智东西（公众号：zhidxcom）
作者 | 云鹏
编辑 | 心缘
智(zhi)东(dong)西(xi)2月(yue)22日消息(xi)，昨日联(lian)想(xiang)集团与清华大学建(jian)筑(zhu)学院(yuan)联(lian)合举办(ban)了“古建(jian)筑(zhu)保护的(de)数智(zhi)化(hua)(hua)转型(xing)与元宇宙构(gou)建(jian)研(yan)究”研(yan)讨会，会后智(zhi)东(dong)西(xi)与联(lian)想(xiang)集团副总裁、联(lian)想(xiang)上海研(yan)究院(yuan)院(yuan)长毛世杰(jie)以及文化(hua)(hua)遗产(chan)保护领域的(de)专家学者进行了深(shen)入(ru)交流，深(shen)度探讨了数智(zhi)化(hua)(hua)技术如何(he)赋能古建(jian)筑(zhu)保护。
▲联(lian)想集团(tuan)副总裁、联(lian)想上海研究院院长毛世杰
会上，联想集团正式启动了他们与清华(hua)大(da)学建筑学院“新IT，新文(wen)遗(yi)：智慧应县(xian)木(mu)塔”（后文(wen)简称木(mu)塔保护项目(mu)）的合作，并分享了山西应县(xian)木(mu)塔的数字化保护新思路(lu)，为文(wen)化遗(yi)产(chan)保护事业的转型升级探索(suo)了更多可能。
▲参与研讨会的嘉宾
一、千年木塔在数字世界“重生”，三维重建、云渲染技术挑大梁
作(zuo)为世界(jie)上现(xian)存最高大、最古老的纯木结(jie)构楼阁式建筑，应县(xian)木塔(ta)凭借独特(te)的设计、结(jie)构与施工(gong)，屹(yi)立近千年而不倒。但(dan)受地震、风雨、战乱等(deng)因(yin)素的影(ying)响(xiang)，木塔(ta)损伤逐渐(jian)累(lei)积，保护任务日益(yi)严(yan)峻。而受限于结(jie)构现(xian)状复(fu)杂(za)、零部件数量庞大等(deng)原(yuan)因(yin)，应县(xian)木塔(ta)的修(xiu)缮工(gong)作(zuo)始终面(mian)临较大挑战。
针对这(zhei)些现(xian)实(shi)痛点，木塔保护项目(mu)计(ji)划从三(san)维数(shu)据采集、三(san)维模(mo)型重建(jian)(jian)、数(shu)字孪生(sheng)体(ti)参数(shu)研(yan)究等方(fang)面(mian)，为(wei)(wei)应县(xian)木塔打(da)造全生(sheng)命周期的(de)数(shu)字化保护方(fang)案(an)。其中，清(qing)华(hua)大学(xue)建(jian)(jian)筑(zhu)学(xue)院将开展木塔内部木质结构的(de)建(jian)(jian)模(mo)工作(zuo)，并进(jin)行结构参数(shu)研(yan)究，逐步(bu)形成(cheng)参数(shu)数(shu)据库。联(lian)想集团则将借助(zhu)融合型技术手段，为(wei)(wei)应县(xian)木塔构建(jian)(jian)数(shu)字世界中“木塔孪生(sheng)体(ti)”，复(fu)刻拟真木塔三(san)维模(mo)型，还(hai)原(yuan)木塔3D场景的(de)完整细(xi)节(jie)，为(wei)(wei)古建(jian)(jian)筑(zhu)研(yan)究、保护与传播提供新(xin)IT技术支持。
具体来看，联想集团将(jiang)主要应用包含(han)了三维重建、云渲染技(ji)术的数智(zhi)(zhi)化解决方(fang)案赋(fu)能(neng)应县(xian)木塔的智(zhi)(zhi)慧保护工作(zuo)。
首先在三(san)(san)维重(zhong)建技(ji)术(shu)方(fang)面，联(lian)想集团将利用(yong)在三(san)(san)维计(ji)算机(ji)视觉(jue)方(fang)面的(de)优势(shi)，采用(yong)基(ji)于计(ji)算机(ji)视觉(jue)算法的(de)包括最新的(de)NeRF等三(san)(san)维重(zhong)建技(ji)术(shu)，通过快速高(gao)效的(de)现(xian)场扫描来构建和复刻1:1高(gao)拟真(zhen)木(mu)塔(ta)三(san)(san)维模型。
随后(hou)，通过联(lian)想(xiang)集团的数(shu)字虚(xu)拟(ni)平(ping)台将(jiang)木(mu)塔三维模型及其(qi)相(xiang)关的专业建筑(zhu)演(yan)变机(ji)理(li)和知识在(zai)虚(xu)拟(ni)空间以3D的方式展现(xian)出来。普通大(da)众可通过XR眼镜(jing)或者(zhe)手(shou)机(ji)在(zai)虚(xu)拟(ni)空间中身临其(qi)境的感受和学习木(mu)塔建筑(zhu)文化。
此外，联(lian)想集团将(jiang)通过(guo)以云(yun)计算技术为基础的(de)(de)在线(xian)渲染技术，使(shi)(shi)渲染工(gong)作全(quan)部放在云(yun)端(duan)(duan)服务(wu)器(qi)中(zhong)运(yun)行，由云(yun)端(duan)(duan)服务(wu)器(qi)将(jiang)场景(jing)渲染为视频音频流，压缩编码后通过(guo)网络(luo)传输(shu)给(ji)客(ke)户(hu)终(zhong)端(duan)(duan)。该技术使(shi)(shi)终(zhong)端(duan)(duan)的(de)(de)客(ke)户(hu)端(duan)(duan)无(wu)需(xu)拥(yong)有强大(da)的(de)(de)图形运(yun)算与(yu)数据处理(li)能力，仅需(xu)拥(yong)有基本的(de)(de)流媒体(ti)播(bo)放与(yu)获取终(zhong)端(duan)(duan)输(shu)入指令并发送给(ji)云(yun)端(duan)(duan)服务(wu)器(qi)的(de)(de)能力即可。这项技术的(de)(de)应用使(shi)(shi)图形处理(li)与(yu)数据运(yun)算能力相对(dui)有限的(de)(de)轻量级设备也能体(ti)验高质量的(de)(de)渲染画面。
最(zui)终，项目预期将(jiang)在虚拟空间中为(wei)大(da)家呈现出一个拥有3D高质量渲(xuan)染画面(mian)、多场(chang)景细(xi)节、毫秒级延时(shi)交互体验的应县(xian)木塔1:1数字复(fu)刻版(ban)。同时(shi)，联想集团(tuan)还将(jiang)协助保留(liu)木塔测绘的原始(shi)数据为(wei)多方(fang)专家对木塔的后续研(yan)究及保护工作(zuo)提供支持。
合作双方(fang)对于这(zhei)座“元宇宙应(ying)县木塔”的预期是很高(gao)的。首(shou)先(xian)，在云渲(xuan)染平台(tai)层(ceng)通过对硬件资(zi)源(yuan)(yuan)进(jin)行虚拟化(hua)实现(xian)灵活的资(zi)源(yuan)(yuan)调(diao)度，GPU虚拟化(hua)可以(yi)根据用户的需求(qiu)，进(jin)行动态资(zi)源(yuan)(yuan)分配，支(zhi)撑多(duo)路(lu)并发渲(xuan)染请(qing)求(qiu)。
其(qi)次，通过云渲(xuan)(xuan)(xuan)染(ran)平台(tai)异步帧编码(ma)和传输技术(shu)，实现高效的渲(xuan)(xuan)(xuan)染(ran)结(jie)果压缩(suo)编码(ma)和推送(song)，缩(suo)减(jian)云渲(xuan)(xuan)(xuan)染(ran)的响应时间，使客户端交(jiao)互延时控制在毫秒级，提供更加流畅的交(jiao)互体(ti)验。
另(ling)外，利(li)用(yong)云计算技(ji)术可以在云端实现(xian)超大规模、高质量3D场景(jing)实时渲染，结合5G高带宽(kuan)、低延(yan)时网络设(she)施将(jiang)渲染好的3D内容实时流式传输到AR/VR设(she)备(bei)上，最(zui)终在终端设(she)备(bei)上呈现(xian)3D场景(jing)的完整细节。
最(zui)后，在实现对(dui)应县木塔进行1:1建模复(fu)刻的(de)基础上(shang)，联(lian)想集团会(hui)保留多维数据为后续(xu)专家研究(jiu)和(he)文物保护工作提供准确(que)数据支持。
二、文化遗产保护进入“数智时代”，“元宇宙”技术带来新思路
元宇宙概念的(de)(de)火热，离(li)不开(kai)产业数智化(hua)的(de)(de)加速，谈及数智化(hua)技(ji)术支持古(gu)建筑保(bao)护(hu)，清华大学建筑历史与文(wen)物建筑保(bao)护(hu)研究(jiu)所所长刘畅说(shuo)道：“技(ji)术及平台的(de)(de)支持可以(yi)帮(bang)助我(wo)们更好(hao)地形成对于(yu)古(gu)建筑的(de)(de)认知，将(jiang)片段化(hua)的(de)(de)文(wen)物保(bao)护(hu)信息(xi)编撰成系统(tong)化(hua)的(de)(de)知识(shi)网(wang)络，方便信息(xi)的(de)(de)查询与获取。同(tong)时(shi)，通过(guo)综合利用(yong)多种科技(ji)手段，我(wo)们能够尽(jin)可能地‘走(zou)进(jin)历史’，积累(lei)并学习历史环境(jing)信息(xi)，不断挖掘古(gu)建筑的(de)(de)价值，完成文(wen)化(hua)遗(yi)产保(bao)护(hu)的(de)(de)时(shi)代使命。”
▲清(qing)华(hua)大(da)学建筑(zhu)历史与文物建筑(zhu)保护研究所所长(zhang)刘畅
联(lian)想(xiang)集(ji)团(tuan)副总(zong)裁、联(lian)想(xiang)上海研究(jiu)院(yuan)院(yuan)长毛世杰(jie)也分(fen)享了(le)他对科技(ji)构筑文(wen)遗数字化(hua)保(bao)护新(xin)(xin)生(sheng)态的(de)(de)见解。他认为，在“产(chan)(chan)、学(xue)、研”积(ji)极联(lian)动的(de)(de)数智化(hua)新(xin)(xin)生(sheng)态下，“新(xin)(xin)IT，新(xin)(xin)文(wen)遗：应县(xian)木塔智慧保(bao)护”项目既扎(zha)根于清华大(da)学(xue)建筑学(xue)院(yuan)的(de)(de)专业研究(jiu)积(ji)累(lei)和(he)实力(li)，又结合了(le)联(lian)想(xiang)集(ji)团(tuan)的(de)(de)数智化(hua)技(ji)术，为文(wen)化(hua)遗产(chan)(chan)保(bao)护探索了(le)新(xin)(xin)范式、新(xin)(xin)思路。未来(lai)(lai)，联(lian)想(xiang)集(ji)团(tuan)还会通过技(ji)术上的(de)(de)创(chuang)新(xin)(xin)突破来(lai)(lai)推动中国文(wen)化(hua)遗产(chan)(chan)保(bao)护的(de)(de)转(zhuan)型升(sheng)级。
在讨论会上(shang)，北京冬奥会张家口赛区(qu)的总(zong)设计师(shi)、清华大学建筑(zhu)学院院长(zhang)张利结合自身经历和(he)学术洞(dong)察，分享(xiang)了虚拟(ni)现实等前沿技术对于延续文(wen)化遗产的重要作用(yong)。在他看来，历史文(wen)化遗产保护工作经常会遇(yu)到现实挑战，借助(zhu)虚拟(ni)现实技术和(he)可(ke)穿(chuan)戴设备，我们(men)可(ke)以在沉浸式的环境(jing)中模(mo)拟(ni)建筑(zhu)空间，获得数据反馈，从而(er)对文(wen)化遗产体验进行更好地预测。
▲北(bei)京冬奥会张家(jia)口赛区的总(zong)设计师、清华大学(xue)建筑(zhu)学(xue)院院长张利
结语：应县木塔复刻背后，数智化技术赋能产业加速
如今，数字(zi)技(ji)术在助力文(wen)(wen)化(hua)(hua)遗产的(de)保护(hu)与(yu)(yu)活化(hua)(hua)方面(mian)成(cheng)果显著，“文(wen)(wen)化(hua)(hua)新基建(jian)”已成(cheng)为国家级战(zhan)略，文(wen)(wen)化(hua)(hua)遗产保护(hu)事(shi)业正逐步形成(cheng)“文(wen)(wen)遗+科技(ji)”融合(he)发展的(de)崭新局面(mian)，此次联想集团与(yu)(yu)清(qing)华大学(xue)建(jian)筑学(xue)院的(de)合(he)作正是这一战(zhan)略的(de)现(xian)实版呈现(xian)。
未来产业(ye)数智(zhi)化仍会持续提速，XR、机器人、汽车等新(xin)兴(xing)领域必(bi)(bi)然会涌现(xian)出更多新(xin)技术，而这(zhei)些新(xin)技术与(yu)各(ge)行各(ge)业(ye)的(de)(de)结合(he)，必(bi)(bi)然会碰撞出更多火(huo)花，而这(zhei)种结合(he)，也少不了如联(lian)想集团这(zhei)样(yang)的(de)(de)科(ke)技巨(ju)头(tou)贡献出自己的(de)(de)一份(fen)力量。
