让“万园之园”在虚拟中重生

清华大学郭黛姮团队完成60%的圆明园景区数字化复原

80余位专业人员、15年专注于遗产保护、10000余件历史档案、4000幅复原设计图纸、2000座数字建筑模型、6段历史分期中的120组时空单元,终于让圆明园这座“万园之园”跨越了310年的时光,再次展现在大家面前。

万园之园 虚拟中重生

来源:《人民日报》2017-04-19 赵婀娜 刘蔚如


80余位专业人员,15年专注于遗产保护,1万余件历史档案,4000幅复原设计图纸,2000座数字建筑模型,6段历史分期中的120组时空单元,终于让圆明园这座“万园之园”跨越了310年的时光,再次展现在大家面前。

这就是清华大学建筑学院郭黛姮教授团队完成的数字圆明园研究和应用项目。目前,团队已经完成了所有能够采集到详实信息的景区的数字化复原工作,精准数字复原景区达全园总量的60%。

勘查、测绘的同时,深入挖掘史料

如何践行建筑遗产保护与传承的理念,既遵循遗产保护的原则,充分展示和阐释建筑遗产的历史、文化价值,又能满足公众“亲眼目睹”的情感期待,成为郭黛姮一直以来的探索。而要把圆明园这座存在了150年的园林搞清楚,必须首先进行造园史的研究,从历史、人文、建筑技术、园林种植各个方面深入挖掘史料,采用“总体史”的理念对不同学科研究进行全面整合,重新发现圆明园的造园特点。

自1999年起,郭黛姮带领团队开展了一系列基础性的研究,他们注重实际调查,包括勘查、测绘和已有的考古发掘新成果,同时深入挖掘史料,采用文化人类学的方法,对圆明园中的场所空间进行分析,还运用比较的方法,将圆明园放入中国古代建筑与园林史的大背景中来审视。

在此基础上,团队结合1933年、1965年、2002年地形图,查找了圆明园山形、水系在全园的变化状况;利用圆明园的样式房遗图、当时的书画作品、圆明园的文献档案,对园中每栋建筑的造型特点、景区空间构成进行分析;发掘出一些特殊造型建筑的结构特点,山石、花木的配置手段。这些研究深化了对清代皇家园林造园艺术的认识,类型之丰富前所未有,规格之高超乎想象,空间丰富,尺度宜人。

但是仅仅做到这些,对于郭黛姮和她的团队来说并不够,如果能够把园中这些变化展现给公众,就能够使大家看到圆明园持续生长的鲜活历史。在这种背景下,采用现代科技手段,把研究对象以三维的形象生动立体地呈现出来的想法被提上日程。经过一番研究之后,多学科合作的“数字圆明园”研究与应用工作正式开启了。

研发虚拟游园系统,开展应用转化

在数字化复原圆明园的过程中,每复原一个景区就有10多道程序,遗址信息精确采集与记录,文献资料精细研读,样式房建造技术分析,残损构件的虚拟拼接等等。而这过程中,也常常伴随着新的发现,比如在西洋楼景区的研究中,团队从圆明园库房所存的残损琉璃花饰,发现了西洋楼景区“中西合璧”的新特点。

通过对圆明园数字化复原的研究,郭黛姮和团队成员将圆明园研究从平面引向立体,他们揭示了不同功能景区的不同尺度关系,园林空间的连续转换,以及景点之间的对景、呼应关系,将圆明园从静止切面引向三维时空。这样的复原,在郭黛姮看来是圆明园的另一种重生,“它不仅解决了遗产保护与遗产重生的矛盾,又满足了公众的需求和认知”。

为了实现数字圆明园研究成果的应用转化,清华大学团队和圆明园管理处共同承担了2013年国家科技支撑计划“重现辉煌——数字圆明园研究及文化旅游应用示范”项目,进一步组织了跨学科、跨领域、跨行业、跨部门的合作,探索创新型的数字化文化旅游服务产品转化路径。

团队研发了“虚拟现实”的圆明园移动导览系统和圆明园虚拟游园系统,研发了具有海量数据,集定位、导航、位置识别、音频讲解等于一体的圆明园移动导览产品和高清沉浸式体验产品。而团队研发的“增强现实”IPAD导览,将遗址现状与历史复原场景进行叠加的同屏对比,能够实现360度环视,获得了技术发明专利。

如今,对圆明园的研究工作,郭黛姮和团队的探索并未停止。他们正围绕全新的数字技术概念,推进“混合现实”和“感映现实”两个创新项目,让人有种身临其境之感。他们还利用多媒体技术,营造具有极高艺术观赏性和感染力的体验式空间,充分调动体验者的五感。同时,团队还将进一步扩大数字复原的研究范围。

编辑:华山

这就是清华大学建筑学院教授郭黛姮团队完成的数字圆明园研究和应用项目,他们利用严谨精确的数字化建造,重现了圆明园灿烂的历史。目前,该团队已经完成了所有能够采集到翔实信息的景区的数字化复原工作,精准数字复原景区达全园总量的60%。

多学科结合开展研究

作为中国古典园林的集大成之作,圆明园曾是多国园林效仿的对象。然而如今,它已成为一座遗址公园,人们对它的了解仅限于历史档案的记载。

自1999年起,郭黛姮带领团队对圆明园遗址开展了一系列基础性研究,从历史、人文、建筑技术、园林种植等多方面深入挖掘史料,重新发现圆明园的造园特点,并将其放入中国古代建筑与园林史的大背景中来审视,解读园中不同景区的构成。

“我们有一位研究人员依据史料记载,详细地统计了每位皇帝的驻园时间,发现大多数都超过了居住在紫禁城的时间,这凸显出圆明园作为皇帝‘临朝理政’场所的特点。”郭黛姮表示,圆明园其实是紫禁城之外的第二政治中心,而这正是圆明园所具有的独特性。

在此基础上,团队查找了圆明园山形、水系在全园的变化状况,并对园中每栋建筑的造型特点、景区空间构成进行分析,发掘出了一些特殊造型建筑的结构特点,山石、花木的配置手段。“这些研究深化了对清代皇家园林造园艺术的认识,类型之丰富前所未有,规格之高超乎想象。”郭黛姮说。

然而,对于郭黛姮团队来说,仅仅做到这些并不够,因为他们更想把园中的这些变化展现给公众,让大家看到圆明园持续生长的鲜活历史。在这种背景下,采用现代科技手段,把研究对象以三维的形象生动立体地呈现出来的想法被提上日程。经过一番研究,多学科合作的“数字圆明园”研究与应用工作正式开启了。

精益求精进行数字化复原

在数字化复原圆明园的过程中,郭黛姮和团队成员始终高标准地坚持科学性、真实性原则,每处建筑都从内部结构做起,柱、梁、斗栱、椽子、门窗、瓦件、吻兽等都要求三维建模,彩画要按照不同的时代风格绘制,并体现出时代风格和场景的变化。他们还研究了个体建筑与山水、花木之间的关系,一座山的高低、一池水的广窄,一棵树的不同品种、种植的不同部位,乃至一块匾的名称、字体、颜色都一一进行推敲,并采用烘焙技术诠释更加真实的光影效果。

乐百家官方网站,按照这样的要求,每复原一个景区就有10多道程序。每一个景区建筑的造型选择、材料、颜色、室内装饰、周围的山水环境、植物景观等,都需要结合历史资料进行严格论证,然而史料的记载也会出现错误和残缺,团队成员必须结合当时具体情况再作分析。一道道程序环环紧扣,丝毫不容出现差错。

通过对圆明园数字化复原的研究,郭黛姮和团队成员们将圆明园研究从平面引向立体,他们揭示了不同功能景区的不同尺度关系,园林空间的连续转换,以及景点之间的对景、呼应关系,将圆明园从静止切面引向三维时空。在郭黛姮看来,这样的复原是圆明园的另一种重生,“它不仅解决了遗产保护与遗产重生的矛盾,又满足了公众的需求和认知”。

让科技绽放历史辉煌

为实现数字圆明园研究成果的应用转化,清华大学团队和圆明园管理处共同承担了2013年国家科技支撑计划“重现辉煌——数字圆明园研究及文化旅游应用示范”项目,进一步组织了跨学科、跨领域、跨行业、跨部门的合作,探索创新型的数字化文化旅游服务产品转化路径。

团队研发了“虚拟现实”的圆明园移动导览系统和圆明园虚拟游园系统,同时研发了具有海量数据,集定位、导航、位置识别、音频讲解等于一体的圆明园移动导览产品和高清沉浸式体验产品。

目前,数字圆明园文化展已先后在德国、英国、俄罗斯、法国等地开展,并参与了俄罗斯中国旅游年、中法建交50周年展等国际交流活动,吸引了国际社会的广泛关注和参与,使圆明园历史文化和“数字圆明园”向更深、更广的方向传播。

如今,郭黛姮团队对圆明园的研究探索工作并未停止,正围绕全新的数字技术概念,推进“混合现实”和“感映现实”两个创新项目,使虚拟场景进一步混合在现实空间中,让人具有身临其境之感。同时,随着圆明园考古发掘推进、基础条件改善,团队还将进一步扩大数字复原的研究范围。

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