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科技帶我們夢(mèng)回大清
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編者按：本文來(lái)自微信公眾號(hào)“HyperAI超神經(jīng)”（ID:HyperAI），作者：神經(jīng)小兮，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
場(chǎng)景描述：穿越數(shù)百年甚至上千年的文物，時(shí)刻經(jīng)受著歲月的侵蝕。如何更好地保護(hù)文物，讓其更加完整地流傳下去，是該領(lǐng)域的一大難題。如今，AI 技術(shù)開(kāi)始跨界文物保護(hù)領(lǐng)域，讓更多的文物生命得以延續(xù)。
關(guān)鍵詞：文物保護(hù) AI 數(shù)字化 虛擬現(xiàn)實(shí)
中國(guó)的民族記憶——故宮，于明成祖永樂(lè)四年（1406年）開(kāi)始建設(shè)，到永樂(lè)十八年（1420年）建成，到今年正好整整 600 年了。
這六百年間，風(fēng)雨飄搖，故宮巍然不動(dòng)，到如今趕上了人工智能這波大潮。
在剛剛結(jié)束的 WAIC 2020 世界人工智能大會(huì)中，故宮前任院長(zhǎng)單霽翔在會(huì)上作了主題演講，介紹了故宮如何利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)文物保護(hù)與文化傳播。
故宮擁抱 AI：帶領(lǐng)游客夢(mèng)回大清
近年來(lái)，故宮成了名副其實(shí)的網(wǎng)紅，不僅在媒體平臺(tái)上有數(shù)千萬(wàn)粉絲，還通過(guò)成功的營(yíng)銷，成為了頂級(jí)文化符號(hào)。從 2013 年起，就陸續(xù)上線故宮專屬 App，至今已經(jīng)出品 10 款，包括《皇帝的一天》、《紫禁城祥瑞》、《每日故宮》等等。
論壇、數(shù)字化博物館、沉浸式交互，故宮越來(lái)越有科技感
除了借助科技手段來(lái)實(shí)現(xiàn)文化傳播外，故宮還利用 AI 技術(shù)，保護(hù)、修復(fù)、全面展示文物，讓游客得以見(jiàn)到更加完整的故宮。
數(shù)字博物館：游客也能與文物互動(dòng)
2015 年 12 月 22 日，經(jīng)過(guò)兩年的建設(shè)，故宮博物院的端門(mén)數(shù)字館也終于建成，首次亮相。
端門(mén)，是過(guò)去紫禁城的正門(mén)，通過(guò)采集高精度文物數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)術(shù)考證，把文物和歷史文化積淀再現(xiàn)于數(shù)字世界中。
端門(mén)數(shù)字博物館由清華美院團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)
單霽翔介紹，游客在這里，可以和 1200 多個(gè)古建筑對(duì)話，還可以看到未能展出的 1500 塊大地毯。
比如，游客可以調(diào)用一幅書(shū)法，還可以進(jìn)行臨摹，臨摹之后還可以讓系統(tǒng)打分。
另外一個(gè)數(shù)字展館為「數(shù)字多寶閣」，它由 9 列 2 排共 18 塊高清屏幕組成，精選 12 大類、160 多件故宮典藏器物，利用高精度三維模型，構(gòu)建一個(gè)虛擬的「多寶閣」。
在「數(shù)字多寶閣」，觀眾可以近距離觀賞文物
其中約 50 件文物可以伸手觸摸、縮放、旋轉(zhuǎn)至各個(gè)角度，以觀看細(xì)節(jié)，還有 7 件文物，利用多媒體方式向觀眾進(jìn)一步詳細(xì)解讀其中的信息。
此外，「數(shù)字多寶閣」還利用數(shù)字化手段，讓人們了解文物的制作、使用過(guò)程。
VR 導(dǎo)覽：未開(kāi)放區(qū)域，也能全景參觀
數(shù)字化博物館，不僅讓人們近距離觀賞文物，還讓游客能夠參觀此前無(wú)法進(jìn)入的空間。
單霽翔舉例說(shuō)，乾隆皇帝的書(shū)房三希堂，其面積僅 8 平方米，還被槅扇劃分為內(nèi)外兩部分。面積過(guò)于狹小，所以難以向游客開(kāi)放，之前大家只能隔著玻璃張望。
僅 8 平米的三希堂游客禁止入內(nèi)，但能通過(guò) VR 瀏覽
在利用數(shù)字化技術(shù)后，利用高清投影系統(tǒng)構(gòu)，建起三面包裹的沉浸式立體虛擬環(huán)境，高度仿真模擬三希堂，游客也能夠「走進(jìn)」VR中的三希堂，身臨其境地欣賞其中原狀陳設(shè)，感受宮殿室內(nèi)空間。游客還可以在數(shù)字屏風(fēng)前，欣賞自己穿上古裝的樣子。
另外，一些古建筑因修繕，也無(wú)法被參觀，但通過(guò) VR 技術(shù)，游客依然可以對(duì)其一覽無(wú)余。
比如養(yǎng)心殿今年在修繕，無(wú)法進(jìn)入，但是游客可以走進(jìn)「數(shù)字養(yǎng)心殿」，也是別有一番感受。
「游客可以坐在皇帝的寶座上自己批批奏折，自己蓋個(gè)印，系統(tǒng)還會(huì)評(píng)價(jià)，你批得好還是皇帝批得好。在這里，你可以和大臣來(lái)互動(dòng)，這些大臣都特別會(huì)聊天，每個(gè)大臣都會(huì)說(shuō) 500 多句話，你說(shuō)什么都會(huì)給你積極的應(yīng)答，叫你心花怒放?！箚戊V翔介紹道。
AI 監(jiān)測(cè)環(huán)境：做文物的「保健醫(yī)生」
除了數(shù)字化博物館之外，單霽翔還表示，人工智能在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域還有很多應(yīng)用，比如展廳溫濕度、城墻沉降的監(jiān)測(cè)、白蟻的監(jiān)測(cè)、古建筑病害的監(jiān)測(cè)、觀眾流量的監(jiān)測(cè)等。
不過(guò)，我們目前尚未了解到故宮具體是如何利用 AI 監(jiān)測(cè)環(huán)境的，但這類技術(shù)早已被應(yīng)用在其他文物保護(hù)中，成為了文物的「保健醫(yī)生」。
比如暴露在室外的文物敦煌壁畫(huà)、秦始皇陵兵馬俑等，常常面臨著被風(fēng)化、雨蝕等危險(xiǎn)。
針對(duì)這類文物的保護(hù)難題，天津大學(xué)文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承信息技術(shù)研究中心的張加萬(wàn)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出以「文物本體與風(fēng)險(xiǎn)源關(guān)聯(lián)模型」為核心的預(yù)防性保護(hù)技術(shù)。
團(tuán)隊(duì)與敦煌研究院合作，對(duì) 11 個(gè)洞窟、47 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行了持續(xù)性的壁畫(huà)和彩塑文物本體年度監(jiān)測(cè)。
此類文物易出現(xiàn)的 4 種典型病害：
皰疹、酥堿、起甲、裂隙
通過(guò)微變監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)本體產(chǎn)生的微小變化進(jìn)行準(zhǔn)確感知與測(cè)量；同時(shí)借助圖像分析、機(jī)器學(xué)習(xí)與攝影測(cè)量學(xué)等相關(guān)技術(shù)，對(duì)本體中的 4 類病害進(jìn)行了多尺度量化分析。
團(tuán)隊(duì)對(duì)敦煌莫高窟部分壁畫(huà)從 2014 年監(jiān)測(cè)至 2016 年，之后對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了一年短周期內(nèi)的 0.1 毫米級(jí)壁畫(huà)本體細(xì)微變化。這一結(jié)果被文物保護(hù)領(lǐng)域權(quán)威專家普遍認(rèn)為屬于該領(lǐng)域?qū)嵸|(zhì)性突破。
張加萬(wàn)相信計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在文物保護(hù)方面還有巨大潛力
張加萬(wàn)說(shuō)，這套技術(shù)正是要找到應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的路徑，「我們要建立一個(gè)感知、分析、評(píng)估、響應(yīng)的集成平臺(tái)?！?/p>
目前，同樣的技術(shù)已經(jīng)在敦煌研究院、頤和園、拉卜楞寺等遺產(chǎn)地開(kāi)始應(yīng)用。
AI + 藝術(shù)保護(hù)：廣闊天地，大有可為
以上，只是我們看到的，科技在保護(hù)文物方面的冰山一角。在全球各地，AI 技術(shù)已經(jīng)在為眾多文物修復(fù)工作者提供便利，讓更多的文物「活」起來(lái)。
故宮，也在科技的加持下，給游客越來(lái)越多的驚喜。
單霽翔說(shuō)，「通過(guò)人工智能，如何讓博物館文化走進(jìn)千家萬(wàn)戶，這是一個(gè)永無(wú)止境的課題?！苟F(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的成果，讓我們有理由相信，這個(gè)課題終將碩果累累。
本文題目：600歲的故宮，也上了人工智能的車
文章地址：http://fisionsoft.com.cn/article/scsojg.html
