创新激情 虚拟现实助力考古还原之梦

寂静天花板

在虚拟世界里是没有任何限制的，但是你虚拟出来以后，就有可能把它们变成现实。2011年，达索系统推出了一个名为“创新激情”的公益计划，旨在使其尖端的3D技术能够为历史学家、考古学家、研究人员和各种发明人员所用，通过3D的仿真、建模以及在虚拟三维世界中的验证，去解决或探索目前人类所面临的一些问题，或者将某个领域的研究推向新高度。

巴黎市建筑与考古学历史部的考古学家迪迪埃·布森（Didier Busson），一直怀揣着一个“疯狂”的梦想。“我希望借助虚拟现实技术，对那些已经不复存在的，以及经过多次修整的巴黎标志性建筑进行再造和保存，打造出一座横跨5000年历史的数字巴黎。”由于计划需要大量资金支持，历史细节考证过于繁琐，多年来，迪迪埃牵头的“数字巴黎”项目一直未能实现。不过，最近他的梦想终于成真了。

最早体会到“数字巴黎”成果的，是15000多名巴黎市民。“数字巴黎”成果揭幕的当晚，他们汇集在市政厅广场。9块10米宽的屏幕排成了半圆，在欢呼声和激动的尖叫声中，纪录片《巴黎，伟大的传奇》（Paris, La Ville A Remonter Le Temps）开始播放。片中，一群对巴黎的历史和建筑颇感好奇的现代人，通过拨弄虚拟的时光转盘，进入到不同历史时期的巴黎圣母院、巴士底狱、卢浮宫和埃菲尔铁塔。仿真3D技术逼真地再现了这些建筑在不同历史阶段的不同面貌，路途中点击巴黎各个重要建筑，界面上就会出现该建筑不同历史年代的菜单。比如，点击巴黎圣母院，界面上就会出现“高卢-罗马时期、中世纪、19世纪，以及世博会之后”的选择菜单。一旦选定某个历史时期，就能在进入这个数字三维建筑之中。此时，迪迪埃则摇身一变成了贴身导游，对每一座建筑及其周边环境的变迁进行一一详细讲述。

“整个项目，最大的挑战在于用虚拟现实技术重建那些不存在的，看不见的建筑，不只是外部，还有它们内部的结构，”迪迪埃说。事实上，无论是纪录片、网站还是iPad软件，最终实现都仰赖于虚拟现实技术。“所以说，这是一支前所未有的跨界团队，考古专家、建筑学家、数字技术工程师、纪录片导演、历史剧编剧，紧密合作长达数年之久。”达索系统（Dassault Systemes）总裁兼首席执行官夏伯纳（Bernard Charles） 说。这家掌握全球最先进3D技术之一的法国公司，他们的工程师和技术人员，在“数字巴黎”项目中扮演了“幕后英雄”的角色。此前，他们通过虚拟现实技术，在“胡夫金字塔揭秘”项目中，从力学和建筑结构上帮助考古学家论证了金字塔的建造过程。而在“冰山梦”项目中，工程师们又动用3D技术，模拟了用远洋轮船拖动冰山航行的过程，为环境学家乔治·莫林（Georges Mougin）“用冰山救济缺水地区”设想的可行性提供了科学论据。这一次，虽然一样也是“技术活”，但当虚拟现实技术走出专家实验的小圈子，面向大众时，情况有了微妙的不同。

正如迪迪埃所说，用虚拟现实技术重塑不存在的建筑，最大的问题在于对建筑内部细节的考证。“和历史上留下的那些建筑的平面绘图、文字描述不同，用世界上最先进的虚拟现实搭建的3D数字建筑，连内部的给排水系统、采光分配这些问题都要给予充分考虑。”根据达索系统数字实验战略副总裁梅迪·塔尤比（Mehdi Tayoubi）的描述，在整个数字重建过程中，他们几乎是抠着资料中每一个字眼，掐着一些画作中微不足道的细节前行的。“粗略的描述和不精确的画面，常常让我们误入歧途。”尤其是高卢-罗马时期和中世纪，那段时期历史资料的缺失，各种建筑不同纪录版本之间的分歧和混淆，一度让项目团队感到头疼。

其中，重塑卢浮宫的发端时代的过程最为波折。“卢浮宫的历史曲折、复杂，不同年代用途截然不同，建筑形态不断改变，很难想象它最初是什么样子。”迪迪埃解释说，为了搞清楚卢浮宫建造发端时期的构造，迪迪埃率领的考古学家团，只能从馆藏的画作《贝里公爵的富贵》（Les Très riches heures du Duc de Berry）中寻找蛛丝马迹。

而当达索系统的工程师们根据他们的考证，造出了菲利普二世的卢浮宫时，历史学家和工程师们都凭直觉感到，整个建筑过于华丽了，丝毫不具备军事堡垒的特征。为此，建筑专家和考古专家大量参考了800多年前法国地区的堡垒和防御工事，工程师再根据考证结果对整个建筑做出大幅修整。

虽然仅仅是虚拟现实的3D技术，但这种大幅度的修改也要花费工程师大量时间。梅迪·塔尤比将此形容为“牵一发而动全身”，“哪怕是改变一下房梁的结构，整个建筑的力学支撑就完全变了。如果不对整个建筑的其他支撑点做改动，屋子就可能直接‘坍塌’，所以修改就像玩多米诺骨牌，改了房梁，就得改窗子大小和数量，墙壁厚度、材料种类也要重新考虑。”

不过，从另一方面来说，严谨的虚拟现实技术为专家考证一些历史谜题提供了借鉴。之前，法国建筑师让-皮埃尔·乌丹（Jean－Pierre Houdin ）就用七年时间，通过达索的虚拟技术重建了胡夫金字塔，证明金字塔可以从内向外建造，只需要4000人。并不是像人们揣测的那样，认为金字塔是由外星人建造的。而这一次，通过虚拟现实技术，历史专家也拨开了笼罩在巴黎圣母院头顶的历史迷雾。在恢复巴黎圣母院在1320年竣工时的内部结构时，技术团队发现，无论从建筑的力学角度，还是造型上，巴黎圣母院的高台和罗马教堂的高台应该是一致的。“我们当时只是做了个大胆假设，”梅迪说，“我们让巴黎圣母院在罗马教堂的基础上重建，就得出了两者的高台能够重合的结果。这是普通考古手段无法实现的观察角度。”

虽然在技术应用上同样严谨，但和“胡夫金字塔揭秘”、“冰山梦”等仅为专家和专业领域所用不同，“数字巴黎”除了为历史专家和建筑学家服务，也能为大众提供操作简便的历史参考。“这是关于一座城市的四维实验，你所看到的是3D的景象，但其实更重要的纬度还有时间。”法国《费加罗报》在报道中称，“之前，这些历史资料只掌握在专职研究巴黎城市历史的学者和考古专家的手中。而且，即使是历史专家，也很难在这么大的跨度上把历史梳理得这么完整，而且它的呈现方式特别简单，只要点点鼠标，几千年的历史就在你的面前铺陈开来。”换句话说，凭借着简单易懂的虚拟现实技术，“数字巴黎”从纷繁复杂的历史脉络中梳理出了精华，并且以娱乐化的方式，将历史、人文的信息准确无误地传达给了普通大众。
，“数字巴黎”纯粹是一个关于历史人文的公益项目，也是他们尝试用虚拟技术为城市打造一张历史名片的新开始。巴黎之后，下一个有可能是北京。夏伯纳在谈及“数字巴黎”时，提到了把北京“数字化”的心愿。“把故宫乃至整个北京的各个历史时期，用虚拟技术重塑出来，听上去就是一个能令人激动得血脉贲张的计划。”
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寂静天花板

在虚拟现实中游历城市
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