創(chuàng)新激情 虛擬現(xiàn)實(shí)助力考古還原之夢

寂靜天花板

在虛擬世界里是沒有任何限制的，但是你虛擬出來以后，就有可能把它們變成現(xiàn)實(shí)。2011年，達(dá)索系統(tǒng)推出了一個(gè)名為“創(chuàng)新激情”的公益計(jì)劃，旨在使其尖端的3D技術(shù)能夠?yàn)闅v史學(xué)家、考古學(xué)家、研究人員和各種發(fā)明人員所用，通過3D的仿真、建模以及在虛擬三維世界中的驗(yàn)證，去解決或探索目前人類所面臨的一些問題，或者將某個(gè)領(lǐng)域的研究推向新高度。

巴黎市建筑與考古學(xué)歷史部的考古學(xué)家迪迪埃·布森（Didier Busson），一直懷揣著一個(gè)“瘋狂”的夢想。“我希望借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對那些已經(jīng)不復(fù)存在的，以及經(jīng)過多次修整的巴黎標(biāo)志性建筑進(jìn)行再造和保存，打造出一座橫跨5000年歷史的數(shù)字巴黎。”由于計(jì)劃需要大量資金支持，歷史細(xì)節(jié)考證過于繁瑣，多年來，迪迪埃牽頭的“數(shù)字巴黎”項(xiàng)目一直未能實(shí)現(xiàn)。不過，最近他的夢想終于成真了。

最早體會(huì)到“數(shù)字巴黎”成果的，是15000多名巴黎市民。“數(shù)字巴黎”成果揭幕的當(dāng)晚，他們匯集在市政廳廣場。9塊10米寬的屏幕排成了半圓，在歡呼聲和激動(dòng)的尖叫聲中，紀(jì)錄片《巴黎，偉大的傳奇》（Paris, La Ville A Remonter Le Temps）開始播放。片中，一群對巴黎的歷史和建筑頗感好奇的現(xiàn)代人，通過撥弄虛擬的時(shí)光轉(zhuǎn)盤，進(jìn)入到不同歷史時(shí)期的巴黎圣母院、巴士底獄、盧浮宮和埃菲爾鐵塔。仿真3D技術(shù)逼真地再現(xiàn)了這些建筑在不同歷史階段的不同面貌，路途中點(diǎn)擊巴黎各個(gè)重要建筑，界面上就會(huì)出現(xiàn)該建筑不同歷史年代的菜單。比如，點(diǎn)擊巴黎圣母院，界面上就會(huì)出現(xiàn)“高盧-羅馬時(shí)期、中世紀(jì)、19世紀(jì)，以及世博會(huì)之后”的選擇菜單。一旦選定某個(gè)歷史時(shí)期，就能在進(jìn)入這個(gè)數(shù)字三維建筑之中。此時(shí)，迪迪埃則搖身一變成了貼身導(dǎo)游，對每一座建筑及其周邊環(huán)境的變遷進(jìn)行一一詳細(xì)講述。
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“整個(gè)項(xiàng)目，最大的挑戰(zhàn)在于用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重建那些不存在的，看不見的建筑，不只是外部，還有它們內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，”迪迪埃說。事實(shí)上，無論是紀(jì)錄片、網(wǎng)站還是iPad軟件，最終實(shí)現(xiàn)都仰賴于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。“所以說，這是一支前所未有的跨界團(tuán)隊(duì)，考古專家、建筑學(xué)家、數(shù)字技術(shù)工程師、紀(jì)錄片導(dǎo)演、歷史劇編劇，緊密合作長達(dá)數(shù)年之久。”達(dá)索系統(tǒng)（Dassault Systemes）總裁兼首席執(zhí)行官夏伯納（Bernard Charles） 說。這家掌握全球最先進(jìn)3D技術(shù)之一的法國公司，他們的工程師和技術(shù)人員，在“數(shù)字巴黎”項(xiàng)目中扮演了“幕后英雄”的角色。此前，他們通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在“胡夫金字塔揭秘”項(xiàng)目中，從力學(xué)和建筑結(jié)構(gòu)上幫助考古學(xué)家論證了金字塔的建造過程。而在“冰山夢”項(xiàng)目中，工程師們又動(dòng)用3D技術(shù)，模擬了用遠(yuǎn)洋輪船拖動(dòng)冰山航行的過程，為環(huán)境學(xué)家喬治·莫林（Georges Mougin）“用冰山救濟(jì)缺水地區(qū)”設(shè)想的可行性提供了科學(xué)論據(jù)。這一次，雖然一樣也是“技術(shù)活”，但當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)走出專家實(shí)驗(yàn)的小圈子，面向大眾時(shí)，情況有了微妙的不同。
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正如迪迪埃所說，用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重塑不存在的建筑，最大的問題在于對建筑內(nèi)部細(xì)節(jié)的考證。“和歷史上留下的那些建筑的平面繪圖、文字描述不同，用世界上最先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)搭建的3D數(shù)字建筑，連內(nèi)部的給排水系統(tǒng)、采光分配這些問題都要給予充分考慮。”根據(jù)達(dá)索系統(tǒng)數(shù)字實(shí)驗(yàn)戰(zhàn)略副總裁梅迪·塔尤比（Mehdi Tayoubi）的描述，在整個(gè)數(shù)字重建過程中，他們幾乎是摳著資料中每一個(gè)字眼，掐著一些畫作中微不足道的細(xì)節(jié)前行的。“粗略的描述和不精確的畫面，常常讓我們誤入歧途。”尤其是高盧-羅馬時(shí)期和中世紀(jì)，那段時(shí)期歷史資料的缺失，各種建筑不同紀(jì)錄版本之間的分歧和混淆，一度讓項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)感到頭疼。

其中，重塑盧浮宮的發(fā)端時(shí)代的過程最為波折。“盧浮宮的歷史曲折、復(fù)雜，不同年代用途截然不同，建筑形態(tài)不斷改變，很難想象它最初是什么樣子。”迪迪埃解釋說，為了搞清楚盧浮宮建造發(fā)端時(shí)期的構(gòu)造，迪迪埃率領(lǐng)的考古學(xué)家團(tuán)，只能從館藏的畫作《貝里公爵的富貴》（Les Très riches heures du Duc de Berry）中尋找蛛絲馬跡。

而當(dāng)達(dá)索系統(tǒng)的工程師們根據(jù)他們的考證，造出了菲利普二世的盧浮宮時(shí)，歷史學(xué)家和工程師們都憑直覺感到，整個(gè)建筑過于華麗了，絲毫不具備軍事堡壘的特征。為此，建筑專家和考古專家大量參考了800多年前法國地區(qū)的堡壘和防御工事，工程師再根據(jù)考證結(jié)果對整個(gè)建筑做出大幅修整。
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雖然僅僅是虛擬現(xiàn)實(shí)的3D技術(shù)，但這種大幅度的修改也要花費(fèi)工程師大量時(shí)間。梅迪·塔尤比將此形容為“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，“哪怕是改變一下房梁的結(jié)構(gòu)，整個(gè)建筑的力學(xué)支撐就完全變了。如果不對整個(gè)建筑的其他支撐點(diǎn)做改動(dòng)，屋子就可能直接‘坍塌’，所以修改就像玩多米諾骨牌，改了房梁，就得改窗子大小和數(shù)量，墻壁厚度、材料種類也要重新考慮。”

不過，從另一方面來說，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)為專家考證一些歷史謎題提供了借鑒。之前，法國建筑師讓-皮埃爾·烏丹（Jean－Pierre Houdin ）就用七年時(shí)間，通過達(dá)索的虛擬技術(shù)重建了胡夫金字塔，證明金字塔可以從內(nèi)向外建造，只需要4000人。并不是像人們揣測的那樣，認(rèn)為金字塔是由外星人建造的。而這一次，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，歷史專家也撥開了籠罩在巴黎圣母院頭頂?shù)臍v史迷霧。在恢復(fù)巴黎圣母院在1320年竣工時(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，無論從建筑的力學(xué)角度，還是造型上，巴黎圣母院的高臺和羅馬教堂的高臺應(yīng)該是一致的。“我們當(dāng)時(shí)只是做了個(gè)大膽假設(shè)，”梅迪說，“我們讓巴黎圣母院在羅馬教堂的基礎(chǔ)上重建，就得出了兩者的高臺能夠重合的結(jié)果。這是普通考古手段無法實(shí)現(xiàn)的觀察角度。”

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雖然在技術(shù)應(yīng)用上同樣嚴(yán)謹(jǐn)，但和“胡夫金字塔揭秘”、“冰山夢”等僅為專家和專業(yè)領(lǐng)域所用不同，“數(shù)字巴黎”除了為歷史專家和建筑學(xué)家服務(wù)，也能為大眾提供操作簡便的歷史參考。“這是關(guān)于一座城市的四維實(shí)驗(yàn)，你所看到的是3D的景象，但其實(shí)更重要的緯度還有時(shí)間。”法國《費(fèi)加羅報(bào)》在報(bào)道中稱，“之前，這些歷史資料只掌握在專職研究巴黎城市歷史的學(xué)者和考古專家的手中。而且，即使是歷史專家，也很難在這么大的跨度上把歷史梳理得這么完整，而且它的呈現(xiàn)方式特別簡單，只要點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)，幾千年的歷史就在你的面前鋪陳開來。”換句話說，憑借著簡單易懂的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，“數(shù)字巴黎”從紛繁復(fù)雜的歷史脈絡(luò)中梳理出了精華，并且以娛樂化的方式，將歷史、人文的信息準(zhǔn)確無誤地傳達(dá)給了普通大眾。
$ R% J  T* Q- h3 [& H3 f8 r8 B; N; U，“數(shù)字巴黎”純粹是一個(gè)關(guān)于歷史人文的公益項(xiàng)目，也是他們嘗試用虛擬技術(shù)為城市打造一張歷史名片的新開始。巴黎之后，下一個(gè)有可能是北京。夏伯納在談及“數(shù)字巴黎”時(shí)，提到了把北京“數(shù)字化”的心愿。“把故宮乃至整個(gè)北京的各個(gè)歷史時(shí)期，用虛擬技術(shù)重塑出來，聽上去就是一個(gè)能令人激動(dòng)得血脈賁張的計(jì)劃。”

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寂靜天花板

在虛擬現(xiàn)實(shí)中游歷城市
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