今年正值圆明园罹难165周年，这座曾被誉为“万园之园”的东方艺术瑰宝，历经沧桑巨变，昔日盛景已难觅踪迹。然而，得益于前沿数字化技术的赋能，人们得以穿越时空，一睹这座皇家园林的盛世风华。亭台楼阁在光影中重现，山水园林于虚拟中重生，曾经只能在文献中想象的“万园之园”，正以数字化的姿态，向世人展开一幅鲜活的历史长卷。
数字存档：让历史在数据中“永生”
在西洋楼遗址，一块历经风雨的石刻文物前，北京大学考古文博学院的团队手持三维扫描仪，细致地捕捉每一道纹路的细节。张剑葳教授指着电脑屏幕上的立体模型说道，“三维扫描能以0.1毫米的精度记录文物现状，相当于为它们制作‘数字身份证’。”
自上世纪90年代启动考古发掘以来，圆明园已完成10余处遗址的发掘工作。在考古发掘中，文物信息的采集和记录是重要一环。然而，一般的平面扫描或相机拍照很难将文物的细节与色彩完整保存下来。利用三维扫描，则可以留下高精度的永久数字化档案，进而完成文物虚拟修复。“数字化存档可以通过信息比对，对文物进行长期监测，发现病害发展趋势，从而更好地实现预防性保护，同时为数字化复原提供支撑。”张剑葳说。
近年来，圆明园联合北京大学考古文博学院开启石刻文物数字化存档工作，以三维扫描、摄影测量和全景摄影等技术手段，完成西洋楼遗址区内大水法、观水法、远瀛观、海晏堂以及北大燕园内流散石刻文物的数据采集。
修复文物、库藏文物、回归文物也被进行了数字化扫描，数据进入圆明园文物数据库和纹样库。公众足不出户就可以“云观展”。
2022年6月11日，圆明园虚拟仿真田野考古系统上线。人们在平台上既可以了解圆明园的历史文化，还可以利用实景三维模型、全景漫游等方式，参与舍卫城南城门考古遗址、澹泊宁静一期考古遗址3D虚拟体验。
720穿越飞船甚至能让游客“飞起来”体验穿越时空的圆明园梦幻之旅。
漫步圆明园遗址，断壁残垣间，历史的谜团挥之不去：乾隆皇帝御笔亲题的四十景究竟坐落何方？昔日盛景又是何等模样？如今，数字技术为这些疑问找到了答案。
2009年，圆明园启动数字化复原工程。
除了实地勘察测绘，清华大学建筑学院教授郭黛姮带领团队深入挖掘史料，对照样式房遗存图纸、《圆明园四十景图》、《圆明园匠作则例》等档案资料开展研究。“在堆积如山、未经梳理的原始史料中仔细爬梳，寻找线索，才能构建出一个完整的建筑，进而再还原合宜的周边环境和内部陈设。”项目负责人之一、北京清城睿现数字科技研究院院长贺艳说。
一般建筑单体的三维模型包含3000至20000个面，已足够精致，然而，圆明园每个建筑单体的三维模型则要求包含20000至150000个面。3D复原模型不仅包含了遗址、建筑，甚至花木、假山等都栩栩如生。
1万余件历史档案，4000幅复原设计图纸，2000座数字建筑模型，67个景区的195个时空单元……迄今为止，全园108处景区已完成数字化复原，其中约2/3的景区实现了精准数字复原，一些建筑复原精准率达到95%。
近年来，随着新团队的加入，圆明园的数字化复原技术得到了快速发展。中央美术学院圆明园研究中心运用自研的清代官式建筑数据库，以参数化设计及模块化搭建的前沿数字技术对《圆明园四十景图》进行了复原研究与三维数字空间再造，近期已经完成的四十多组成果中包含了四十景图所描绘的四十个景群以及部分在四十景图中能够看到的其它景群。数字技术的迭代更新使建模效率、模型材质的真实性、模型构件的精细度和数字资产应用的交互性等较前都获得了很大的提升，并可以做到实时呈现不同历史时期、季节、天气状况的场景特效，能为圆明园内更多数字交互体验项目的制作及其技术升级提供可持续的技术支持。《数字圆明园四十景图》不仅是流失文物绘画的数字复现，更是一次数字技术与艺术创作密切结合的虚拟造园过程，将二维绘画中的圆明园转化成为进入可沉浸式体验的三维园林空间。
圆明园基于20多年的圆明园数字复原研究成果，不断探索考古遗址现场数字化展示场景创新。包括目前正在试验的“圆明园西洋楼数字夜游”项目，利用高精准的消失遗产数字复原技术、沉浸式光影技术等前沿技术手段，将数字内容与遗址现场相结合，裸眼下呈现大场景的遗址数字重生，带来强烈的视觉冲击，以数字光影秀呈现遗址盛景，带来一场文化遗产与数字科技的视觉盛宴，是全国大遗址数字展示创新示范。“圆明园西洋楼数字展示工程”整合了空间定位、三维空间识别、增强现实等技术，实现大尺度空间漫游导览、中尺度景区建筑虚实融合复原、小尺度遗存构件交互体验等多层次体验，实现了考古遗址现场增强现实技术应用创新。
跨越300多年时光，“万园之园”在虚拟世界中重现。
交互体验：触摸历史有了N种方式
数字存档技术与全景复原技术的应用，为游客体验的优化奠定了坚实的技术基础。
“快看！站在那里的好像是乾隆皇帝！这就是圆明园最重要的宫殿——正大光明殿！”随着语音提示，“时光巴士”的车窗突然切换画面：现实中一片草地的遗址上，一座气势恢宏的宫殿拔地而起，殿前数十名侍卫擎着龙旗，威风凛凛地守卫在殿前，头戴顶戴花翎的大臣们正列队走进大殿……游客李女士忍不住伸手触摸车窗，“太神奇了，感觉历史就在窗外流动。”
作为全球首个氢能XR观光车，“圆明园时光巴士”运用实景3D扫描、三维建模、地理感知、天气感知、实时渲染、MR、AX等高精科技，在没有触碰遗址一砖一瓦的前提下，形成深度互动空间情境秀。
在寻遗圆明VR体验馆，游客戴上VR眼镜，就能沉浸式漫步于数字复原的圆明园中——亭台楼阁金碧辉煌，西洋水法喷泉跃动，四季景致如诗如画，仿佛置身鼎盛时期的“万园之园”。
“御园莺歌”光影互动空间复原了圆明园四十景中“镂月开云”与“曲院风荷”的景观，手指轻触墙上的动态光点，荷花瞬间绽放，仙鹤振翅飞翔。
《千机圆明》全景沉浸式飞行体验空间和720穿越飞船甚至能让游客“飞起来”体验穿越时空的圆明园梦幻之旅，这种感受更加新奇、刺激。
今年春节，圆明园上线运营《梦回圆明园》行浸式VR大空间体验项目。游客戴上AR设备后，惊喜地发现自己能站在大水法前看喷泉冲天，亲手触摸十二兽首，还能推开宫门，打开书柜，在御花园撸猫……一位小游客惊呼：“课本里的知识突然‘动’起来了，比背书有意思多了。”
“这个项目采用最先进的大空间追踪技术，1:1复刻圆明园历史古迹。当游客戴上VR设备的那一刻，便仿佛开启了一扇通往清代皇家园林的大门，游客可以自由行走、尽情探索，并通过手势、声音等多种方式与场景中的元素进行深度交流。相较于此前的数字体验项目，它打破传统体验场馆的空间限制，通过‘行进式探索+沉浸式叙事+内容场景多维交互’，实现逼真的视觉效果和流畅的交互体验。”圆明园相关负责人介绍。
当前，圆明园正以“加速度”助推科技赋能文旅发展，通过情景化创意、沉浸式体验、多维度呈现，打造一批文旅消费的新场景、新业态。“随着技术的迭代更新，未来圆明园将以更多更好的方式呈现在公众面前，让人们充分感受文化遗产的风采。”圆明园管理处主任邱文忠表示。
来源：北京日报 记者：代丽丽,王海欣
北京市人民政府台湾事务办公室
华夏经纬网版权所有
