黄河流域历史文物古迹的数字化保护、展示与设计研究

黄河流域历史文物古迹的数字化保护、展示与设计研究

刘强

齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省科学院能源研究所

摘要：近年来全球新一轮信息革命全面爆发，以互联网、大数据、人工智能等为代表的数字科技技术创新和融合应用，对经济转型、社会发展、大众生活和国际竞争都产生了重要影响。黄河是世界第五大长河，是中华文明的重要发祥地之一和儒家文化的发源地，在传统文化保护传承利用中具有十分重要的战略地位。2016年，习近平总书记作出了“保护文物功在当代、利在千秋”的重要批示，要求各级党委和政府增强对历史文物的敬畏之心，树立保护文物也是政绩的科学理念，统筹好文物保护与经济社会发展，全面贯彻“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的工作方针，使文物保护成果更多惠及人民群众。本文将围绕“黄河历史文物古迹”，以“数数字化”为切入点，研究其相关保护、展示与设计。

关键词：黄河；历史文物古迹；数字化；保护

一、研究的现实意义

2019年9月习近平总书记近日在河南郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话，着眼全国发展大局，明确指出黄河流域在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位，深刻阐明黄河流域生态保护和高质量发展的重大意义，作出了加强黄河治理保护、推动黄河流域高质量发展的重大部署。做好黄河流域的文物保护工作，就要认真学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想，认真学习贯彻《中华人民共和国文物保护法》，提高站位、全面推进，依法行事、依法办事。

黄河是世界第五大长河，是中华文明的重要发祥地之一和儒家文化的发源地，在传统文化保护传承利用中具有十分重要的战略地位。黄河流域是中华民族文明的发祥地，为落实国家黄河流域文化保护传承有关要求，深入挖掘黄河流域丰富的历史文化资源，保护好、传承好、利用好黄河沿岸祖先留给我们的宝贵文物遗产，统筹黄河沿线区域经济社会发展，协同打造宣传中国形象、展示中华文明、彰显文化自信的亮丽名片。

二、国内外同类研究现状分析与评价

近年来全球新一轮信息革命全面爆发，以互联网、大数据、人工智能等为代表的数字科技技术创新和融合应用，对经济转型、社会发展、大众生活和国际竞争都产生了重要影响。数字化展示技术表现出强劲的活力, 已经应用在各行各业中，让人们看到了科技创新带来的无限可能。在文物古迹保护领域，数字化展示技术也得到广泛应用,目前三维数字化技术已成为文物保护中重要的手段,同时也是文物体保护研究的重要任务,利用三维数字化技术可以使文物保护更加有效。

从上世纪80年代开始，数字化技术已经被应用到展示设计中，发展到现在，对社会产生了非常积极的影响。数字化展示设计是由数字化概念发展而来，数字化是指物质系统的特性以特定形式在另一种系统中再现的过程，物质层面经过算法转变到非物质层面，有实体层面转变到意象层面，将展示的实体内容转化为符号、影像等多种信息的方式。所以展品即使不在场，参观者也能实现信息的接收，产生身临其境的感觉。而数字展示设计是指以展示设计的知识体系为概念支撑，运用信息时代数字化的计算机软件和网络等信息技术为辅助工具，进行艺术方面的展示或者深层次的创作。伴随着计算机技术的发展，新媒体艺术、网络技术以及虚拟现实技术的推广与应用，最大程度上改变了展示设计的技术手段，拓展了其领域的表现方式。在这个转折点，设计概念与思维方式就有了相应的变化。数字技术的发展使得数字化的展示设计方式更加人性化，观众可以根据需要主动选择参观方式与参观形式。

目前黄河流域沿线历史文物古迹的数字化保护、展示与设计的研究在数量上还比较少，研究内容更多的是宏观、抽象和框架性的。虽然在思路和方向上均围绕着“统筹保护好、传承好、利用好”的要求不断进行探索，学术上已产生一些影响。但从指导实践层面而言，目前大多数研究战略意义充分而策略意义匮乏，在中观和微观层面缺少指导意义。

黄河流域历史文物古迹的数字化保护、展示与设计研究是紧紧围绕黄河流域文化底蕴、群众精神文化需求、社会精神文化发展，对黄河流域的历史文物遗迹通过现代化的VR、AR等技术进行虚拟修复和数字化展示与设计，面向广大群众传播黄河流域独特的历史文化和人文价值，构建历史文物古迹保护展示体系，促进学科建设发展，引领行业技术进步，也将会对中国北方历史文物古迹保护展示体系中做出重要贡献。研究人员将通过对黄河流域历史文物古迹的保护、展示与设计研究，深挖历史文物和数字技术共存融合的理论关系，构建出黄河流域历史文物展示设计的指导理论体系。

除此之外，还可以根据黄河流域沿线历史文物古迹保护展示实际情况，全方位分析黄河流域沿线当前文物古迹保护展示基本情况，提出文物古迹在数字化展示过程中以一种新形式呈现，从而让群众更好的认知历史文物古迹，继承和发扬历史文化。引起公众体会历史文物保护和认知历史文化的重要性。促进更多先进数字技术与艺术思想充实到历史文物数字化展示设计当中，为山东省历史文物保护展示提供更多的创新方案支持。

三、研究总体框架和主要内容

（一）总体构架

通过数字化手段实现历史文物的虚拟储存和文化的展示及传播，在内容上主要探讨利用数字化技术手段展现的形式、分析以数字化为技术手段的文物展示视觉特征、以及研究历史文物展示设计的表现方式、探索跨媒介整合设计的模式等。结合相关最前沿经典案例与理论，梳理形成黄河流域沿线历史文物古迹数字化展示和设计的路径，同时发挥在文物保护过程中的优势作用。通过分析展示设计内容，提炼数字化文物保护制作的流程模式及技术手段，发挥其易于复制便于大规模推广，内容上灵活多变以及交互体验的优势，为黄河流域沿线历史文物古迹的数字化展示及文化传播与保护提供坚实的理论基础。在此基础上，充分结合当前现有的关于加强文物古迹保护展示改革的若干举措，提出完善黄河流域历史文物古迹保护展示改革的相关措施，文物古迹数字化展示的新思路，形成专项研究报告，为文物古迹保护展示提供成熟的技术创新方案支持。

（二）研究内容

1.黄河流域沿线历史文物古迹田野挖掘整理

黄河流经青海，四川，甘肃，宁夏，内蒙古，陕西，山西，河南，山东共九省区。黄河一直都被中国人奉为中华文明的发源地，在黄河流域发现大量的古文化遗址，黄河流域分布的主要是彩陶文化和黑陶文化，具体分为10个历史文化遗址，具体为半坡文化、老官台文化、裴李岗文化、磁山文化、贾湖文化、仰韶文化、龙山文化、北辛文化、大汶口文化、马家窑文化等。这些历史文化遗址中有大量的历史古迹和文物，代表性的有兵马俑、大明宫遗址、白马寺、龙门石窟、殷墟等；出土文物有釉陶望楼、乳钉纹青铜爵、方格纹铜鼎等。以10处历史文化遗址的历史文物古迹为基础，调研分析黄河流域沿线现有历史文物古迹保护展示的问题与不足，为历史文物古迹保护展示提供基础方案及对策。

2.黄河流域沿线历史文物古迹跨媒介整合设计

针对黄河流域沿线历史文物古迹保护展示的内容，结合现阶段数字化技术和网络交互平台，通过将实体的展示空间和虚拟的展示方式相结合，将黄河流域沿线历史文物古迹以视觉、听觉、触觉等元素相互融合，利用投影展示设备作为硬件与先进的软件技术结合的方式，充分体现数字化技术下历史文物古迹展示所呈现的创意，通过利用声、光、电的创新手段，将黄河流域沿线历史文物古迹保护、展示及设计提升到具体数字化表现层面上来。

3.黄河流域沿线历史文物古迹的数字化保护

坚持以“保护为主、合理利用、加强管理”为方针，使用数字化手段对黄河沿岸历史文物古迹进行保护与复原。利用数字化技术对黄河沿岸历史文物古迹的原始面貌进行精准的记录，实现黄河流域沿线濒危文物和历史场景等相关资源的科学、高精度的永久保存与再现。通过数字化技术对湮没的黄河沿岸历史文物古迹进行动态仿真复原，让公众能直面黄河流域沿线几千年的历史，直观触摸黄河流域沿线的前世今生。

4.黄河流域沿线历史文物古迹数字化展示

详细研究黄河流域沿线历史文物古迹数字化展示创新表现形式，对于黄河流域沿线历史文物古迹进行大小划分，大到黄河流域沿线历史文物建筑的景观特色，小到瓷器、花瓶等微观特色。在数字化展示平台上，通过操作方式方法使黄河流域沿线历史文物古迹以丰富多样的效果加以展示，达到高效率的文化传播效果。深入挖掘黄河流域沿线历史文物古迹的历史信息和人文内涵，揭示黄河流域沿线历史文物的文化、历史、社会、艺术、科学教育等价值，精炼和体现黄河流域沿线地域特色，传递并传承黄河流域沿线的历史文脉。

四、研究的理论创新之处和现实应用价值

（一）研究内容创新

当前对黄河流域沿线历史文物古迹数字化展示技术的研究较少，课题将结合我国文物保护现状，提出建设性针对黄河流域沿线历史文物保护的建议。

（二）展示技术创新

课题将研发新的展示技术，着眼于黄河流域文物古迹保护情况，根据文物的性质、材质、以及历史背景等多方面考量。通过技术的革新，形成文物保护展示系列。

（三）研究方法创新

通过多种方法调研分析，对现有文物古迹进行准确数据筛选、整理，利用大数据对其中所含的各种要素进行统计排序、对比分析和研究，揭示其深层次特征，从而形成一套方法论为今后类似文物研究提供理论基础。

（四）现实应用价值

黄河流域沿线文物等级高、分布密度大、时间跨度长、类型丰富多样，在黄河流域文化发展中，地位极其重要。

在实现中华民族伟大复兴中国梦的历史背景下，如何保护好、传承好、利用好黄河，推进黄河流域文化建设，具有特殊的现实意义与战略价值。目前单独就黄河流域文物展示、传承、设计等方面的研究文献和书籍还较少，本研究将深化和拓展该方面的学术探索；同时通过对黄河流域基本情况的梳理、问题的分析、国内相关案例借鉴，创新建设策略，为政府相关部门的决策和具体工作提出有益的参考和借鉴。

虚拟现实技术对文物保护是非常重要的，利用虚拟现实技术来展示文物古迹避免了大部分文物古迹在不同环境下产生的风化、氧化、褪色、脆化、剥落等现象，也避免了文物在运输过程中造成的破坏。利用虚拟现实技术还可以把文物古迹影像化，展示修复后的文物古迹原貌，再利用修复技术、复原技术和视图计算技术，确认文物古迹在修复过程中消耗的时间和保存的时限。虚拟现实技术不但可以让文物古迹以更适合的方式保存，还可以通过虚拟影像与其它技术手段将其不同方位、不同角度的样貌的展示在人们眼前。把大型的文物古迹建筑群以虚拟现实技术来建立成 3D 立体虚拟景区，让人们可以体验身临其境的感受，例如虚拟故宫就实现了完整的 3D 虚拟景区。

参考文献：

1. 谷立鹏.三维数字化技术在文物保护中应用与作用[J].文物鉴定与鉴赏,2020,{4}(02):74-76.

2. 赵倩雯,王芳源,崔伟琦.基于AR在北魏文化空间保护中的应用[J].戏剧之家,2020,{4}(19):205-206.

3. 王硕. 唐帝陵石像生数字化保护App界面设计与移动交互体验研究[D].西安理工大学,2020.

4. 朱晓进.推进文物古迹的数字化保存[J].民主,2020,{4}(08):23-24.

刘强 1980.03.09 男 汉 山东枣庄 硕士研究生 副研究馆员 研究方向：生态文化旅游产业与档案管理 单位：齐鲁工业大学（山东省科学院）山东省科学院能源研究所

2020年度山东省艺术教育专项课题：中华传统文化题材影视作品IP体系打造价值课程研究。编号：ZY20201111