修缮工作得以更快、更准确、更高效地进行。

　　实现文化遗产数智化活化再造

　　针对建模过程中出现的纹理与模型错位问题，以及图像色差、纹理分块映射带来的几何与色彩接缝问题，黄先锋团队研发了可一站式解决三维模型纹理贴图的专业软件——贴图大师。该软件实现了从二维影像到三维几何模型的精准映射。该技术目前已应用于敦煌莫高窟、云冈石窟、龙门石窟、山西窦大夫祠、中国国家博物馆、故宫博物院等几十家文博单位的数字化项目。

　　武汉大学文化遗产智能计算实验室教授张帆副牵头的数字文化遗产内容与质量持续增强技术，能实现低质量二维图像分辨率提升2倍，三维模型重建精度提升20%，低质量三维模型纹理信息分辨率提升2倍。这一技术可帮助实现数字文化遗产数据质量持续增强，提升对文化遗产本体的数字化时空关联感知能力，为数字文化遗产数据内容与质量持续增强提供保障，已在云冈石窟得到应用推广。

　　物质和非物质文化遗产在向数字空间迁移过程中，形成了对社会、文化和地理跨时代演变的映射，拓宽了人文研究的时空跨度与研究尺度。为进一步推动文化遗产数字化理论与实践的发展，实验室主任王晓光提出了“文化遗产智能计算”概念。文化遗产智能计算是借助大数据、人工智能、虚拟现实等前沿智能信息技术对文化遗产蕴含的信息与知识进行采集、记录、分析、组织、挖掘、表达、关联、传播、展示活动的总称。他希望通过文化遗产智能计算实现文化遗产的数智化活化再造，探索文化遗产大数据驱动的数字人文研究范式，以促进物质和非物质文化遗产从现实世界向数字空间迁移，推动传统文化在数字空间赓续和全景化展示，实现中华优秀传统文化创造性转化与创新性发展。