引言

意大利拉奎拉大學(xué)的“運(yùn)用信息與通信技術(shù)創(chuàng)新城市規(guī)劃”（INCIPICT）+5G跨學(xué)科項(xiàng)目，旨在通過先進(jìn)的信息技術(shù)手段，推動(dòng)拉奎拉市在2009年地震后的智慧城市轉(zhuǎn)型。自2017年起，項(xiàng)目進(jìn)一步擴(kuò)展至5G技術(shù)的應(yīng)用研究。本文將詳細(xì)介紹該項(xiàng)目中涉及文化遺產(chǎn)價(jià)值化的具體活動(dòng)，特別是利用移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)對(duì)歷史城市建筑遺產(chǎn)和城市空間進(jìn)行虛擬重建的創(chuàng)新實(shí)踐。

項(xiàng)目背景與目標(biāo)

項(xiàng)目背景

2009年4月6日，意大利中部的拉奎拉市遭受了一場(chǎng)6.3級(jí)的強(qiáng)烈地震，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。這場(chǎng)災(zāi)難不僅破壞了城市的基礎(chǔ)設(shè)施，還嚴(yán)重?fù)p毀了許多歷史建筑和文化遺產(chǎn)。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，拉奎拉大學(xué)啟動(dòng)了INCIPICT項(xiàng)目，旨在通過信息與通信技術(shù)（ICT）創(chuàng)新城市規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)城市的智慧化轉(zhuǎn)型。

項(xiàng)目目標(biāo)

INCIPICT項(xiàng)目的總體目標(biāo)是通過科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用，幫助拉奎拉市在災(zāi)后重建過程中實(shí)現(xiàn)智慧城市的愿景。項(xiàng)目不僅關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施的恢復(fù)和升級(jí)，還特別強(qiáng)調(diào)文化遺產(chǎn)的保護(hù)和價(jià)值化。自2017年起，項(xiàng)目進(jìn)一步拓展至5G技術(shù)的應(yīng)用研究，探索其在智慧城市建設(shè)和文化遺產(chǎn)保護(hù)中的潛力。

文化遺產(chǎn)價(jià)值化的具體活動(dòng)

移動(dòng)AR應(yīng)用的開發(fā)

INCIPICT項(xiàng)目的一個(gè)重要組成部分是利用移動(dòng)AR技術(shù)對(duì)歷史城市建筑遺產(chǎn)和城市空間進(jìn)行虛擬重建。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一款移動(dòng)AR應(yīng)用程序，用戶可以在歷史中心區(qū)域自由移動(dòng)，并通過智能設(shè)備實(shí)時(shí)查看多媒體信息和3D重建圖像。這些圖像可以疊加在當(dāng)前的實(shí)景上，無需二維碼或其他物理標(biāo)識(shí)。

虛擬重建的應(yīng)用場(chǎng)景

1. 圣巴西利奧修道院廣場(chǎng)

   • 背景：圣巴西利奧修道院廣場(chǎng)是拉奎拉市歷史中心的一個(gè)重要區(qū)域，曾因1703年的地震受損，后經(jīng)多次重建和改造。
   • 虛擬重建：研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)歷史地圖、文本和圖像資料的深入研究，創(chuàng)建了17世紀(jì)圣巴西利奧修道院廣場(chǎng)的3D模型。用戶可以通過AR應(yīng)用程序，站在歷史上的卡斯奇納大街（Via Cascina）和帕加尼卡大街（Via Paganica）上，實(shí)時(shí)查看16、19世紀(jì)的廣場(chǎng)景象。

2. 圣薩爾瓦多醫(yī)院

   • 背景：圣薩爾瓦多醫(yī)院位于拉奎拉市中心，經(jīng)歷了多次改建和擴(kuò)建。20世紀(jì)初，該地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)和綠地分布發(fā)生了顯著變化。
   • 虛擬重建：研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了20世紀(jì)圣薩爾瓦多醫(yī)院的3D模型，展示了1931-1934年間的建筑配置。用戶可以通過AR應(yīng)用程序，查看醫(yī)院在不同歷史時(shí)期的面貌，了解其變遷過程。

用戶體驗(yàn)與評(píng)估

為了評(píng)估AR應(yīng)用的效果，研究團(tuán)隊(duì)邀請(qǐng)了20歲左右的年輕人體驗(yàn)該應(yīng)用程序，并完成了詳細(xì)的調(diào)查問卷。問卷分為四個(gè)部分：

1. 基礎(chǔ)調(diào)查：了解用戶對(duì)數(shù)字遺產(chǎn)主題的已有了解和相關(guān)體驗(yàn)。
2. AR和VR體驗(yàn)：評(píng)估用戶使用AR和VR的具體體驗(yàn)。
3. 可視化內(nèi)容：探討用戶對(duì)可視化內(nèi)容的關(guān)注程度和文化儲(chǔ)備。
4. 結(jié)論性問題：收集用戶的總體反饋和建議。

調(diào)查結(jié)果顯示，盡管用戶對(duì)技術(shù)并不十分熟悉，但他們對(duì)社交媒體和數(shù)字環(huán)境非常適應(yīng)?；旌犀F(xiàn)實(shí)的觀看方式引起了用戶的濃厚興趣，特別是在與可視化內(nèi)容相關(guān)的控制性問題上，證明了AR技術(shù)在凸顯建筑遺產(chǎn)方面的有效性。未來，項(xiàng)目計(jì)劃用更多的多媒體內(nèi)容豐富可視化，并邀請(qǐng)不同年齡和文化背景的人群參與測(cè)試。

建筑與城市遺產(chǎn)

遺產(chǎn)的概念與定義

《巴拉憲章》

《巴拉憲章》（The Burra Charter）是澳大利亞遺產(chǎn)委員會(huì)制定的一份重要文件，它基于“遺產(chǎn)”的概念，界定了“地方”（place）的概念。《憲章》指出，地方是指一個(gè)從地理上界定的區(qū)域，可以包括元素、物體、空間和景觀。地方可能具有有形和無形的兩個(gè)維度，文化意義體現(xiàn)在地方本身及其結(jié)構(gòu)、環(huán)境、使用、關(guān)聯(lián)、意義、記錄、相關(guān)的地方和相關(guān)的物體中。一個(gè)地方對(duì)不同的個(gè)人或群體可能有一系列的價(jià)值，人的責(zé)任在其中非常重要。

《世界遺產(chǎn)文化景觀》

聯(lián)合國教科文組織的《世界遺產(chǎn)文化景觀》指出，非物質(zhì)文化遺產(chǎn)是傳統(tǒng)的，同時(shí)也是活態(tài)的。它不斷地被重新創(chuàng)造，并主要通過口頭傳播。在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)領(lǐng)域，很難使用原真性（authenticity）一詞，一些專家建議不要在活態(tài)遺產(chǎn)（living heritage）方面使用該詞。數(shù)字遺產(chǎn)已經(jīng)變得舉足輕重，它根據(jù)遺產(chǎn)“實(shí)體數(shù)字化”（phygital）的發(fā)展路線，不僅與無形領(lǐng)域相結(jié)合，還與有形領(lǐng)域結(jié)合起來。

案例分析：塞萊斯蒂尼亞寬恕慶典

“塞萊斯蒂尼亞寬恕慶典”（Perdonanza Celestiniana）是一個(gè)典型的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)案例。這項(xiàng)儀式和慶?；顒?dòng)自1294年以來不間斷地流傳至今，為整個(gè)社區(qū)和拉奎拉市的轄區(qū)提供了連續(xù)感和文化認(rèn)同。這些儀式和慶祝活動(dòng)離不開實(shí)體及其環(huán)境背景，這一點(diǎn)在穿越城市街道的游行隊(duì)伍和在五月山圣母大教堂舉行的儀式中得到充分體現(xiàn)。只有在這座還留存著制定該儀式的教皇塞萊斯廷五世墳?zāi)沟慕烫美?，這些儀式才能得以實(shí)現(xiàn)。有形層面與無形層面是不可分割的。

建筑遺產(chǎn)的可視化戰(zhàn)略

3D建模與可視化

在建筑遺產(chǎn)領(lǐng)域，圖像的生成源自復(fù)雜的信息系統(tǒng)的可視化，其中許多系統(tǒng)是空間形態(tài)的（3D模型）。隨著3D數(shù)字建模技術(shù)的普及，考古學(xué)者率先體驗(yàn)了用虛擬來展示考古發(fā)現(xiàn)和重建不再存在的配置。這些嘗試引發(fā)了人們對(duì)基于計(jì)算機(jī)的可視化應(yīng)用潛力的思考。

《倫敦憲章》與《塞維利亞準(zhǔn)則》

《倫敦憲章：關(guān)于基于計(jì)算機(jī)的文化遺產(chǎn)可視化》（The London Charter）和《關(guān)于國際虛擬考古的塞維利亞準(zhǔn)則》（Principles of Seville）是兩個(gè)重要的指導(dǎo)文件。《倫敦憲章》具有普遍和跨學(xué)科的價(jià)值，旨在為文化遺產(chǎn)研究與交流中使用的基于計(jì)算機(jī)的可視化方法和成果建立準(zhǔn)則?！度S利亞準(zhǔn)則》提出了考古學(xué)的指導(dǎo)方針，特別強(qiáng)調(diào)“透明性”原則，即所有基于計(jì)算機(jī)的可視化必須是透明的，可以由其他研究人員或?qū)I(yè)人員進(jìn)行檢驗(yàn)。

建筑遺產(chǎn)模型的創(chuàng)建

建筑遺產(chǎn)模型植根于建筑調(diào)查，是一個(gè)對(duì)知識(shí)進(jìn)行歷史批判性處理的過程。創(chuàng)建這些模型需要對(duì)建筑文物的特點(diǎn)、歷史及建筑價(jià)值進(jìn)行解釋?？脊艑W(xué)領(lǐng)域和建筑學(xué)領(lǐng)域在方法論、具體關(guān)注點(diǎn)、表現(xiàn)策略、所表現(xiàn)的遺產(chǎn)特征以及文獻(xiàn)資料等方面存在諸多不同。然而，兩者都依賴于歷史批判性研究，通過3D建模技術(shù)將離散的二維表述轉(zhuǎn)化為三維連續(xù)體。

兩個(gè)案例分析

案例一：圣巴西利奧廣場(chǎng)

歷史背景

20世紀(jì)之前，圣巴西利奧廣場(chǎng)和圣阿涅塞（St. Agnese）兩座修道院構(gòu)成了一個(gè)大的開放性空間。該地區(qū)通過從卡斯奇納大街（Via Cascina）和帕加尼卡大街（Via Paganica）延伸出的小道與歷史中心相連。1703年地震后，兩座修道院的配置被更新，圣彼得和尼科洛·德拉·根卡（St. Pietro e Nicolò della Genca）小教堂被拆除。《拿破侖法典》的實(shí)施和意大利王國的統(tǒng)一進(jìn)一步改變了這些建筑的用途。

虛擬重建

研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)歷史地圖、文本和圖像資料的深入研究，創(chuàng)建了17世紀(jì)圣巴西利奧廣場(chǎng)的3D模型。用戶可以通過AR應(yīng)用程序，站在歷史上的卡斯奇納大街（Via Cascina）和帕加尼卡大街（Via Paganica）上，實(shí)時(shí)查看16、19世紀(jì)的廣場(chǎng)景象。此外，還對(duì)不再存在的或已經(jīng)被改造的建筑物進(jìn)行了可視化，如前醫(yī)院的配置（16、18、19世紀(jì)）。

案例二：五月山圣母堂

歷史背景

五月山圣母堂是“塞萊斯蒂尼亞寬恕慶典”儀式中的關(guān)鍵建筑，其配置基本保持中世紀(jì)的風(fēng)貌。20世紀(jì)70年代初，為了將教堂恢復(fù)到一個(gè)假設(shè)的中世紀(jì)外觀，修復(fù)過程中拆除了原本的巴洛克結(jié)構(gòu)?；趯?duì)當(dāng)前教堂的數(shù)字調(diào)查，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)巴洛克結(jié)構(gòu)主殿的3D模型。

虛擬重建

用戶可以通過AR應(yīng)用程序，動(dòng)態(tài)地、實(shí)時(shí)地查看與移動(dòng)設(shè)備所拍攝的內(nèi)容相關(guān)的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)圣母堂的可視化和評(píng)價(jià)，以講述它的歷史。未來的研究路線將涉及用戶對(duì)這些觀看效果的評(píng)價(jià)，邀請(qǐng)不同年齡層和文化背景的人群參與體驗(yàn)并回答調(diào)查問卷，以評(píng)估這種通過AR應(yīng)用講述歷史的方法的有效性。

總結(jié)

構(gòu)建智慧城市的傳統(tǒng)路徑側(cè)重于基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在發(fā)展到了文化層面，而“智慧城市”的概念正在向“智慧場(chǎng)所”轉(zhuǎn)變。從操作上來說，“智慧/智能”要求將“對(duì)象物”與傳感器統(tǒng)合，以信息豐富它們，使它們能夠與環(huán)境和人實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。尤其是混合現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，允許在建筑物和周圍環(huán)境中添加多媒體信息，從而在完全尊重藝術(shù)作品的歷史物質(zhì)性的前提下支持更先進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展。

拉奎拉大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過INCIPICT項(xiàng)目，利用移動(dòng)AR技術(shù)對(duì)歷史城市建筑遺產(chǎn)和城市空間進(jìn)行虛擬重建，旨在“增強(qiáng)”拉奎拉的文化、建筑和城市遺產(chǎn)。該應(yīng)用可實(shí)施于城區(qū)和特定的室內(nèi)空間，通過實(shí)時(shí)疊加其歷史形態(tài)的3D虛擬重建，來講述古跡遺址和場(chǎng)所的歷史。其必要的條件是建筑歷史配置的3D科學(xué)模型，必須依據(jù)對(duì)現(xiàn)狀的調(diào)查和歷史文獻(xiàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格建構(gòu)?？傮w目標(biāo)是為歷史中心區(qū)域配置一座“數(shù)字博物館”，城市本身被設(shè)置為一個(gè)博物館，人們可以通過穿行其空間和參觀建筑而自由獲得信息。

我們相信，建筑在時(shí)間的推移中經(jīng)歷了不斷被改變和分層，是導(dǎo)致其當(dāng)前形態(tài)和帶來當(dāng)下文化的那些思想的見證。它們體現(xiàn)了自身有形的價(jià)值，同時(shí)也是無形價(jià)值的一面鏡子。在建筑遺產(chǎn)領(lǐng)域，特別是在建筑和城市領(lǐng)域，隨著時(shí)間推移所發(fā)生的變化可以通過3D模型來展示，這些模型需要基于科學(xué)的研究與建模過程來創(chuàng)建。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)的可視化提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，可以在智能設(shè)備屏幕上顯示建筑物經(jīng)歷的改造并疊加在當(dāng)前視野上，與現(xiàn)存文物產(chǎn)生關(guān)系，以突出其歷史。移動(dòng)AR讓每個(gè)人都有機(jī)會(huì)與建筑文物進(jìn)行全景式的實(shí)時(shí)互動(dòng)。此外，移動(dòng)AR技術(shù)允許在沒有任何物理互動(dòng)的情況下實(shí)現(xiàn)信息的可視化，例如不需要插入傳感器，甚至連帶二維碼的表格或說明都不需要，也就是不使用任何額外物質(zhì)系統(tǒng)，從而促進(jìn)對(duì)建筑遺產(chǎn)本身的尊重。外墻或建筑空間是建筑3D模型圖像直接疊加的目標(biāo)，這就支持了對(duì)歷史建筑的解釋。通過這種方式，信息和通信技術(shù)可以支持智能遺產(chǎn)發(fā)展的新進(jìn)程，也可以支持遺產(chǎn)的智能解釋和展示。