你的微信里有一座长城,不仅能爬还能修

商业

06-21 18:03

自春秋战国以来,许多统治者都曾修筑长城,它承载着太多的历史,沙场将士马革裹尸,封建帝国屯田移民,使节与商旅往来络绎不绝。

当烽火和硝烟散去,长城作为一个伟大的象征,不只有山海关、八达岭这些最耳熟能详的雄关漫道,它更广大的部分,遭受着经年累月的侵蚀,甚至可能因为得不到保护而不复存在。

这些细微而悠久的伤口,应为我们看见。

这不仅关乎专业人士对遗迹的保护,也关乎我们每个人。在保护长城的物理和数字行动里,我们都可以借助科技的力量,与长城有更直接、更细微、更深入的联系。

尊重历史,尊重长城

长城在春秋战国时期即已修筑,万里长城之名自秦而始。

公元前 215 年至前 213 年,秦始皇派蒙恬率领三十万人北击匈奴,战后对秦、赵、燕各国修筑的旧城墙加以增修和相连,「起临洮,至辽东,延袤万余里」。

现存的长城遗迹主要为始建于 14 世纪的明长城,西起嘉峪关,东至虎山长城。

2012 年,国家文物局用 6 年时间完成了长城资源认定:我国各时代长城资源分布于 15 个省(自治区、直辖市),各类长城资源遗存总数 43721 处,墙壕遗存总长度超过 2.1 万千米

时间带走长城的狼烟与驼铃,经久不息地留下痕迹。地震、雷击可能危及性命,雨雪风沙缓缓将它吞噬风化,建工厂、修公路、拓开发区、改造城市等人为破坏使其面目全非。

▲ 娘子关. 图片来自:摄影师杨东/图虫创意

2002 年前后,中国长城学会调查走访结果显示:「三分之一的长城基本完好,三分之一残破不全,三分之一不复存在。」

2016 年,光明日报报道,明长城 6259.6 公里的人工墙体,保存较好的不足 10%,保存一般的约为 20%,保存较差的约为 40%,消失的约为 30%。明长城尚且如此,其他长城更不容乐观。

还有一种破坏长城的情况是过度修缮、破坏性修缮。好在通过多年的实践,逐渐形成了现代的修缮理念。

国家文物局编制的《长城保护维修工作指导意见》指出:

长城保护维修必须遵守不改变文物原状和最小干预的原则。妥善保护长城遗存的真实性、完整性和沧桑古朴的历史风貌……长城保护维修必须保持长城的原形制、原结构,优先使用原材料、原工艺。

最小干预、因地制宜,是一件很难做到又必须做到的事。

2016 年,腾讯公益慈善基金会携手中国文物保护基金会,与北大考古文博学院、天津大学长城研究团队合作,先后捐赠了 2500 万元,用 5 年时间支持修缮箭扣及喜峰口长城。

▲ 箭扣长城. 图片来自:新华社

其中的喜峰口西潘家口段长城,建于明洪武年间,因为潘家口水库的修建,潘家口关城和部分长城被淹没到水下

修缮人员需要做的,是遵循「四原」和「五随」原则:遵守原本形制、原来做法、原有材料、原用工艺,同时保证随层、随坡、随弯、随旧、随残。

先是清理疯狂生长的杂草,既防止长城的结构稳定性被破坏,也让长城露出真容,针对性地调整修缮方案。

再是给长城做「微创手术」,尽可能选用从古城墙上脱落的砖石,修补手法遵照最传统的白灰加水调制灰浆方式。在局部需要结构补强的位置,选用以原工艺制作的青砖。

▲ 背运砖石. 图片来自:河北日报

因为喜峰口西潘家口段长城没有陆路相通,工程材料都是通过汽车运到码头上,然后用船只运到施工现场,最后还要再人工搬运,每块青砖重 25 斤,一个人最多背 2 块,一天最多走 12 趟。

这一段 1005 米的长城,整整修了 4 年,终于在 2021 年 10 月底完成了主体的修缮。

▲ 喜峰口西潘家口段长城修缮前后对比.

「男儿宁当格斗死,何能怫郁筑长城」,戍防的军队、强迫征调的民夫、发配充军的犯人,这些古代的普通劳动人民用力气和血肉建筑了巍峨要塞。

科学地保护长城又何谈容易,这也是一条缓慢而艰难的路途。

用云游戏技术,再造一座身边的数字化长城

「文物的消逝是一个历史过程,文物保护只是尽可能让这个过程变缓。」

文化遗产保护,不仅要物理修缮,也要做数字化保存——在它没有彻底消失之前。

在喜峰口西潘家口段长城修缮完成的同时,腾讯技术公益和游戏团队希望高精度还原这段长城,用数字化的手段将它保存下来。

高精度还原,不是将采集到的数据束之高阁,和普通人没有任何关联,腾讯团队提出了更大胆的设想:

将数字长城装进小程序,我们可以随时随地、身临其境地在数字长城里自由「走动」,在晨间到傍晚的不同时刻,欣赏长城的一砖一石、一草一木。

▲ 图片来自:腾讯技术公益

这听起来,很像电子游戏里的场景体验。

负责将这一系列设想实现的腾讯互动娱乐公共研发运营体系(Tencent IEG CROS)团队,综合运用了包含照片扫描建模、实时渲染、PCG 生成、云游戏等在内的多项前沿技术。

这也是首次将云游戏技术应用到文化遗产数字化保护项目之中。

但实际操作起来,比平地起高楼做一款游戏难多了。

长城所处的地形、长城的本体、周边的植被河流,都要做到高精度的场景还原。

简单来说,腾讯 CROS 团队所做的是,先采集当地的物理数据,然后完成建模、贴图,再交给引擎进行渲染。

九层之台起于垒土,在扫描拍摄阶段,腾讯 CROS 团队的 Photogrammetry(摄影测量)技术,运用激光测量、高清图片采集以及无人机拍摄记录等方法,实现对喜峰口长城的精准测量,为之后的工作打下基础。

这里的难点在于,长城本身的特殊性。

时移世易,长城经历岁月侵蚀和地质运动,残缺的坑洼、突兀的棱角、弯曲的台阶、自然沉降带来的断层,都是它的一部分。

▲ 图片来自:腾讯技术公益

和「最小干预」的修缮理念相似,这些细节必须如实还原,但也意味着更大的采集工作负荷,让本就不小的扫描拍摄量「雪上加霜」。

最终,CROS 团队采集到近 5 万张高清图片,整个喜峰口环境共有 10 亿个面片的精度。这些面片记录了每一处「不完美」的凹凸起伏,组成了长城自屹立以来的生命轨迹。

此外,天津大学建筑学院六合建筑工作室提供了 4000 公里的 27 万张缩略图像,以及重点区段的高清图像、三维数据。

基于丰富的数据,再与卫星拍摄的地形资源库的地形坐标进行匹配,喜峰口长城与周边地形便被更真实地还原出来。

地形有了,长城本体有了,漫山遍野的植被重建不能少。

腾讯 CROS 团队一口气「种」了 20 万棵树,并非随意而为。

身临其境,也意味着能够无死角欣赏一棵树。

20 万棵树的每一棵,因视角变动而被「看到」的光照角度、透光度、树叶粗糙度都不一样。

▲ 图片来自:腾讯技术公益

借助扫描拍摄的图片和当地县志中的植物图鉴,CROS 团队学习了喜峰口长城周边的植物类型和分布规律。

在这个基础上,他们定义植被的大小、比率、密度、依赖关系,从而实现不同的植被组合,再根据峡谷、山峰、悬崖、岸边等不同环境,设定植被的分布区域,最后将植被组合与植被分布领域相对应。

这些复杂而周密的设定,均由通过算法和参数进行控制的自研 PCG(过程化内容生成)工具完成。

当建模和贴图都已完成,还剩下渲染这一步。

面对多达 10 亿面片精度的数字长城,腾讯 CROS 团队运用了游戏引擎完成渲染,从而让实时渲染画面,承载和表现巨量的超高精度模型。

游戏引擎技术,能尽量减少贴图精度的切换次数,提高整个场景的运行效率。直观的效果是,在游览数字长城过程中,我们不会感知到明显的跳变。

▲ 图片来自:腾讯技术公益

同时,游戏引擎技术还能提供完整的、动态的全局光照效果,实现从清晨到夜晚的光照变化。

▲ 图片来自:腾讯技术公益

最后,体量这么大的数字长城,要怎么塞到小程序之中?

在万兆云机房实时渲染完毕后,通过独有的云游戏传输流控算法,数字长城的高清画面会在被压缩后通过网络传送到手机,呈现 3A 级的观看效果,看得清一只蝴蝶在枯枝上扇动翅膀的瞬间。

▲ 图片来自:腾讯技术公益

以上诸多的努力,实现了精细到一草一木一砖一瓦的还原,为喜峰口这段大约 1 公里的长城留下一笔数字资产。

6 月 11 日,「云游长城」小程序正式上线,恰逢我国第 17 个「文化和自然遗产日」,今年活动主题为「文物保护:时代共进人民共享」。

用小程序去连接用户,实现数字资产人人共享,应景又应题。

以系统的视角,看见立体的长城

进入「云游长城」小程序,开始「爬长城」,脚下是长城,周围是植被,你听见自己前行的脚步声。

时不时有可点触的书本和望远镜图案,向你介绍长城排水口的分布,或者此处的角度最适合观景。

等到你「爬」到四号敌台前,就会发现无路可走,但窗口会放下梯子。

一旁的语音向导告诉你:「入口的位置之所以设计得很高,是考虑到敌人一旦攻上长城,敌台里的士兵可以马上收起外面的梯子。」

我们便能直观地感受到,长城从来就不是一道孤立的城墙,而是由大量建筑组成的严密体系。

万里城墙在层峦叠嶂中前行,连起「一夫当关万夫莫开」的关城、白天燃烟夜间放火的烟墩、两台相应左右相救的骑墙敌台。

明长城研究专家张玉坤则更全面地指出:

长城除了军事聚落的屯兵系统,还有烽传信息系统、驿传交通系统、军需屯田系统、互市贸易系统等诸多子系统,它们共同构成了一个庞大、复杂的巨系统,一条集军事防御和民族交融于一体的秩序带。

因此,在数字化还原外貌之外,长城还有更多切面需要数字化。

在「云游长城」小程序,你有着双重身份——是游客,也是工匠。

你的工具箱里,装着长城特制砖、铲子、瓦刀、锤子和箭镞,供你沉浸式地参与修缮长城时需要经历的清理考古、砌筑、勾缝、砖墙剔补和支护加固等流程。

▲ 图片来自:腾讯技术公益

不仅如此,「云游长城」小程序和 「云游长城 Pro」网站,包含贯穿 10 余个朝代、横跨 15 个省市区的长城百科,以及各类长城病害防治与保护知识等内容。

在地理横向上,了解长城全线、长城之最、建筑结构、防御体系,领略长城重点段落风光。

其中就包括明长城从辽东到甘肃的「九边重镇」防御体系,由天津大学建筑学院团队的「明长城防御体系时空数据库」支持。

天津大学建筑学院团队开展了 20 年长城防御体系研究,目前已用二百万张高重叠率图像覆盖约 5500 公里长城墙体及其烽燧、堡寨等附属设施。

在「云游长城 Pro」网站,基于天津大学科研数据和腾讯地图,我们可以清楚地看到航拍的长城影像,知道明长城如何分布。这是巨系统和秩序带的一种体现。

在历史纵向上,学习古往今来的长城诗歌、各朝代的长城大事记,玩转趣味问答,发现你不知道的长城。

比如,汉代使节出使西域时,基本都是沿着秦汉长城的内侧行进,所以丝绸之路与长城有许多重合的部分;攻坚对游牧民族来说并不划算,长城很少发生大规模的战役。

源于战争的长城,不只是用来防御扰掠,还有发展生产的农业用途和商旅往来的商业用途,这是巨系统和秩序带的又一种体现。

有时候,我们可能会觉得保护长城非常必要,但又离我们很遥远。长城是历史留给我们的遗产,应和我们的生活发生联系。

所以它以数字化的形态、游戏化的形式出现,让我们更加了解一砖一瓦,也更加了解一砖一瓦背后的故事。

我们在「云游长城」小程序上通过各种活动赢取的里程,还可以兑换为腾讯公益「小红花」,再转化为加油包助力长城保护员,将线上参与转化为线下切实的公益力量。

这是一个更立体的长城。

技术公益,让数字化保护更可持续

与实体行业拥抱数字化变革一样,技术已经成为公益事业的标配,特别是在文保数字化领域。

「云游长城」小程序,就是腾讯技术公益为长城这座世界级文化遗产,补上数字化展示与互动平台的一次尝试。

事实上,近年来科技行业的「云游」系列多如过江之鲫。

早在 2014 年,故宫博物院和腾讯推出的《穿越故宫来看你》魔性 H5 便在朋友圈刷屏,明成祖朱棣化身 Rapper,戴着墨镜又是玩自拍又是跳骑马舞,朋友圈和 QQ 也玩得颇为上手。

让明成祖带头「搞事儿」,原来是要为 Next Idea 腾讯新文创大赛做宣传。该赛事与多个文博单位合作,希望用青年创意和现代科技活化传统文化。这一出宣传匠心独运,已经玩到了点子上。

2020 年 2 月 20 日,敦煌研究院联合人民日报新媒体、腾讯共同打造的微信小程序「云游敦煌」抢先体验版上线,这是首个集探索、游览、保护敦煌石窟艺术功能于一体的小程序

▲ 图片来自:敦煌研究院

我们除了 360 度畅游洞窟、近距离观赏壁画、学习历史文化和美学内涵,还可以定制线上主题明信片、参与知识问答,在与腾讯公益打通的「敦煌数字供养人公益项目」中出一份力,共同将敦煌文化传至下个千年。

若将视野放得更宽,还有腾讯的 「一部手机游云南」项目。一方面,「游云南」app 采用物联网、云计算、大数据、人工智能等技术,为「吃住行游购娱」提供数字化的解决方案。

另一方面,腾讯与云南发布「新文旅 IP 战略合作计划」,打造全国首个省级文旅 IP 形象「云南云」,以「自在云南」为精神内核,落地与西南联大、玉龙雪山等相关的一系列新文创项目。

长城的数字化保护项目近年来也是层出不穷,Google Arts & Culture 曾与北京古北水镇合作推出 「见微知筑识长城」主题页面,实现以 「360 度实景长城」的方式探索司马台长城。

▲ 司马台长城冬景. 图片来自:Google

形式在变化,技术在进步,科技行业在文保数字化方面参与得越来越深入,内容随之做得越来越好,这对文保、文旅、科普,乃至文化之美人人共享的未来,都有不言自喻的意义。

如果未来所有的生意都是数据生意,那么所有的公益都是技术公益。

「云游长城」项目不会止步于现状,还将在「技术公益」的方向上探索更多可能。

首先是能力开放,让每个文化遗产都具备制作和留存数字资产的能力。

现在已经实现的是,通过「云游长城 Pro」网站,将明长城防御体系、长城军事和建筑知识、高清实拍大图和点云模型(在二期会上线)、长城研究文献等体现长城「巨系统」的内容,向公众开放。

其次是去中心化的开源共建,「云游长城」小程序的知识体系是政府、行业、机构、专家乃至公众共建的「长城百科」,这与以往文物机构中心化的内容不同。

举例而言,长城病害常识等可视化卡片,是以帝都绘工作室的《长城绘》为蓝本的;未来,「云游长城」还将被运用至官方学术机构、学术论坛、长城沿线博物馆等研究场景。

▲ 图片来自:「云游长城」小程序截图

「万里长城第一人」罗哲文先生在《长城史话》一书导言中指出:

历史上的王朝社会,随着历史的前进、社会的发展,已经成为往事,进了历史博物馆。与之同兴衰、共荣谢的长城也完成了它的历史使命,已经化干戈为玉帛,化昔日战场为锦绣河山,成了一件十分重要、无比壮观的历史文物。长城改变了原有的功能,凤凰涅槃,辉煌再现。

从金戈铁马、离人思妇,到抵抗侵略、众志成城,长城有太多的隐喻和意象。

借助「云游长城」这样的工具,每个人都能近距离看见长城,都能参与保护和传承长城文化,与过去未来相联系,与社会集体相联系,意识到天地的辽阔,保留对历史的「温情与敬意」。

长城未曾远去,它拥有鲜活起来的历史,以及更可持续的未来。

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