▲ 背运砖石. 图片来自:河北日报
因为喜峰口西潘家口段长城没有陆路相通,工程材料都是通过汽车运到码头上,然后用船只运到施工现场,最后还要再人工搬运,每块青砖重 25 斤,一个人最多背 2 块,一天最多走 12 趟。
这一段 1005 米的长城,整整修了 4 年,终于在 2021 年 10 月底完成了主体的修缮。
▲ 喜峰口西潘家口段长城修缮前后对比.
「男儿宁当格斗死,何能怫郁筑长城」,戍防的军队、强迫征调的民夫、发配充军的犯人,这些古代的普通劳动人民用力气和血肉建筑了巍峨要塞。
科学地保护长城又何谈容易,这也是一条缓慢而艰难的路途。
用云游戏技术,再造一座身边的数字化长城「文物的消逝是一个历史过程,文物保护只是尽可能让这个过程变缓。」
文化遗产保护,不仅要物理修缮,也要做数字化保存——在它没有彻底消失之前。
在喜峰口西潘家口段长城修缮完成的同时,腾讯技术公益和游戏团队希望高精度还原这段长城,用数字化的手段将它保存下来。
高精度还原,不是将采集到的数据束之高阁,和普通人没有任何关联,腾讯团队提出了更大胆的设想:
将数字长城装进小程序,我们可以随时随地、身临其境地在数字长城里自由「走动」,在晨间到傍晚的不同时刻,欣赏长城的一砖一石、一草一木。
▲ 图片来自:腾讯技术公益
这听起来,很像电子游戏里的场景体验。
负责将这一系列设想实现的腾讯互动娱乐公共研发运营体系(Tencent IEG CROS)团队,综合运用了包含照片扫描建模、实时渲染、PCG 生成、云游戏等在内的多项前沿技术。
这也是首次将云游戏技术应用到文化遗产数字化保护项目之中。
但实际操作起来,比平地起高楼做一款游戏难多了。
长城所处的地形、长城的本体、周边的植被河流,都要做到高精度的场景还原。
简单来说,腾讯 CROS 团队所做的是,先采集当地的物理数据,然后完成建模、贴图,再交给引擎进行渲染。
九层之台起于垒土,在扫描拍摄阶段,腾讯 CROS 团队的 Photogrammetry(摄影测量)技术,运用激光测量、高清图片采集以及无人机拍摄记录等方法,实现对喜峰口长城的精准测量,为之后的工作打下基础。
这里的难点在于,长城本身的特殊性。
时移世易,长城经历岁月侵蚀和地质运动,残缺的坑洼、突兀的棱角、弯曲的台阶、自然沉降带来的断层,都是它的一部分。
▲ 图片来自:腾讯技术公益
和「最小干预」的修缮理念相似,这些细节必须如实还原,但也意味着更大的采集工作负荷,让本就不小的扫描拍摄量「雪上加霜」。
最终,CROS 团队采集到近 5 万张高清图片,整个喜峰口环境共有 10 亿个面片的精度。这些面片记录了每一处「不完美」的凹凸起伏,组成了长城自屹立以来的生命轨迹。
此外,天津大学建筑学院六合建筑工作室提供了 4000 公里的 27 万张缩略图像,以及重点区段的高清图像、三维数据。
基于丰富的数据,再与卫星拍摄的地形资源库的地形坐标进行匹配,喜峰口长城与周边地形便被更真实地还原出来。
地形有了,长城本体有了,漫山遍野的植被重建不能少。
腾讯 CROS 团队一口气「种」了 20 万棵树,并非随意而为。
身临其境,也意味着能够无死角欣赏一棵树。
20 万棵树的每一棵,因视角变动而被「看到」的光照角度、透光度、树叶粗糙度都不一样。