快速了解数字文化遗产

近期大火的《国家宝藏第二季》、《如果国宝会说话》等文化遗产类电视节目让许多珍奇国宝走进了大众的视野，一句让文物活起来，勾起了众人的好奇心。也许大多数人并没有机会像考古工作者那样亲身探寻这些古物，但是数字化技术、现代媒体技术让更多的公众也能与这些千年古物来一场面对面的亲密接触。数字技术在遗产传播方面的作用不容小觑。

我国的数字遗产实践大体始于20世纪80年代末，近几年数字遗产更是成了文化遗产界最具热度的词语之一，数字敦煌、数字故宫、数字圆明园等成果备受关注。

数字建模技术辅助大型工业遗产的调研、规划、设计

以数字技术作为辅助手段和抓手，是贯彻落实文物工作“保护为主、抢救第一、加强管理、合理利用”基本方针的重要途径，在档案存储、抢救记录、病害勘察、工程设计、保护规划、遗产监测、预防性保护、展览展示等方面都发挥了非常重要的作用。

数字遗产技术对文物工作方针的有力支撑

1什么是数字文化遗产？

“数字遗产”(digital heritage) 联合国教科文组织(UNESCO)的定义为：

“人类知识或表达的资源——无论是文化的、教育的、科学的、行政的——或者包含技术、法律、医学和其他类别的信息正越来越多地被转换成数字虚拟资源……许多这些资源拥有长久的保存价值，因而构成一种值得为了当下和后世妥善保护的遗产。这种遗产可以以任何语言出现、可以出现在世界任何地方、可以反映人类知识或表达的任何方面。”

数字遗产(digital heritage)的组成部分包括以任何语言在人类知识或表达的任何领域从现有资料转换成数字形式的文献，并越来越多地包括没有其它格式而只有数字原件的“原生数字”(borndigital)文献。数字文化遗产包括全世界各地联机或脱机产生的线形文本、数据库、静止和移动的图像、声频和图形、以及相关的软件。

可以看出这里数字遗产的概念是非常广义的。从物质文化的角度，凡是有人类活动参与所留下的物质都是人类的文化遗产，因此，部分学者将digital heritage理解为数字文化遗产。而我们常说的数字文化遗产(digital cultural heritage)，准确的来说应该是文化遗产数字化(cultural heritage digitalization)，一个狭义概念下，针对所有的可移动和不可移动文物的数字化保存、保护、利用与展示。

UNESCO 认为，文化遗产是“我们从过去继承来的遗产、我们现在承认的东西以及我们要世世代代传下去的东西”。在数字资料 （人类要用计算机来使用的编码资源）中，有许多是要世代相传的。

全景技术在古建筑信息采集中的应用

2数字遗产的类型？

▏用各种方式传播的出版物,包括通过万维网联机检索、光盘、DVD 、软磁盘 以及各种电子图书设备；

▏“半出版”资料,包括 e-print 形式的预印论文和其它在特定范围内使用的各种档案；

▏机构和个人的活动、事务、通信等等。目前，世界上有很大一部分商业和政府的纪录保存在电子纪录系统中。电子邮件和讨论组的信息也可以是重要的数字纪录;

▏记录和分析科学、地理、空间、社会、人口、教育、卫生、环境和其它现象的数据集；

▏技术辅助教学用的教学用具；

▏数据库、模型、模拟等软件工具和应用软件；

▏未出版的资料,包括报告、学位论文、口述历史、民俗录音以及出版作品的草稿；

▏娱乐产品,包括移动图像、音乐、计算机游戏；

▏数字广播；

▏以数字方式生成的艺术作品；

▏从非数字原件复制的图像、声音和文本的数字复本的藏品。

3数字遗产的原则与指导方针？

▍2001 年 10 月, UNESCO 总干事关于《数字文化遗产保护纲领》草案的报告发布;

▍2002年3 月 1 日,欧洲委员会的专家报告“保护明天的记忆” (Preserving Tomorrow' s Memory),指出了主要的挑战和潜在的行动;

▍2002 年 5 月 23 日:欧盟理事会的决议指出了“欧洲文化合作的未来 ” (Future of European Cultural Cooperation);

▍2002 年下半年:UNESCO起草了《数字文化遗产保护指导方针》和《数字文化遗产保护纲领》的草案(Charteron Guidelines for the Preservation of the Digital Heritage)。

1> 《数字文化遗产保护指导方针》

UNESCO 的《数字文化遗产保护指导方针》针对各种文化机构,例如图书馆、档案馆、博物馆、研究所、数据档案馆、出版社、社区机构等,它们均长期收集并保存文献、出版物、地图、手稿、艺术、图像、录音、电影、文化实物、研究和统计信息等的世界“记忆”文化遗产。其目的是提供与数字文化遗产资料保护有关的所有重要步骤的成功实践的信息和思路。

2>《数字文化遗产保护纲领》

UNESCO 的《数字文化遗产保护纲领》 (Charter on the Preservation of the DigitalHeritage)分为四个大部分(11 条)。第一部分阐述数字文化遗产(Digital heritage)的范围和定义；第二部分阐述保护的目的(文化多样性和多元性、防止文化遗产丢失、保证数字文化遗产的可存取性和完整性)；第三部分指出如何组织数字资源的保护工作(技术框架和法律框架)；第四部分是国际合作和责任的确定。

运用三维激光扫描、全景等技术采集文物空间信息

4文化遗产数字化的应用场景？

简单来讲，数字化技术在文化遗产领域的应用按照使用目的可以分为：

1）以文化遗产保护管理为目的

  为了获取和感知记录文物的各种属性和状态，例如它们的形状、颜色、质地、材料、内部结构，进化过程以及它们的保护环境，如温度、湿度、亮度、空气成分等等。它主要用于遗产信息的永久数字存档和勘察监测，支持后续保护、修缮甚至展示等任务，以确保数据可靠性。文化遗产的信息获取和感知包括：数字档案、数字摄影、3D扫描、3S（GIS，RS和GPS）、全景、环境感知和无线传输等技术；另外，近年来航拍技术也为大遗址、城市文化遗产的保护展示增加了新的能力，提高了文化遗产的保护与管理水平。

2）以文化遗产的展示和应用为目的

  为了展现已经消失或不完整的文化遗产，进一步阐释文物的历史背景和内涵的相关数字媒体技术，例如数字化展演、三维交互虚拟仿真平台、虚拟修复、智能展览导览（虚拟博物馆）、虚拟动画制作、考古纪录片和文化遗产类电视节目等等。

不可移动文物数字化常见工作

5文化遗产数字化的常见技术？

1．数字化档案相关技术

常见的数字遗产是文化资产相关文字记录、图片、图像视频等，有时候需要将传统的纸质档案进行扫描存档，形成数字档案，并与“互联网+”技术相结合，实现云端存储、查询。这些数字档案在文化遗产研究与展示中发挥着越来越重要的作用。

燃灯塔历史照片（费利斯·比托中国影像集1860）

燕山八景图册之卢沟晓月（清.张若澄绘.绢本设色）

2．数字摄影相关技术

数字摄影技术的普及在文化遗产领域主要用于遗产信息的存档，特别是海量云存储技术、全景技术、区块链技术等，让遗产信息的储存、更新、查阅更加安全、方便。数字摄影等采集技术的功能性、便捷性、可编辑性、易传播等优势，可快速高效记录文化遗产的相关信息，实现对文化遗产的永久存档和保护，是可移动文物、不可移动文物管理、文物资料整理的数字化平台的基础技术。

近年来的航拍技术和数字摄影测量技术的发展对于不可移动文物，大遗址、城镇（市）的保护提供高精度的基础信息支撑。例如，Photoscan、TrimbleInpho等软件可以把原始的航拍图像和卫星图像精确地转换成连贯准确的点云和地表模型、正射影像和三维的数据信息。

利用低空航拍形成北庄遗址立面图

3．3D扫描及相关处理

20世纪80年代，Cyberware公司开发了世界上第一个3D扫描仪。3D扫描不仅可以详细记录遗产文物的表面信息，还可以进一步的完善任务，如去噪、三角测量、纹理映射等来记录遗产的详细信息。文物三维信息的采集通常使用3D扫描设备来实现。3D扫描基于立体视觉，光波或声波飞行时间的技术距离测量来获取对象表面的3D信息。主要规格参数包括扫描精度、扫描速度、采样率、扫描范围等等。

目前3D扫描技术已经以多种形式应用于文物数字信息的采集，甚至可使用机器人手臂进行测量（接触测量）或应用光学原理进行测量（非接触式测量）。接触测量的主要工具测量是三线坐标测量仪器，使用一个小探针，用来测量遗物表面的空间位置点，从而重建遗物的整个表面。其准确性非常高，能够达到微米。但是，因为与遗物接触可能会伤害表面，所以很少用于珍稀遗产表面采集，主要还是利用非接触式3D扫描技术。

Beauvais Cathedral3D建模（图片版权归原作者所有）

4．地理信息相关技术

3S技术，是一种集遥感(RS)，地理技术信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)为系列的数字技术。4D技术，主要包括数字正摄影像图(DOM)、数字高程模型(DEM)、数字栅格地图(DRG)、数字划线地图(DLG)。3S、4D等数字技术涉及信息的获取、处理和应用等方面，其速度快、实时性强，具有良好的可视性和可测量性，采集和处理过程中的高精度和大量化等特点使得它在考古研究和遗产规划中得到广泛应用，并越来越多的提供决策支持。

利用高程、坡度等地理信息进行北庄遗址汇水分析

5．传感和无线传输技术

温度或湿度等环境条件不合适可能导致文物变形、开裂甚至是文物的霉变，因此其相关数据也是遗产保护领域常见的统计数据，也会用到传感技术用于自动化采集分析，在遗产监测中国较为常见。传感技术是通过从传感器读取数据来获取环境信息。温度、湿度、光敏和气体传感器等被广泛应用于环境监测系统，无线传输技术也在这方面的应用提供了有力支撑。目前无线通信技术主要针对有远程数据传输需要的部分文化遗产，随着5G技术的普及，未来有可能大幅度提高覆盖程度。

6．数字化展览与互动

数字展览和互动是指利用数字技术进行展示，尽可能向公众公布所获得的遗产信息以数字方式恢复，同时鼓励参观者主动参与展示场景和与系统交换信息。数字展览和文化遗产项目的互动主要有动画、游戏、渲染、立体显示和交互等方面。文化遗产信息展览不仅需要通过渲染和显示技术为游客提供视觉信息，也需要允许参观人员、游客与系统发生交互活动，允许参观者个性化的参观展览内容，使其能够自由地欣赏场景。VR、AR等虚拟现实、增强现实方式还提供了浸入式遗产展览体验。

VR重塑博物馆体验（图片版权归原作者所有）

结语：

在信息海啸时代，一切似乎都在数据化，数字技术给文化遗产保护、管理、利用、阐释等工作提供的作用还远远没有充分施展出来，本篇小文仅仅是数字文化遗产相关工作的冰山一角。数字化技术与文化遗产在这场美丽的邂逅中，还会有哪些奇妙的事情发生？我们拭目以待。  

北京华创同行科技有限公司