今年3月，習近平總書記在湖南考察時強調(diào)：“探索文化和科技融合的有效機制，加快發(fā)展新型文化業(yè)態(tài)，形成更多新的文化產(chǎn)業(yè)增長點。”
文化繁榮需要科技支撐。文化與科技深度融合，既能提升文化產(chǎn)品的科技含量，使文化產(chǎn)品更具創(chuàng)新力、吸引力，又能催生新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新場景，為文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新動能。近年來，我國文化產(chǎn)業(yè)在科技的助力下迎來了新的發(fā)展機遇。“科技賦能、文化出圈”，不僅豐富了人們的精神生活，也深刻改變著文化的生產(chǎn)、傳播和消費方式，推動文化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
——編者
考古工作用上更多新技術(shù)
本報記者 劉詩瑤
智能展柜自帶“恒溫恒濕”，為文物構(gòu)建適宜存儲的展示環(huán)境；安防態(tài)勢感知平臺監(jiān)測游客密度、安防風險……近年來，科技創(chuàng)新全面賦能考古工作，計算機視覺、人工智能等技術(shù)為考古增添了更多“科技范兒”。
深埋地下2000多年，剛出土的秦始皇陵兵馬俑基本都色彩完好。但由于獨特的上色工藝，彩俑極易受到溫濕度等環(huán)境因素的迅速變化影響，出現(xiàn)褪色、失色等情況。
想讓兵馬俑更好“留色”，關(guān)鍵在于最大限度地降低文物發(fā)掘、轉(zhuǎn)運、修復、存儲等過程中的環(huán)境影響。
“我們?yōu)榍厥蓟柿瓯R俑二號坑設計新建的考古發(fā)掘與應急保護系統(tǒng)，能為兵馬俑提供從發(fā)掘到進入庫房的全流程閉環(huán)保護，最大程度留住兵馬俑的‘本色’。”中國電科集團所屬電科芯片相關(guān)項目負責人介紹，他們研發(fā)了包含發(fā)掘艙和實驗艙的智能系統(tǒng)。其中，考古發(fā)掘艙能對彩俑發(fā)掘區(qū)域進行全流程、全區(qū)域覆蓋，可隨甬道移動，能拆卸拼裝多次使用。彩俑出土后，即可得到及時的全方位保護，支持考古專家直接在現(xiàn)場進行簡單的緊急修復、應急保護工作，減少褪色、失色等損傷。
“這套系統(tǒng)還包含了環(huán)境控制模塊、照明模塊、科學儀器搭載平臺等，具備文物發(fā)掘、文物保護、信息采集、文物轉(zhuǎn)運等多重功能。”專家表示，有了這些“黑科技”，發(fā)掘過程中人、土壤、文物能安全有效地在艙內(nèi)轉(zhuǎn)移與運送，完善優(yōu)化了文物發(fā)掘、應急保護的工作流程。
文物拼接一直是考古工作的難點。近年來，科研人員探索運用數(shù)字化和人機協(xié)同智能技術(shù)，在不干預文物實體的前提下，輔助文物模擬拼接，為更精準高效的實體修復提供可靠建議。
三星堆博物館是這項技術(shù)的試點之一。2023年，三星堆遺址祭祀?yún)^(qū)8號坑出土的大型立人青銅神獸，與此前3號坑出土的頂尊跪坐銅人像成功“跨坑合體”，再度組合成為一體的大型青銅藝術(shù)品。此前，由于兩件珍貴文物本體極其脆弱且通高超2米，如貿(mào)然進行拼對實驗，有可能對文物造成不可逆的損傷。
為此，四川省文物考古研究院與騰訊數(shù)字文化實驗室、騰訊平臺與內(nèi)容事業(yè)群應用研究中心組成聯(lián)合團隊，對兩件文物的三維模型進行人工智能計算分析，提取神獸與人像接觸面的幾何特征信息，計算特征相似性得到拼接的匹配度數(shù)據(jù)指標，并進行整體受力分析，判斷拼接組合的平衡性。通過進一步量化數(shù)據(jù)，技術(shù)團隊驗證了兩件器物的“合體”拼接可行性與合理的拼接方式。
技術(shù)團隊還發(fā)揮智能計算優(yōu)勢，輔助文物考古專家進行文物病害分析。根據(jù)文物的三維模型，他們利用人工智能算法，便捷測量并計算分析文物的裂縫長度、各橫截面幾何半徑數(shù)據(jù)、不同拼接位置的匹配度、整體姿態(tài)和受力情況等，為專家進行文物劣化病害分析與文物保護修復提供了量化的支撐依據(jù)。
傳統(tǒng)文化實現(xiàn)“數(shù)字化”
本報記者 吳月輝
“親愛的觀眾朋友們，距離我上次登臺，已經(jīng)60多年。沒想到在這里，我們重逢了……”伴著悠揚的京胡琴聲，一個青年“梅蘭芳”走向舞臺中央，向觀眾娓娓訴說。
這一幕場景發(fā)生在北京理工大學虛擬化身實驗室。借助高逼真實時數(shù)字人技術(shù)，科研人員成功再現(xiàn)京劇大師梅蘭芳青年時的風采。
這是全國首個高精度京劇數(shù)字人——“梅蘭芳孿生數(shù)字人”，由北京理工大學教授翁冬冬團隊與中央戲劇學院團隊合作打造。“讓京劇大師在舞臺上復現(xiàn)，能更好地調(diào)動觀眾對京劇藝術(shù)的好奇心，讓文化跨越時空、發(fā)揚光大。”翁冬冬說。
如何通過語速、唱腔，乃至其風姿、神韻等的再現(xiàn)“還原”梅蘭芳？
“我們通過構(gòu)建三維人物數(shù)字資產(chǎn)，串聯(lián)起各類相關(guān)文化數(shù)據(jù)，比如有形的服飾、文玩，非物質(zhì)的戲劇表情、動作、戲裝制作工藝等。”在翁冬冬看來，這不僅是技術(shù)創(chuàng)新，更是藝術(shù)創(chuàng)造。
用數(shù)字化手段準確捕捉、復現(xiàn)梅蘭芳先生的表演，翁冬冬團隊遇到了不少技術(shù)難題。通過深度學習算法與多模態(tài)數(shù)據(jù)分析，他們不僅成功“重建”了人物外觀，還模擬出微妙的表情與精細的動作，讓“梅蘭芳孿生數(shù)字人”在虛擬舞臺上完美呈現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)的魅力。
“梅蘭芳孿生數(shù)字人”不僅僅是視覺上的復制，更是情感和精神的傳遞。為了使數(shù)字人在表演中展現(xiàn)出京劇藝術(shù)的精致與精粹，團隊對梅蘭芳的經(jīng)典表演進行了深入研究，并結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)，對模型、骨像等進行了精細的補充完善。翁冬冬說：“數(shù)字人技術(shù)為傳統(tǒng)文化的傳承提供新的途徑，更是構(gòu)建現(xiàn)代社會文化交流的重要方式。”
“梅蘭芳孿生數(shù)字人”項目只是現(xiàn)代科技和傳統(tǒng)文化完美融合的一個縮影。近年來，借助現(xiàn)代科技手段，越來越多傳統(tǒng)文化于光影中“活”起來、在大眾中“火”起來。
在成都鳳凰數(shù)字藝術(shù)中心，“畫游千里江山——故宮沉浸藝術(shù)展”以北宋畫家王希孟《千里江山圖》為藍本，運用全息投影、即時交互等技術(shù)，將靜止的畫作轉(zhuǎn)化為動態(tài)數(shù)字長卷，營造出“人在畫中游”的神奇效果；在湖南美術(shù)館，齊白石的《萬竹山居圖》從二維平面幻化為三維空間，木橋、竹林等實景與用數(shù)字技術(shù)呈現(xiàn)的飛鳥、溪水融為一體……觀眾可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，切身感受齊白石筆下的山居美景。
業(yè)內(nèi)人士認為，扎根傳統(tǒng)文化沃土，借助數(shù)字化“翅膀”，運用現(xiàn)代科技創(chuàng)新藝術(shù)語言，讓文化藝術(shù)資源“上線入云”“刷屏出圈”，既可以增強高品質(zhì)數(shù)字文化產(chǎn)品供給能力，也為中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化、創(chuàng)新性發(fā)展提供新路徑。與此同時，在這一過程中，要平衡好藝術(shù)與技術(shù)、內(nèi)容與形式的關(guān)系，尊重藝術(shù)創(chuàng)作和傳播規(guī)律，讓技術(shù)放大藝術(shù)之美、彰顯文化之魂。
人工智能保護古建筑
本報記者 谷業(yè)凱
今年4月，由聯(lián)想集團與清華大學建筑學院共同開發(fā)的“智慧應縣木塔”方案出爐。這是一款基于人工智能和空間計算技術(shù)研發(fā)的拓展現(xiàn)實應用，通過在數(shù)字世界中構(gòu)建“木塔孿生體”，逐層還原了木塔的完整構(gòu)造與細節(jié)，并將木塔的歷史濃縮其中，讓應縣木塔在數(shù)字世界中得以復現(xiàn)。
作為世界上現(xiàn)存最古老、最高的木構(gòu)樓閣式建筑，應縣木塔憑借獨特的設計、結(jié)構(gòu)與施工，屹立近千年而不倒，成為舉世聞名的中國古建筑文化遺產(chǎn)。同時，由于歷史上地震、天氣、戰(zhàn)爭等因素帶來的損傷逐漸累積，保護應縣木塔的任務日益緊迫。2023年2月起，聯(lián)想集團與清華大學建筑學院啟動了“智慧應縣木塔”項目，以新一代信息技術(shù)賦能古建筑保護。
清華大學建筑學院開展了木塔內(nèi)部木質(zhì)結(jié)構(gòu)的建模工作，并通過結(jié)構(gòu)參數(shù)研究打造木塔參數(shù)數(shù)據(jù)庫。同時，他們將研究成果轉(zhuǎn)化為木塔的展示和科普內(nèi)容，創(chuàng)作虛擬體驗的腳本。聯(lián)想集團則結(jié)合人工智能、神經(jīng)輻射場以及拓展現(xiàn)實技術(shù)，為還原木塔完整構(gòu)造與細節(jié)提供技術(shù)支持。聯(lián)想集團副總裁毛世杰說，項目研發(fā)過程中，研究團隊累計運用基礎素材超過1500萬面片，完成編程接近6萬行，手動渲染模型達4.2G。
毛世杰介紹：“第一階段，我們啟用無人機設備和360度相機等采集設備，環(huán)繞木塔進行全景式掃描拍攝，完成木塔內(nèi)外數(shù)千張圖像數(shù)據(jù)的采集；第二階段，我們利用人工智能技術(shù)分析和處理基礎素材數(shù)據(jù)，并通過深度學習和神經(jīng)網(wǎng)絡訓練對三維空間信息的智能感知和理解，構(gòu)建出高度仿真的三維場景；第三階段，我們利用拓展現(xiàn)實技術(shù)，將生成的三維模型與真實世界或虛擬世界進行無縫連接，通過碎片化信息的整合和重構(gòu)，實現(xiàn)三維模型在不同場景下的靈活應用和交互。”
最終，“智慧應縣木塔”體驗應用還原復刻木塔一至五層五大探索場景，實現(xiàn)了模擬登塔、藝術(shù)還原、古今融合等突破。在景區(qū)已暫停登塔參觀的情況下，游客可通過虛擬現(xiàn)實設備模擬登塔，了解應縣木塔的歷史。
此外，“智慧應縣木塔”項目還建立起可視化數(shù)字信息檔案，為今后木塔保護工作提供支持。未來，人工智能、增強現(xiàn)實等技術(shù)有望應用到古建筑現(xiàn)場勘察中。
清華大學建筑學院建筑歷史與文物建筑保護研究所所長劉暢長期致力于應縣木塔保護工作。他說：“應縣木塔保護是一項系統(tǒng)工程。不但要看到外貌，還要看到內(nèi)部的‘骨骼’，甚至內(nèi)部‘神經(jīng)’‘肌肉’的分布。大量數(shù)據(jù)的采集和應用，不僅能夠構(gòu)建生成式人工智能應用，還能在不同數(shù)據(jù)之間搭建橋梁。”
“對古建筑來說，涉及結(jié)構(gòu)保護、材料保護，還包括彩塑、壁畫等文化信息的保護。要用到測繪、探查、結(jié)構(gòu)加固、材料加固等各種技術(shù)。”山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院副院長王小龍認為，技術(shù)手段應該為文化遺產(chǎn)保護服務，未來希望通過更加精細化的測繪技術(shù)，提取更多的應縣木塔未知信息，包括它的原始設計、不同階段的變化、木材的腐朽情況等，為后續(xù)的保護提供更有力的支撐。
