中国是世界上文化遗产最多的国家之一,拥有众多的文物。时间是文物最大的敌人,这些承载厚重历史和人类智慧结晶的文物,终将消失于历史长河中,那 么用科技的手段保护、修复和“再生”这些文物就成了科学家们的研究的课题了。天津大学文化遗产保护与传承信息技术研究中心科研团队,历时10年,用现代化 技术,助力文物预防性保护目标的实现,推动智慧博物馆战略的落地实施。不久的将来,我们会有一种深度参观博物馆的独特体验。
让文物“动”起来 和“老祖宗”面对面“唠嗑”
电影《博物馆奇妙夜》中的文物每到夜晚就会“复活”的情节给不少人留下深刻印象,肯定很多人都希望这一切可以成真,让文物自己来讲述自身的故事,参观者还可以参与其中,和文物互动、对话,这一定是一次美妙的博物馆之旅。
现在天津大学文化遗产保护与传承信息技术研究中心主任张加万教授带领团队,借助虚拟现实技术,正在让幻想成真。今后走进博物馆,你只需要一副AR眼镜或是一 部手机,看到自己感兴趣的文物,眼前会自动弹出所有跟这个文物相关的资料,包括此文物本身的资料以及它辐射出的任何一个方面的资料,可以说是海量的。你可 边走边跟眼镜或是手机聊天,随时提出自己的疑问并立刻得到解答。
最有趣的应该是当你看到一个残缺不全或是色彩已经褪去的文物时,通过眼 镜,它会立即生成全息3D动画复原,就像你已穿越到它“出生”之时,看到它最华彩的样貌,甚至可以伸出手360度仔细端详它。或是进入一个文物建筑,可通 过眼镜和手机还原当年建筑中的情景,这就是基于虚拟现实技术的,可变换出多样内容的浸入式场景体验,复原文物在古代的使用情景,展现考古发掘现场的生动画 面等等,为博物馆的参观者营造了一种古代与现代融合,历史与科技辉映的美妙氛围,会使之流连忘返。
以上这些参观博物馆的体验,已经不是纸上谈兵,它在技术层面上已经实现,现在团队与山西省博物院、湖南省博物馆等中国最好的文物和博物馆专家密切合作,目前正在逐步落地实施。
装载海量“大脑” 让文物做知识的“导览员”
张加万教授给未来博物馆基本特征定义为博物馆知识化、个性化以及互动化,这就需要博物馆有一个超强功能的“大脑”,随时提取我们需要的各种信息,同时还可以 打通各个博物馆之间的壁垒,让各自的馆藏资源不再孤立,共同进入这个“大脑”而彻底流通起来。那时候文物的注解不再是一个小牌子上的几个字,而是一系列的 内容,从哪来到哪去？经历过什么？同一时代的“小伙伴”是谁？它们都在哪等等直接或间接的相关历史文化背景,这个“大脑”都可以告诉我们。就像张加万教授 说的：“每一件文物背后都有可无限延展的故事,进而从文物角度关联整个中国历史文化,所涉及的知识可能是跨学科的,不同的人看,也会有不同的理解,自然也 会有不同的收获。”
这个“大脑”就是文化遗产保护与传承信息技术研究中心团队正在搭建的文物领域的垂直领域搜索引擎,这是一套适合中国 文物特点的文物知识图谱。不同于普通的搜索引擎,文物领域的知识非常特殊,专业知识大多只在行业内部被部分专家学者掌握,普通大众这些非专业的人员很难获 得大量的准确信息,而一旦建立起文物知识图谱,可将海量、多源、异构的文物领域数据,包括文物本体、环境、历史文献、考古资料、研究成果、网络数据等,通 过自然语言处理、大数据分析、文献计量学、软件科学等组织起来,便于文物知识的表达和呈现。
文物知识图谱用于博物馆可以根据观众的喜 好、时间设计个性化游览线路,还可以采用最适宜的高新技术用于展示和传播,比如手机移动端,在采访中张加万教授就用手机给记者展示了文物知识图谱的作用, 在手机上呈现的就是一个微信小程序,输入相关文物会出现有关文物的常见问题,你也可以语音或文字输入自己想知道的有关此文物的其他问题。其关键是一个关联 了众多文物知识的文物图谱,随着其不断发展,越来越多的文物知识相互关联,这将是一个海量的文物知识平台,也可以让大家足不出户参观博物馆。
科技“医生”突破瓶颈 文物保护由被动变主动
如 果说文物终将消失,那么博物馆中的文物拥有良好的保存环境,算是幸运的,那么古文化遗址、古建筑、石窟壁画等不可移动文物呢？它们散落在中国各个角落里, 每天面对风化、风蚀、雨蚀以及人为破坏,甚至空气中的水分,都会给它们带来伤害。就算如敦煌壁画拥有严格的保护措施,也因为缺乏预防保护技术,还是会出现 各种问题。以前大部分文化保护都属于抢救性质的,其实为时已晚,尽管预防性保护的理念在文物界早有人提出,但是找不到有效的方法,它要解决的问题说出来看 似特别简单——文物变了吗？它是怎么变的？
文化遗产保护与传承信息技术研究中心的团队,开展了莫高窟壁画本体微变监测和世界文化遗产地 风险预控系统的攻关与研发工作。经过对敦煌莫高窟壁画监测和分析后,团队首次发现了一年短周期内的0.1毫米级壁画本体细微变化。通过比对前后变化,才知 道壁画是怎么坏的,并且建立一个感知、分析、评估、响应的集成平台。团队开发的 “世界文化遗产地风险管理与决策支持系统”在莫高窟得到示范应用。这是一个强大的平台,不光可以对文物本体中的病害进行多尺度量化分析,还可以对文物所处 的环境中灾害风险、震动风险,以及缓慢的环境变化、游客风险管理等进行系统监测和分析。
张加万教授介绍说,除了与敦煌的合作外,这套信息技术还可用于长城、木结构建筑、土遗址等的文化遗址保护中使用。同时一带一路所经过的许多不可动文物也在陆续采用此项技术进行监控。也是因为技术的突破和应用,我国文物保护的性质开始从抢救性向预防性过渡
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