用虚拟现实及影像重建技术实现大明宫含元殿原址重现

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1、用虚拟现实及影像重建技术实现大明宫含元殿原址重现　　摘要大明宫是唐代最为宏伟壮观的宫殿，大明宫国家遗址公园自从2010年开园以来，每年接待海内外数百万游客参观，在大遗址保护，弘扬丝绸之路文化，提升民族自豪感等多个方面都起到了非常大的作用。根据大遗址保护相关规定的要求，大明宫内的遗址上不能做宫殿的修复重建，但是从旅游、观赏、历史教育的角度，千千万万参观者无法亲眼目睹唐代皇宫的雄伟壮丽，是非常巨大的遗憾。笔者试图从利用现代数字技术在原址重现大明宫含元殿提出初步设想。　　【关键词】虚拟现实影像重建设想　　1

2、前言　　敦煌研究院使用数字化全景摄影，使参观者在全景剧院可以观看欣赏石窟精美灿烂的的壁画，不仅降低了游客对于洞窟的损害，也为石窟艺术保留了完整的数字化影像资料。大明宫国家遗址公园拍摄了立体电影《大明宫传奇》，故事化再现了大明宫的历史和雄伟的形象。但是以上这几种方式都局限于在室内影院再现历史文化遗址，而未利用现场实景。假如能够在现场实景去亲身体验唐代宫殿的雄伟壮丽，无论从现场气势、情景感这些体验都是坐在影院里那将是影院里所不能替代的。尤其像大明宫含元殿这样建立于山塬之上，居高临下的建筑。　　2用虚拟现实

3、及影像重建技术实现大明宫含元殿原址重现的方法　　笔者认为，目前现代电脑数字化影像技术的发展，已经足以在遗址的原地上实现数字化影像重现盛唐含元殿的实景形象，而不对遗址产生任何破坏。　　含元殿作为唐大明宫的主殿，建于土塬之上，造型雄伟壮丽，是大唐盛世的象征。遗址基础目前已经恢复。首先选择复原含元殿做原址数字化影像重现对于带动整个大明宫遗址的数字化保护、展示、旅游都是有重要意义。如图1所示。　　如何这个设想的实现，笔者建议可以分成三步走：　　2.1计算机数字化3D建模　　计算机3D数字化建模包括两部分，含元

4、殿建筑外观和内部结构及装饰。　　根据大明宫考古已经取得的成果，我们已经能够绘制出大明宫的复原效果图（如图2所示）。　　建筑外观建模部分包括含元殿正殿、鼓楼、钟楼、凤栖阁、翔鸾阁、通乾门、观象门及两侧飞廊等附属建筑，这部分因为建筑复原效果图已经出来，3D建模技术难度应该不是很大，基本按照建筑复原图来做就可以了。　　第二部分是建筑内部的结构和装饰部分的效果图和3D建模。这部分尚没有复原图（笔者还没有查到），建议大明宫国家遗址公园组织国内相关考古、古建筑、历史习俗等专家，先对含元殿内部结构装饰做出复原效果图

5、来，这部分难度比较大。除根据大明宫考古挖掘遗存，还可以根据唐代敦煌壁画、以及唐墓出土的记录等，制作复原图。　　尤其对于软装饰部分，还以适当的发挥想象力和演绎，因为这是计算机模拟形成，后期仍可以根据今后考古发掘和研究的结果不断地修改完善。　　2.2利用全息投影将含元殿外观在原址重现　　2.2.1全息技术的选择　　全息投影技术已经有多种，比如空气投影和交互技术，此技术采取类似海市蜃楼的原理，“将图像投射在水蒸气液化形成的小水珠上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像”。大唐芙蓉园的水幕电影，

6、应该采取的就是此种技术。还有一种是激光束投射实体的3D影像，主要利用氮气和氧气是不断在空气中进行小型爆破使氮气和氧气不断发散混合来实现。　　笔者建议采取3D投影技术，即使用3D投影机到屏幕上，这种特制的显示屏是半透明的，在暗处看不到，在黑夜里，投影到上面即显示3D图像。2013年周杰伦台北演唱会，就是使用该种技术，使已经去世多年的歌星邓丽君实现了和周杰伦同台演唱，当邓丽君站在舞台上的与周杰伦对唱的时候，全场沸腾。当时的技术提供商是美国数字王国公司，据称耗时由45名特效师耗时数月，花费打一亿多台币完成。

7、　　2015年，中国团队利用激光投影技术，对被毁的巴米扬大佛进行影像还原，也证明了该种技术具备可行性。（如图3、4所示）　　大明宫含元殿作为静态图像，应该更加容易完成。当然含元殿的静态图像规模比较大和复杂，但是数字化静态图像重建的难度一定是小于动态图像的。　　2.2.2设备及安置　　要重现含元殿3D形象，就需要从多个方向做3D投影，那么屏幕和投影仪的数量不仅要多，而且投影仪功率要大，安置还不能破坏原有的遗址基础。如图5所示。　　笔者建议围绕含元殿遗址，使用多个可移动式设备箱，将屏幕、投影仪放置于其中，

8、屏幕和投影仪下方安装可升降支架，可以随设备箱移动。设备箱外喷涂土黄色或砖灰色，白天与含元殿色彩相融合。每当傍晚，打开设备箱，使用自动升降设备，较快的完成屏幕和投影仪的布设工作。当夜幕完全降临后，投影仪打开，一座辉煌壮丽的含元殿就出现的在了原遗址上。　　因为是3D投影，所以具有360度的观看的效果，也可以容纳较多的人数，加之含元殿本身高大雄伟，更是远观效果尤佳。　　既然含元殿如此壮观雄伟，那么观众自然想进入宫殿一瞧究竟，感受宫殿内的华丽。这个问题怎么解决呢