一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的奇妙世界虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，英文名為VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR，是20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)全新的實(shí)用技術(shù)，囊括計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)，基本實(shí)現(xiàn)方式是計(jì)算機(jī)模擬虛擬環(huán)境從而給人以環(huán)境沉浸感。其原理是通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)的集合，生成三維虛擬環(huán)境，讓用戶能夠與該環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，它是一種高度逼真的模擬技術(shù)，能夠創(chuàng)造出一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界極為相似甚至超越現(xiàn)實(shí)的虛擬空間。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有多感知性、浸沒(méi)感、交互性、構(gòu)想性、自主性等主要特征。多感知性是指除了一般計(jì)算機(jī)技術(shù)所具有的視覺(jué)感知之外，還有聽覺(jué)感知、力覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知，甚至包括味覺(jué)感知、嗅覺(jué)感知等，理想的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有人類所擁有的一切感知功能；浸沒(méi)感又稱臨場(chǎng)感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度，理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶難以分辨真假，全身心地投入到計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中；交互性指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度，比如用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體，這時(shí)手有握著東西的感覺(jué)，并可以感覺(jué)物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)；構(gòu)想性是指虛擬現(xiàn)實(shí)能夠啟發(fā)人的創(chuàng)造性活動(dòng)，不僅能使沉浸于此環(huán)境中的用戶獲取新的知識(shí)，提高感性和理性認(rèn)識(shí)，還能讓用戶產(chǎn)生新的構(gòu)思；自主性則是指虛擬世界中物體可按各自的模型和規(guī)則自主運(yùn)動(dòng)。憑借這些特性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在教育領(lǐng)域，它能將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為生動(dòng)的三維場(chǎng)景，讓學(xué)生仿佛置身于歷史事件現(xiàn)場(chǎng)或科學(xué)實(shí)驗(yàn)之中，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性和效果，例如學(xué)生學(xué)習(xí)某種機(jī)械裝置，如水輪發(fā)動(dòng)機(jī)的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以直觀地向?qū)W生展示出水輪發(fā)電機(jī)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、工作原理以及工作時(shí)各個(gè)零件的運(yùn)行狀態(tài)，而且還可以模仿出各部件在出現(xiàn)故障時(shí)的表現(xiàn)和原因，向?qū)W生提供對(duì)虛擬事物進(jìn)行全面的考察、操縱乃至維修的模擬訓(xùn)練機(jī)會(huì)；在醫(yī)療領(lǐng)域，醫(yī)生可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行手術(shù)模擬訓(xùn)練，提高手術(shù)操作的熟練度和精準(zhǔn)度，還能用于患者的康復(fù)治療，通過(guò)虛擬場(chǎng)景幫助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練；在娛樂(lè)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更是大放異彩，各種沉浸式的游戲、影視體驗(yàn)讓用戶仿佛置身于另一個(gè)世界，帶來(lái)前所未有的感官刺激，比如以太空遨游為題材的VR游戲《BlueMarble》，能讓玩家在喜歡的音樂(lè)下，漫無(wú)目的地漂浮于地球和月亮之間，感受神秘的宇宙。在建筑領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它可以幫助建筑師在設(shè)計(jì)階段更直觀地展示設(shè)計(jì)方案，讓客戶提前感受建筑建成后的效果，還能用于建筑施工過(guò)程的模擬，提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題。而在建筑遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用更是為這一古老而重要的領(lǐng)域帶來(lái)了新的生機(jī)與活力。二、建筑遺產(chǎn)：歲月的瑰寶建筑遺產(chǎn)，是人類文明長(zhǎng)河中閃耀的明珠，是歷史的見證者，承載著豐富的文化、藝術(shù)和歷史信息。它們或是古老的宮殿、廟宇，或是傳統(tǒng)的民居、街巷，歷經(jīng)歲月的洗禮，依然屹立不倒，向我們?cè)V說(shuō)著往昔的故事。從定義來(lái)看，建筑遺產(chǎn)是指具有歷史、文化、藝術(shù)、科學(xué)等價(jià)值，且年代較為久遠(yuǎn)的建筑。它們不僅是建筑藝術(shù)的杰出代表，更是人類社會(huì)發(fā)展的實(shí)物例證。比如，中國(guó)的故宮，作為明清兩代的皇家宮殿，以其宏大的規(guī)模、精湛的建筑技藝和豐富的文化內(nèi)涵，成為世界建筑遺產(chǎn)的瑰寶；又如意大利的羅馬斗獸場(chǎng)，這座古老的建筑見證了古羅馬時(shí)期的輝煌與殘酷，是古羅馬文明的象征。建筑遺產(chǎn)的價(jià)值是多方面的。從歷史價(jià)值來(lái)看，它是研究歷史的重要依據(jù)，通過(guò)建筑的風(fēng)格、結(jié)構(gòu)和裝飾等，可以了解到當(dāng)時(shí)的社會(huì)制度、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人們的生活方式。以法國(guó)的凡爾賽宮為例，其奢華的建筑風(fēng)格和精美的裝飾，反映了法國(guó)路易十四時(shí)期的絕對(duì)君權(quán)和繁榮的經(jīng)濟(jì)；從藝術(shù)價(jià)值來(lái)看，建筑遺產(chǎn)是藝術(shù)的結(jié)晶，融合了繪畫、雕塑、工藝等多種藝術(shù)形式，展現(xiàn)出獨(dú)特的審美魅力。西班牙的圣家族大教堂，其獨(dú)特的建筑風(fēng)格和精美的雕塑裝飾，被譽(yù)為世界上最美麗的建筑之一；從文化價(jià)值來(lái)看，建筑遺產(chǎn)是文化傳承的重要載體，蘊(yùn)含著豐富的文化內(nèi)涵和民族精神。中國(guó)的傳統(tǒng)四合院，體現(xiàn)了中國(guó)人的家庭觀念和對(duì)和諧生活的追求，是中國(guó)傳統(tǒng)文化的重要象征。根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，建筑遺產(chǎn)可以分為不同的類型。按照建筑年代，可分為古代建筑遺產(chǎn)、近代建筑遺產(chǎn)和現(xiàn)代建筑遺產(chǎn)；按照建筑功能，可分為居住建筑遺產(chǎn)、宗教建筑遺產(chǎn)、公共建筑遺產(chǎn)等；按照建筑風(fēng)格，可分為中式建筑遺產(chǎn)、西式建筑遺產(chǎn)、伊斯蘭建筑遺產(chǎn)等。建筑遺產(chǎn)保護(hù)具有極其重要的意義。它不僅有助于傳承和弘揚(yáng)人類文明，保護(hù)文化多樣性，還能為后代提供寶貴的精神財(cái)富和歷史借鑒。然而，當(dāng)前建筑遺產(chǎn)保護(hù)面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著城市化進(jìn)程的加速，許多建筑遺產(chǎn)面臨著被拆除或改造的威脅，以滿足城市發(fā)展的需求。自然災(zāi)害，如地震、洪水、火災(zāi)等，也對(duì)建筑遺產(chǎn)造成了嚴(yán)重的破壞。例如，2019年巴黎圣母院的大火，這場(chǎng)災(zāi)難讓這座具有800多年歷史的哥特式建筑遭受重創(chuàng)，尖塔倒塌，屋頂燒毀，大量珍貴文物和藝術(shù)品受損，這不僅是法國(guó)文化遺產(chǎn)的重大損失，更是全人類文化遺產(chǎn)的悲劇。建筑遺產(chǎn)的自然老化和損壞也不容忽視，由于年代久遠(yuǎn)，許多建筑遺產(chǎn)的結(jié)構(gòu)和材料出現(xiàn)了不同程度的損壞，需要進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)和保護(hù)。三、VR賦能建筑遺產(chǎn)保護(hù)（一）數(shù)字化采集與建模在建筑遺產(chǎn)保護(hù)中，利用激光掃描、攝影測(cè)量等技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ)且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。激光掃描技術(shù)通過(guò)向建筑遺產(chǎn)發(fā)射激光束，并測(cè)量激光束反射回來(lái)的時(shí)間，從而獲取建筑表面各個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，能夠快速、準(zhǔn)確地獲取建筑的幾何形狀和空間位置數(shù)據(jù)，生成高精度的點(diǎn)云模型。以故宮的太和殿為例，利用三維激光掃描技術(shù)對(duì)其進(jìn)行全方位掃描，能夠獲取到太和殿建筑表面每一個(gè)細(xì)節(jié)的精確數(shù)據(jù)，包括斗拱、梁枋、柱子等復(fù)雜構(gòu)件的尺寸和形狀，為后續(xù)的研究和保護(hù)提供了詳實(shí)的基礎(chǔ)資料。攝影測(cè)量則是通過(guò)拍攝建筑遺產(chǎn)的多角度照片，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法對(duì)這些照片進(jìn)行分析和處理，從而恢復(fù)建筑的三維結(jié)構(gòu)。這種方法可以獲取建筑的紋理和色彩信息，使重建的模型更加真實(shí)。對(duì)于一些具有獨(dú)特裝飾和色彩的建筑遺產(chǎn)，如敦煌莫高窟的建筑外觀，攝影測(cè)量能夠精準(zhǔn)地捕捉到壁畫的色彩、圖案以及建筑表面的風(fēng)化、剝落等細(xì)節(jié)，為莫高窟的數(shù)字化保護(hù)提供了豐富的視覺(jué)數(shù)據(jù)。在獲取數(shù)據(jù)后，便可以使用三維建模軟件構(gòu)建數(shù)字模型。常見的三維建模軟件如3dsMax、Maya、SketchUp等，都具備強(qiáng)大的建模功能。以3dsMax為例，在構(gòu)建古建筑模型時(shí)，首先根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)搭建建筑的基本框架，確定建筑的整體結(jié)構(gòu)和布局，比如對(duì)于一座傳統(tǒng)的四合院，先確定其院落的大小、房屋的位置和朝向等；然后添加細(xì)節(jié)，如門窗的樣式、屋脊的裝飾等，通過(guò)精細(xì)的建模操作，將建筑的每一個(gè)細(xì)節(jié)都還原出來(lái)；最后進(jìn)行材質(zhì)和紋理的映射，將攝影測(cè)量獲取的建筑表面紋理圖像，準(zhǔn)確地貼附到模型表面，使模型呈現(xiàn)出與真實(shí)建筑一致的外觀效果，讓人們能夠通過(guò)數(shù)字模型感受到建筑遺產(chǎn)的獨(dú)特魅力。（二）虛擬展示與交互體驗(yàn)VR技術(shù)為建筑遺產(chǎn)的虛擬展示帶來(lái)了全新的體驗(yàn)。通過(guò)將建筑遺產(chǎn)的數(shù)字模型與VR技術(shù)相結(jié)合，用戶只需佩戴VR設(shè)備，如HTCVive、OculusRift等，就能仿佛置身于建筑遺產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)。以巴黎圣母院為例，利用VR技術(shù)創(chuàng)建的虛擬場(chǎng)景中，用戶可以從任意角度觀察巴黎圣母院的外觀，感受其哥特式建筑的高聳尖塔和精美的雕塑裝飾；走進(jìn)教堂內(nèi)部，仰視那色彩斑斕的玫瑰花窗，欣賞墻壁上的壁畫和精美的宗教雕塑，陽(yáng)光透過(guò)窗戶灑在地面上，營(yíng)造出莊嚴(yán)肅穆的氛圍，讓用戶身臨其境地領(lǐng)略到巴黎圣母院的宏偉與神圣。在交互性方面，VR技術(shù)提供了豐富的交互方式。用戶可以通過(guò)手柄、手勢(shì)識(shí)別等方式與虛擬環(huán)境進(jìn)行自然交互。在虛擬的故宮游覽中，用戶可以用手柄點(diǎn)擊宮殿中的文物，獲取詳細(xì)的文字介紹和歷史背景信息，了解文物的制作工藝、用途以及背后的故事；還可以通過(guò)手勢(shì)識(shí)別，打開宮殿的大門，走進(jìn)宮殿內(nèi)部，近距離觀察家具、陳設(shè)等，仿佛自己就是故宮的訪客，極大地增強(qiáng)了用戶的參與感和體驗(yàn)感。此外，還可以設(shè)置一些互動(dòng)任務(wù)，如在虛擬的古建筑中尋找特定的建筑構(gòu)件，完成任務(wù)后可以獲得相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)或知識(shí)講解，進(jìn)一步激發(fā)用戶的探索欲望。（三）虛擬修復(fù)與還原利用VR技術(shù)模擬建筑遺產(chǎn)原貌，對(duì)受損部分進(jìn)行虛擬修復(fù)和還原是其在建筑遺產(chǎn)保護(hù)中的又一重要應(yīng)用。通過(guò)對(duì)建筑遺產(chǎn)的歷史文獻(xiàn)、圖紙、照片等資料的研究，結(jié)合數(shù)字化采集獲取的數(shù)據(jù)，利用VR技術(shù)可以重建建筑在不同歷史時(shí)期的原貌。對(duì)于遭受火災(zāi)破壞的巴西國(guó)家博物館，研究人員通過(guò)收集歷史照片、建筑圖紙以及相關(guān)的文字記載，利用VR技術(shù)重建了博物館在火災(zāi)前的內(nèi)部布局和展品陳列，讓人們能夠再次領(lǐng)略到這座博物館曾經(jīng)的輝煌。在虛擬修復(fù)方面，通過(guò)對(duì)建筑受損部分的數(shù)據(jù)分析，運(yùn)用計(jì)算機(jī)算法和圖像處理技術(shù)，可以模擬出修復(fù)后的效果。對(duì)于一些因年代久遠(yuǎn)或自然災(zāi)害而受損的古建筑，如地震中受損的古建筑，首先對(duì)受損部位進(jìn)行三維掃描，獲取詳細(xì)的損傷數(shù)據(jù)；然后根據(jù)建筑的原有結(jié)構(gòu)和風(fēng)格，利用建模軟件對(duì)受損部分進(jìn)行修復(fù)建模，如修復(fù)倒塌的墻體、斷裂的梁枋等；最后將修復(fù)后的模型融入到虛擬環(huán)境中，通過(guò)VR設(shè)備展示出來(lái)，讓人們直觀地看到修復(fù)后的效果，為實(shí)際的修復(fù)工作提供參考和指導(dǎo)。（四）教育與傳播新途徑VR技術(shù)在建筑遺產(chǎn)教育和傳播方面開辟了新的途徑。在教育領(lǐng)域，它為學(xué)生提供了更加生動(dòng)、直觀的學(xué)習(xí)方式。傳統(tǒng)的建筑遺產(chǎn)教育往往依賴于書本、圖片和教師的講解，學(xué)生很難形成全面、深入的理解。而借助VR技術(shù)，學(xué)生可以身臨其境地感受建筑遺產(chǎn)的魅力，更好地理解建筑的歷史、文化和藝術(shù)價(jià)值。在建筑史課程中，學(xué)生可以通過(guò)VR設(shè)備參觀古希臘的帕特農(nóng)神廟，近距離觀察神廟的柱式結(jié)構(gòu)、雕刻裝飾，了解古希臘建筑的美學(xué)原則和建造技術(shù)，這種沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)?zāi)軌驑O大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。在傳播方面，VR技術(shù)打破了時(shí)間和空間的限制，讓更多的人能夠接觸到建筑遺產(chǎn)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，人們可以隨時(shí)隨地通過(guò)VR設(shè)備參觀世界各地的建筑遺產(chǎn)，無(wú)需親自前往實(shí)地。這不僅擴(kuò)大了建筑遺產(chǎn)的影響力，還提高了公眾對(duì)建筑遺產(chǎn)保護(hù)的認(rèn)知和關(guān)注。一些博物館和文化機(jī)構(gòu)推出了基于VR技術(shù)的建筑遺產(chǎn)展覽，觀眾可以在家中通過(guò)VR設(shè)備參觀展覽，欣賞到珍貴的建筑遺產(chǎn)文物，了解其背后的歷史文化故事，讓建筑遺產(chǎn)的保護(hù)理念深入人心。四、成功案例剖析（一）故宮博物院：古韻新生故宮博物院，作為中國(guó)明清兩代的皇家宮殿，承載著深厚的歷史文化底蘊(yùn)，是世界上現(xiàn)存規(guī)模最大、保存最為完整的木質(zhì)結(jié)構(gòu)古建筑群之一。然而，隨著游客數(shù)量的不斷增加，故宮的實(shí)體建筑面臨著巨大的保護(hù)壓力，如何在保護(hù)文物的同時(shí)，讓更多的人領(lǐng)略到故宮的魅力，成為了亟待解決的問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，故宮博物院積極引入VR技術(shù)，開啟了一場(chǎng)數(shù)字化的變革。通過(guò)高精度的三維建模和細(xì)致的紋理映射，故宮的每一座宮殿、每一處庭院都被栩栩如生地呈現(xiàn)在虛擬世界中。以養(yǎng)心殿為例，這座明清皇帝的寢宮，內(nèi)部陳設(shè)豐富，文物眾多。在VR虛擬場(chǎng)景中，游客可以清晰地看到殿內(nèi)的龍椅、屏風(fēng)、書畫等文物，仿佛穿越時(shí)空，回到了那個(gè)帝王統(tǒng)治的時(shí)代。不僅如此，VR技術(shù)還實(shí)現(xiàn)了游客與虛擬環(huán)境的自然交互。游客可以通過(guò)手柄或手勢(shì)，自由地在宮殿中穿梭，打開門窗，觸摸文物，感受歷史的溫度。2018年12月19日，故宮博物院推出VR作品《御花園》，通過(guò)VR技術(shù)，觀眾可以看到已經(jīng)消失或尚未開放的御花園區(qū)域，還能登臨現(xiàn)實(shí)中無(wú)法賞玩的堆秀山等區(qū)域。利用三維特效真實(shí)呈現(xiàn)了御花園全貌，結(jié)合史料研究創(chuàng)造性地還原了御花園曾經(jīng)的植物、動(dòng)物、假山、建筑構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)，在虛擬現(xiàn)實(shí)的世界里再現(xiàn)了生機(jī)勃勃、跨越時(shí)空的皇家園林。雍正皇帝描繪的御花園鹿囿如今已不見蹤跡，虛擬花園生動(dòng)再現(xiàn)了這一場(chǎng)景——在御花園西南有一座假山，假山之南便是鹿囿；假山東面有石級(jí)，可供上下；假山頂上為高臺(tái)，四周圍以石欄，可供觀鹿，名為“觀鹿臺(tái)”。還有一處已經(jīng)消失的御花園景觀“海棠絳雪”，也在虛擬花園中重現(xiàn)。史料記載，海棠是紫禁城中栽植最為廣泛的宮廷花木之一，在御花園東南的絳雪軒前也曾有五株海棠，海棠花初放時(shí)顏色殷紅，待到微風(fēng)徐拂，花瓣輕舞飛揚(yáng)，恰似雪片紛飛，這便是“絳雪”二字的由來(lái)，雍正、乾隆等皇帝均在此寫就多首有關(guān)海棠的詩(shī)，而VR將重現(xiàn)雍正和乾隆眼中的美景。在故宮端門數(shù)字館，游客可以通過(guò)VR設(shè)備，身臨其境地體驗(yàn)皇帝上朝、批閱奏折的場(chǎng)景，感受古代帝王的威嚴(yán)與責(zé)任。在“發(fā)現(xiàn)?養(yǎng)心殿”主題數(shù)字大展中，通過(guò)大型高沉浸式投影屏幕、虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔、體感捕捉設(shè)備、可觸摸屏等，觀眾可以走進(jìn)虛擬世界中的養(yǎng)心殿，運(yùn)用AI、VR、語(yǔ)音圖像識(shí)別等多種先進(jìn)技術(shù)，穿越時(shí)空，與過(guò)去對(duì)話。在VR體驗(yàn)區(qū)，游客可以坐上皇帝的寶座，拿著筆在養(yǎng)心殿批折子寫字，還能拿起玉璽蓋章，配合震動(dòng)反饋，讓人仿佛真的成為了皇帝，這種沉浸式的體驗(yàn)，讓游客對(duì)故宮的歷史文化有了更深刻的理解和感受。VR技術(shù)的應(yīng)用，為故宮博物院帶來(lái)了顯著的效益。一方面，它有效地緩解了實(shí)體建筑的保護(hù)壓力，減少了游客對(duì)文物的直接接觸和損壞風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，通過(guò)虛擬展示，故宮的文化影響力得到了極大的提升，吸引了更多的人關(guān)注和了解中國(guó)的歷史文化。許多無(wú)法親臨故宮的游客，通過(guò)VR設(shè)備也能領(lǐng)略到故宮的壯麗景色和豐富文化，實(shí)現(xiàn)了文化遺產(chǎn)的廣泛傳播。據(jù)統(tǒng)計(jì)，故宮博物院的VR項(xiàng)目推出后，線上參觀人數(shù)大幅增加，相關(guān)的社交媒體話題熱度持續(xù)攀升，讓故宮在新時(shí)代煥發(fā)出新的活力。（二）應(yīng)縣木塔：科技助力“延年”應(yīng)縣木塔，全稱佛宮寺釋迦塔，建于公元1056年，距今已有968年歷史，是世界上現(xiàn)存最高大、最古老的純木結(jié)構(gòu)樓閣式建筑，被譽(yù)為我國(guó)木結(jié)構(gòu)的“史詩(shī)”，也被梁思成稱為“獨(dú)一無(wú)二的偉大作品”。然而，歷經(jīng)近千年的風(fēng)雨侵蝕、地震災(zāi)害以及戰(zhàn)亂破壞，應(yīng)縣木塔逐漸顯露出傾斜之態(tài)，保護(hù)形勢(shì)日益嚴(yán)峻。目前，考慮到木塔的承受能力，除一層外，塔內(nèi)其他區(qū)域已不對(duì)外開放，對(duì)木塔的保護(hù)與修繕工作雖一直在進(jìn)行中，但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件眾多以及有限的歷史資料，給修繕工作帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。為了更好地保護(hù)這一珍貴的文化遺產(chǎn)，2023年2月，在國(guó)家文物局的高度重視和積極推進(jìn)下，清華大學(xué)建筑學(xué)院依靠多年對(duì)應(yīng)縣木塔的研究理論成果，與參與過(guò)北京中軸線數(shù)字修復(fù)工作的聯(lián)想AIGC團(tuán)隊(duì)共同啟動(dòng)“AI賦能智慧應(yīng)縣木塔”項(xiàng)目。該項(xiàng)目利用先進(jìn)的AI和VR技術(shù)，為應(yīng)縣木塔打造了全生命周期的數(shù)字化保護(hù)方案。在數(shù)據(jù)采集方面，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)啟用無(wú)人機(jī)設(shè)備和360度相機(jī)等采集設(shè)備，環(huán)繞木塔進(jìn)行全景式掃描拍攝，完成了木塔內(nèi)外數(shù)千張圖像數(shù)據(jù)的采集。通過(guò)人工智能技術(shù)分析和處理這些基礎(chǔ)素材數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練對(duì)三維空間信息的智能感知和理解，構(gòu)建出了高度仿真的三維場(chǎng)景。最終，“智慧應(yīng)縣木塔”體驗(yàn)應(yīng)用還原復(fù)刻了木塔一至五層五大探索場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了模擬登塔、藝術(shù)還原、古今融合三大突破。在模擬登塔方面，在景區(qū)已暫停登塔參觀的背景下，游客可通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備模擬登塔，身臨其境地感受木塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和建筑魅力。在虛擬登塔過(guò)程中，游客可以逐層欣賞木塔的精美構(gòu)造，了解每一層的歷史文化背景和建筑特色，仿佛親自攀爬在千年木塔之上。藝術(shù)還原則是通過(guò)對(duì)歷史資料的深入研究和數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用，以藝術(shù)與寫實(shí)融合的方式，在元宇宙中還原了千年木塔在不同歷史時(shí)期的內(nèi)外景象。體驗(yàn)者可以在梁思成、老僧等NPC（非玩家角色）的帶領(lǐng)下游覽木塔，通過(guò)點(diǎn)擊翻閱相冊(cè)日記、打卡同款測(cè)量視角、模擬地震與受擊等虛實(shí)結(jié)合的沉浸式交互體驗(yàn)，了解木塔的前世今生。例如，在虛擬場(chǎng)景中，游客可以看到木塔在遼代建成時(shí)的輝煌模樣，感受當(dāng)時(shí)的建筑工藝和文化氛圍；也可以目睹木塔在歷史長(zhǎng)河中經(jīng)歷的滄桑變遷，深刻體會(huì)到保護(hù)文化遺產(chǎn)的重要性。古今融合方面，該項(xiàng)目將現(xiàn)代科技與古老的木塔文化相結(jié)合，為游客帶來(lái)了全新的游覽體驗(yàn)。通過(guò)虛實(shí)結(jié)合的交互設(shè)計(jì)，如對(duì)話梁思成、撿拾AR道具等七大交互設(shè)計(jì)，以及佛像藏經(jīng)、禮佛盛景等11處大型動(dòng)畫特效，讓游客在游覽過(guò)程中既能感受到歷史的厚重，又能體驗(yàn)到現(xiàn)代科技的魅力。此外，“智慧應(yīng)縣木塔”項(xiàng)目還為木塔建立起了可視化數(shù)字資訊檔案，通過(guò)對(duì)木塔的結(jié)構(gòu)、材料、病害等多方面數(shù)據(jù)的采集和分析，為今后木塔的保護(hù)工作提供了全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。這些數(shù)據(jù)可以幫助研究人員更好地了解木塔的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，制定更加科學(xué)合理的保護(hù)方案，為應(yīng)縣木塔的長(zhǎng)久保存提供了有力保障。五、優(yōu)勢(shì)與局限并存（一）優(yōu)勢(shì)盡顯VR技術(shù)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)中展現(xiàn)出諸多顯著優(yōu)勢(shì)。在真實(shí)還原建筑原貌方面，憑借其強(qiáng)大的數(shù)字化采集與建模能力，能精確捕捉建筑遺產(chǎn)的每一處細(xì)節(jié)，從建筑的整體布局到局部裝飾，從建筑材料的質(zhì)感紋理到色彩光影，都能通過(guò)高精度的數(shù)字模型完美呈現(xiàn)。以古希臘的帕特農(nóng)神廟為例，通過(guò)VR技術(shù)，其精美的柱式結(jié)構(gòu)、富有藝術(shù)感的雕刻裝飾以及獨(dú)特的建筑比例都得以真實(shí)還原，讓人們仿佛穿越時(shí)空，親眼目睹這座古代建筑的輝煌，感受古希臘建筑藝術(shù)的魅力。在保護(hù)建筑遺產(chǎn)方面，VR技術(shù)的應(yīng)用大大降低了游客對(duì)建筑遺產(chǎn)的物理?yè)p害風(fēng)險(xiǎn)。以往，大量游客的參觀可能會(huì)對(duì)建筑遺產(chǎn)造成磨損、污染等不可逆的損害。而現(xiàn)在，通過(guò)虛擬展示，游客可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行沉浸式游覽，減少了對(duì)實(shí)體建筑的直接接觸，從而有效地保護(hù)了建筑遺產(chǎn)的原始風(fēng)貌。同時(shí)，VR技術(shù)還能對(duì)建筑遺產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化存檔，即使建筑遺產(chǎn)遭受自然災(zāi)害、人為破壞等不可抗力因素的影響，也能通過(guò)數(shù)字模型進(jìn)行虛擬修復(fù)和還原，為建筑遺產(chǎn)的長(zhǎng)期保存提供了有力保障。VR技術(shù)在方便展示宣傳方面同樣表現(xiàn)出色。它打破了時(shí)間和空間的限制，無(wú)論身處何地，只要有網(wǎng)絡(luò)和VR設(shè)備，人們就可以隨時(shí)隨地參觀世界各地的建筑遺產(chǎn)。這種便捷的展示方式，使得建筑遺產(chǎn)的文化傳播范圍得到了極大的拓展，吸引了更多人對(duì)建筑遺產(chǎn)的關(guān)注和興趣。例如，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的建筑遺產(chǎn)，由于地理位置偏遠(yuǎn)，交通不便，以往很少有人能夠親身前往參觀。但通過(guò)VR技術(shù)，這些建筑遺產(chǎn)得以呈現(xiàn)在全球觀眾面前，讓更多人了解到不同地區(qū)的建筑文化和歷史底蘊(yùn)，增強(qiáng)了公眾對(duì)建筑遺產(chǎn)保護(hù)的意識(shí)和責(zé)任感。（二）局限待破然而，VR技術(shù)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)中也存在一些局限性。技術(shù)成本高是一個(gè)突出問(wèn)題，VR技術(shù)的應(yīng)用需要投入大量的資金，包括高精度的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、專業(yè)的三維建模軟件、強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)硬件以及專業(yè)的技術(shù)人才等。這些成本對(duì)于一些資金有限的建筑遺產(chǎn)保護(hù)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)巨大的負(fù)擔(dān)。例如，對(duì)一座大型古建筑進(jìn)行全面的數(shù)字化采集和建模，可能需要花費(fèi)數(shù)十萬(wàn)元甚至上百萬(wàn)元，這使得許多小型的建筑遺產(chǎn)保護(hù)項(xiàng)目難以開展。數(shù)據(jù)采集難度大也是一個(gè)挑戰(zhàn)。建筑遺產(chǎn)往往具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的歷史背景，在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，需要考慮到建筑的材質(zhì)、紋理、色彩等多種因素，同時(shí)還要確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。對(duì)于一些年代久遠(yuǎn)、保存狀況不佳的建筑遺產(chǎn)，數(shù)據(jù)采集的難度更大，可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失、誤差等問(wèn)題。比如，一些古建筑由于長(zhǎng)期受到自然侵蝕和人為破壞，部分結(jié)構(gòu)已經(jīng)損壞，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，如何準(zhǔn)確還原這些損壞部分的原始形態(tài)，是一個(gè)需要解決的難題。目前VR技術(shù)的交互性還存在一定的不足，雖然用戶可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行一些基本的交互操作，如行走、觀察、觸摸等，但與真實(shí)世界的交互體驗(yàn)相比，仍然存在差距。在虛擬環(huán)境中，用戶對(duì)物體的觸感、重量感等感知不夠真實(shí)，交互操作的流暢性和自然性也有待提高。比如，在虛擬的古建筑游覽中，用戶想要拿起一件文物進(jìn)行仔細(xì)觀察，但目前的VR技術(shù)還無(wú)法讓用戶感受到文物的真實(shí)重量和質(zhì)感，交互體驗(yàn)不夠理想。此外，VR設(shè)備的佩戴舒適度和使用時(shí)長(zhǎng)也會(huì)影響用戶的體驗(yàn)，長(zhǎng)時(shí)間佩戴VR設(shè)備可能會(huì)導(dǎo)致用戶頭暈、惡心等不適癥狀，限制了用戶對(duì)VR內(nèi)容的深入體驗(yàn)。六、未來(lái)藍(lán)圖展望（一）技術(shù)融合創(chuàng)新展望未來(lái)，VR技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)的融合創(chuàng)新將為建筑遺產(chǎn)保護(hù)帶來(lái)更多可能性。與AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）技術(shù)融合，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的無(wú)縫對(duì)接。在實(shí)地參觀建筑遺產(chǎn)時(shí)，游客可以通過(guò)AR眼鏡，將虛擬的歷史場(chǎng)景、文物信息等疊加在現(xiàn)實(shí)的建筑之上，獲得更加豐富的游覽體驗(yàn)。在參觀古羅馬斗獸場(chǎng)時(shí)，通過(guò)AR技術(shù)，游客可以看到斗獸場(chǎng)內(nèi)曾經(jīng)的激烈角斗場(chǎng)景，感受到古羅馬時(shí)期的熱血與激情；還能獲取建筑的詳細(xì)歷史資料和相關(guān)文物介紹，讓歷史變得更加生動(dòng)鮮活。與MR（混合現(xiàn)實(shí)）技術(shù)的融合，將進(jìn)一步模糊虛擬與現(xiàn)實(shí)的界限，創(chuàng)造出更加沉浸式的交互體驗(yàn)。用戶可以在真實(shí)的環(huán)境中與虛擬的建筑遺產(chǎn)元素進(jìn)行互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)更加自然、直觀的交流。在博物館中，利用MR技術(shù)，用戶可以觸摸、移動(dòng)虛擬的建筑構(gòu)件，了解其結(jié)構(gòu)和歷史，仿佛親身參與到建筑遺產(chǎn)的修復(fù)和研究工作中。AI（人工智能）技術(shù)與VR的結(jié)合也將發(fā)揮重要作用。AI可以對(duì)建筑遺產(chǎn)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，為VR模型的構(gòu)建和優(yōu)化提供支持。通過(guò)AI算法，可以自動(dòng)識(shí)別建筑遺產(chǎn)中的病害和損壞部位，并提供相應(yīng)的修復(fù)建議；還能根據(jù)用戶的行為和偏好，為用戶提供個(gè)性化的VR體驗(yàn)內(nèi)容，提高用戶的參與度和滿意度。在虛擬游覽故宮時(shí)，AI可以根據(jù)用戶的提問(wèn)，實(shí)時(shí)提供相關(guān)的歷史文化知識(shí)和背景信息，解答用戶的疑惑，讓用戶的游覽更加深入和有意義。（二）應(yīng)用拓展深化未來(lái)，VR技術(shù)在建筑遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用將不