智東西（公眾號：zhidxcom）
作者 | 云鵬
編輯 | 心緣
智東西2月22日消息，昨日聯(lián)想集團(tuán)與清華大學(xué)建筑學(xué)院聯(lián)合舉辦了“古建筑保護(hù)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型與元宇宙構(gòu)建研究”研討會，會后智東西與聯(lián)想集團(tuán)副總裁、聯(lián)想上海研究院院長毛世杰以及文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的專家學(xué)者進(jìn)行了深入交流，深度探討了數(shù)智化技術(shù)如何賦能古建筑保護(hù)。
▲聯(lián)想集團(tuán)副總裁、聯(lián)想上海研究院院長毛世杰
會上，聯(lián)想集團(tuán)正式啟動了他們與清華大學(xué)建筑學(xué)院“新IT，新文遺：智慧應(yīng)縣木塔”（后文簡稱木塔保護(hù)項目）的合作，并分享了山西應(yīng)縣木塔的數(shù)字化保護(hù)新思路，為文化遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)的轉(zhuǎn)型升級探索了更多可能。
▲參與研討會的嘉賓
一、千年木塔在數(shù)字世界“重生”，三維重建、云渲染技術(shù)挑大梁
作為世界上現(xiàn)存最高大、最古老的純木結(jié)構(gòu)樓閣式建筑，應(yīng)縣木塔憑借獨特的設(shè)計、結(jié)構(gòu)與施工，屹立近千年而不倒。但受地震、風(fēng)雨、戰(zhàn)亂等因素的影響，木塔損傷逐漸累積，保護(hù)任務(wù)日益嚴(yán)峻。而受限于結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀復(fù)雜、零部件數(shù)量龐大等原因，應(yīng)縣木塔的修繕工作始終面臨較大挑戰(zhàn)。
針對這些現(xiàn)實痛點，木塔保護(hù)項目計劃從三維數(shù)據(jù)采集、三維模型重建、數(shù)字孿生體參數(shù)研究等方面，為應(yīng)縣木塔打造全生命周期的數(shù)字化保護(hù)方案。其中，清華大學(xué)建筑學(xué)院將開展木塔內(nèi)部木質(zhì)結(jié)構(gòu)的建模工作，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)研究，逐步形成參數(shù)數(shù)據(jù)庫。聯(lián)想集團(tuán)則將借助融合型技術(shù)手段，為應(yīng)縣木塔構(gòu)建數(shù)字世界中“木塔孿生體”，復(fù)刻擬真木塔三維模型，還原木塔3D場景的完整細(xì)節(jié)，為古建筑研究、保護(hù)與傳播提供新IT技術(shù)支持。
具體來看，聯(lián)想集團(tuán)將主要應(yīng)用包含了三維重建、云渲染技術(shù)的數(shù)智化解決方案賦能應(yīng)縣木塔的智慧保護(hù)工作。
首先在三維重建技術(shù)方面，聯(lián)想集團(tuán)將利用在三維計算機視覺方面的優(yōu)勢，采用基于計算機視覺算法的包括最新的NeRF等三維重建技術(shù)，通過快速高效的現(xiàn)場掃描來構(gòu)建和復(fù)刻1:1高擬真木塔三維模型。
隨后，通過聯(lián)想集團(tuán)的數(shù)字虛擬平臺將木塔三維模型及其相關(guān)的專業(yè)建筑演變機理和知識在虛擬空間以3D的方式展現(xiàn)出來。普通大眾可通過XR眼鏡或者手機在虛擬空間中身臨其境的感受和學(xué)習(xí)木塔建筑文化。
此外，聯(lián)想集團(tuán)將通過以云計算技術(shù)為基礎(chǔ)的在線渲染技術(shù)，使渲染工作全部放在云端服務(wù)器中運行，由云端服務(wù)器將場景渲染為視頻音頻流，壓縮編碼后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給客戶終端。該技術(shù)使終端的客戶端無需擁有強大的圖形運算與數(shù)據(jù)處理能力，僅需擁有基本的流媒體播放與獲取終端輸入指令并發(fā)送給云端服務(wù)器的能力即可。這項技術(shù)的應(yīng)用使圖形處理與數(shù)據(jù)運算能力相對有限的輕量級設(shè)備也能體驗高質(zhì)量的渲染畫面。
最終，項目預(yù)期將在虛擬空間中為大家呈現(xiàn)出一個擁有3D高質(zhì)量渲染畫面、多場景細(xì)節(jié)、毫秒級延時交互體驗的應(yīng)縣木塔1:1數(shù)字復(fù)刻版。同時，聯(lián)想集團(tuán)還將協(xié)助保留木塔測繪的原始數(shù)據(jù)為多方專家對木塔的后續(xù)研究及保護(hù)工作提供支持。
合作雙方對于這座“元宇宙應(yīng)縣木塔”的預(yù)期是很高的。首先，在云渲染平臺層通過對硬件資源進(jìn)行虛擬化實現(xiàn)靈活的資源調(diào)度，GPU虛擬化可以根據(jù)用戶的需求，進(jìn)行動態(tài)資源分配，支撐多路并發(fā)渲染請求。
其次，通過云渲染平臺異步幀編碼和傳輸技術(shù)，實現(xiàn)高效的渲染結(jié)果壓縮編碼和推送，縮減云渲染的響應(yīng)時間，使客戶端交互延時控制在毫秒級，提供更加流暢的交互體驗。
另外，利用云計算技術(shù)可以在云端實現(xiàn)超大規(guī)模、高質(zhì)量3D場景實時渲染，結(jié)合5G高帶寬、低延時網(wǎng)絡(luò)設(shè)施將渲染好的3D內(nèi)容實時流式傳輸?shù)紸R/VR設(shè)備上，最終在終端設(shè)備上呈現(xiàn)3D場景的完整細(xì)節(jié)。
最后，在實現(xiàn)對應(yīng)縣木塔進(jìn)行1:1建模復(fù)刻的基礎(chǔ)上，聯(lián)想集團(tuán)會保留多維數(shù)據(jù)為后續(xù)專家研究和文物保護(hù)工作提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。
二、文化遺產(chǎn)保護(hù)進(jìn)入“數(shù)智時代”，“元宇宙”技術(shù)帶來新思路
元宇宙概念的火熱，離不開產(chǎn)業(yè)數(shù)智化的加速，談及數(shù)智化技術(shù)支持古建筑保護(hù)，清華大學(xué)建筑歷史與文物建筑保護(hù)研究所所長劉暢說道：“技術(shù)及平臺的支持可以幫助我們更好地形成對于古建筑的認(rèn)知，將片段化的文物保護(hù)信息編撰成系統(tǒng)化的知識網(wǎng)絡(luò)，方便信息的查詢與獲取。同時，通過綜合利用多種科技手段，我們能夠盡可能地‘走進(jìn)歷史’，積累并學(xué)習(xí)歷史環(huán)境信息，不斷挖掘古建筑的價值，完成文化遺產(chǎn)保護(hù)的時代使命?！?/p>
▲清華大學(xué)建筑歷史與文物建筑保護(hù)研究所所長劉暢
聯(lián)想集團(tuán)副總裁、聯(lián)想上海研究院院長毛世杰也分享了他對科技構(gòu)筑文遺數(shù)字化保護(hù)新生態(tài)的見解。他認(rèn)為，在“產(chǎn)、學(xué)、研”積極聯(lián)動的數(shù)智化新生態(tài)下，“新IT，新文遺：應(yīng)縣木塔智慧保護(hù)”項目既扎根于清華大學(xué)建筑學(xué)院的專業(yè)研究積累和實力，又結(jié)合了聯(lián)想集團(tuán)的數(shù)智化技術(shù)，為文化遺產(chǎn)保護(hù)探索了新范式、新思路。未來，聯(lián)想集團(tuán)還會通過技術(shù)上的創(chuàng)新突破來推動中國文化遺產(chǎn)保護(hù)的轉(zhuǎn)型升級。
在討論會上，北京冬奧會張家口賽區(qū)的總設(shè)計師、清華大學(xué)建筑學(xué)院院長張利結(jié)合自身經(jīng)歷和學(xué)術(shù)洞察，分享了虛擬現(xiàn)實等前沿技術(shù)對于延續(xù)文化遺產(chǎn)的重要作用。在他看來，歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)工作經(jīng)常會遇到現(xiàn)實挑戰(zhàn)，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)和可穿戴設(shè)備，我們可以在沉浸式的環(huán)境中模擬建筑空間，獲得數(shù)據(jù)反饋，從而對文化遺產(chǎn)體驗進(jìn)行更好地預(yù)測。
▲北京冬奧會張家口賽區(qū)的總設(shè)計師、清華大學(xué)建筑學(xué)院院長張利
結(jié)語：應(yīng)縣木塔復(fù)刻背后，數(shù)智化技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)加速
如今，數(shù)字技術(shù)在助力文化遺產(chǎn)的保護(hù)與活化方面成果顯著，“文化新基建”已成為國家級戰(zhàn)略，文化遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)正逐步形成“文遺+科技”融合發(fā)展的嶄新局面，此次聯(lián)想集團(tuán)與清華大學(xué)建筑學(xué)院的合作正是這一戰(zhàn)略的現(xiàn)實版呈現(xiàn)。
未來產(chǎn)業(yè)數(shù)智化仍會持續(xù)提速，XR、機器人、汽車等新興領(lǐng)域必然會涌現(xiàn)出更多新技術(shù)，而這些新技術(shù)與各行各業(yè)的結(jié)合，必然會碰撞出更多火花，而這種結(jié)合，也少不了如聯(lián)想集團(tuán)這樣的科技巨頭貢獻(xiàn)出自己的一份力量。
