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摘要:長城是中華文明的厚重載體，更是享譽(yù)全球的世界文化遺產(chǎn)。如何利用現(xiàn)代新技術(shù)讓更多人更全面更深入地了解長城、認(rèn)識長城、感受長城，是長城保護(hù)與宣傳的重要內(nèi)容。本文提出了一種利用地理信息、互聯(lián)網(wǎng)、全景攝影、多媒體和虛擬場景等多種技術(shù)，綜合展示長城文化遺產(chǎn)、歷史遺跡、環(huán)境景觀和文化價值等的展示方案，為觀眾提供沉浸式的體驗(yàn)，推進(jìn)長城文化宣傳和展示，為長城資源旅游推介、價值探索、保護(hù)利用探討新的模式。

關(guān)鍵詞:全景攝影;長城旅游;文化展示;虛擬環(huán)境;展示設(shè)計

長城是中華民族的藝術(shù)瑰寶，是中國文化的厚重載體，是中華民族凝聚力和創(chuàng)造力的重要資源［1］。長城作為我國的名片，更是享譽(yù)全球，在1987年12月被列入《世界遺產(chǎn)名錄》，成為世界遺產(chǎn)，也引起了全球關(guān)注和保護(hù)。長城分布于北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、河南、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆15個省(市、自治區(qū))的403個區(qū)縣［2］，根據(jù)文物和測繪地理信息部門的全國性長城資源調(diào)查結(jié)果，明長城總長度為8851．8km，秦漢及早期長城超過1萬km，總長超過2．1萬km［3］。長城是典型的線狀文化遺產(chǎn)，文化遺產(chǎn)類型多樣、要素豐富，也是世界上延續(xù)時間最長、分布范圍最廣、軍防體系最復(fù)雜、規(guī)模最龐大和影響最深遠(yuǎn)的文化遺產(chǎn)類型［4］。互聯(lián)網(wǎng)成為今天世界認(rèn)識長城的重要途徑。為此，有必要研究虛擬環(huán)境下長城可展示內(nèi)容、展示方式及其技術(shù)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計建立長城綜合展示系統(tǒng)平臺，全方位、多角度展示大范圍、多類型的長城文化和信息資源，將長城物質(zhì)遺產(chǎn)及其文化意義完美融合并呈現(xiàn)給公眾，真正喚醒公眾意識，吸引公眾參與，引發(fā)公眾強(qiáng)烈的精神共鳴［5］，提高公眾認(rèn)知和理解，促進(jìn)探索挖掘長城歷史價值、文化內(nèi)涵和作用［6］，更好地為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展服務(wù)。本文在對長城文化深入分析的基礎(chǔ)上，研究長城可展示內(nèi)容，并結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、地理信息、多媒體、虛擬場景等科技手段，提出相應(yīng)的虛擬環(huán)境下長城文化綜合展示設(shè)計方案:以航天航空衛(wèi)星影像、實(shí)地360°動態(tài)和靜態(tài)影像為載體，植入長城文化信息、典籍信息和旅游信息等，全面記錄與展現(xiàn)長城文化景觀信息和特征，多維度、多時空、多視角的文化景觀信息以圖片、文字、音頻、視頻等多媒體綜合呈現(xiàn)，并輔以時間概念和空間感受，通過互聯(lián)網(wǎng)向社會各界提供沉浸式體驗(yàn)，推進(jìn)長城文化宣傳和展示，為長城資源旅游推介、價值探索、保護(hù)利用提供新的模式。

1長城文化展示內(nèi)容

長城的修建始于春秋戰(zhàn)國時期，終于明朝末期，其間歷經(jīng)春秋、戰(zhàn)國、秦、漢、隋、唐、遼、金及明等10余個朝代，距今已有兩千多年［7］，悠久的歷史賦予了長城豐富的文化內(nèi)涵。在當(dāng)前新時代的發(fā)展需求下，長城更是作為主體連接了沿線區(qū)域的文化、生態(tài)和資源等，形成了以長城沿線所在區(qū)域?yàn)橹鳎灾車匀画h(huán)境、鄉(xiāng)村聚落、區(qū)域經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、社會形態(tài)合理分工等為補(bǔ)充的有序組織的綜合體［8］。創(chuàng)新性地展示長城文化，包括長城遺產(chǎn)、歷史遺跡遺存、環(huán)境景觀(自然、生態(tài)、資源等)和文化價值，進(jìn)而促進(jìn)構(gòu)建整體、互相尊重、合理利用和持續(xù)發(fā)展的文化生態(tài)環(huán)境，推動長城所在區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，以全新的視野探索長城保護(hù)和發(fā)展的路徑。

1．1長城遺產(chǎn)

長城遺產(chǎn)要素類型多、數(shù)量大、分布廣，它并不只是一道單獨(dú)的城墻，主要是由長城本體(即長城墻體及敵臺、馬面等)和附屬設(shè)施(包括關(guān)堡、烽火臺、壕溝、擋馬墻等)組成的規(guī)模龐大的軍事防御工程體系，這一防御工程體系由各級軍事指揮系統(tǒng)層層指揮、節(jié)節(jié)控制［10］。主要要素包括長城墻體、壕塹/界壕、單體建筑、關(guān)堡、相關(guān)設(shè)施等。在國家文物局組織開展的明長城資源調(diào)查中，有現(xiàn)存敵臺7062座，馬面3357座，烽火臺5723座，關(guān)堡1176座，相關(guān)遺存1026處;共測得明長城總坡面長度為8851．8km，包括人工墻體6259．6km，天然段2232．5km，壕塹359．7km。其中，人工墻體又可進(jìn)一步分為石墻1828．8km、土墻3411．3km、磚墻249．6km、山險墻197．5km及其他572．4km。就保存狀況而言，明長城人工墻體保存較好的僅為513．56km，保存一般的為1104．4km，保存較差和差的分別為1494．7和1185．4km，消失的則達(dá)1961．6km［11］。(1)長城墻體:分為土墻、石墻、磚墻、木障墻、山險墻、山險、河險、其他墻體8種類型，是長城的主要建筑工程。(2)壕塹/界壕:多指在不易筑墻的地方，挖有深廣各若干丈的深溝，并將所挖取之土堆于溝的一側(cè)，其防御作用同修筑墻體是一致的。(3)單體建筑:分為敵臺、馬面、水關(guān)(門)、鋪房、烽火臺5種類型。其中，敵臺為高出城墻的高臺，可駐兵和儲存武器彈藥;馬面是凸出城墻外側(cè)的臺子，可對登城敵人進(jìn)行側(cè)面攻擊;水關(guān)為墻體上開設(shè)的排水設(shè)施;鋪房是供士兵休息的建筑物;烽火臺又稱烽燧，古時用于點(diǎn)燃煙火傳遞重要消息的高臺，系古代重要軍事防御設(shè)施，是為防止敵人入侵而建的，遇有敵情發(fā)生，則白天施煙，夜間點(diǎn)火，臺臺相連，傳遞消息。(4)關(guān)堡:“關(guān)”是指筑有城、圍的屯兵地，一般依托于墻體;“堡”是指筑有城、圍的屯兵、居住地，與墻體不發(fā)生直接關(guān)聯(lián)。(5)其他相關(guān)設(shè)施:包括擋馬墻、品字窖、壕溝等。長城遺產(chǎn)是長城文化的價值載體，承載著長城的歷史變遷和文化內(nèi)涵，也作為中心連接著長城沿線的歷史遺跡遺存和環(huán)境景觀，帶動了經(jīng)濟(jì)、社會和文化的傳承與發(fā)展，是長城文化展示的主體。圖1為幾種典型的長城遺產(chǎn)。

1．2歷史遺跡遺存

長城周邊歷史遺跡遺存資源主要指的是不可移動文物，是在歷史發(fā)展過程中遺留下來的具體遺產(chǎn)或遺址，涵蓋了從政治到軍事，從生產(chǎn)到生活，從社會到教育等多方面內(nèi)容，以實(shí)物的形式彌補(bǔ)了歷史文字記載的不足之處，更體現(xiàn)了長城及其周邊地區(qū)在歷史長河中慢慢形成的豐富內(nèi)容，或多或少與長城存在某些聯(lián)系并受其影響而形成，是長城文化展示的重要內(nèi)容之一。歷史遺跡遺存有古文化遺址、古墓葬、古建筑、石窟石刻等，圖2為古文化遺址和古建筑示例。

1．3環(huán)境景觀

環(huán)境景觀是與長城遺產(chǎn)在空間上或功能上相互連通的自然生態(tài)景觀、道路、城鎮(zhèn)等。它們雖然不是長城遺產(chǎn)的價值載體，但卻在功能、位置、景觀等方面與長城具有密切聯(lián)系，從而以多種方式影響著長城遺產(chǎn)的保存和延續(xù)。以北京長城沿線的自然生態(tài)景觀為例，依據(jù)《北京市綠地系統(tǒng)規(guī)劃》和有關(guān)部門網(wǎng)站查閱，北京長城所在的北部六區(qū)內(nèi)分布有大量的自然生態(tài)景觀資源，這些同時也是北京地區(qū)重要的綠色生態(tài)保障，共有17處省級以上風(fēng)景名勝區(qū)、19處縣市級以上自然保護(hù)區(qū)、18處省級以上森林公園，以及多條水系及其形成的濕地和水庫［12］。以北京地區(qū)市郊鐵路網(wǎng)為例，綜合交錯，與長城文化旅游密切相關(guān)。圖3為2020年北京市鐵路網(wǎng)規(guī)劃方案。

1．4文化價值

(1)地域民俗文化。地域民俗文化是指地區(qū)內(nèi)民間文化和民俗生活積累形成的各種物質(zhì)上、精神上和制度上的傳統(tǒng)習(xí)俗。民俗文化的形成與發(fā)展深受長城周邊民族文化交流的影響，先民們在日常生活和文化交流中逐漸學(xué)習(xí)、發(fā)展進(jìn)而創(chuàng)造而來，后人在此基礎(chǔ)上繼承了這些優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化并發(fā)揚(yáng)光大，這些都體現(xiàn)了長城周邊地區(qū)人們的生產(chǎn)生活方式與長城文化有著密切聯(lián)系。民俗文化有非物質(zhì)文化遺產(chǎn)、傳統(tǒng)古村落、民俗旅游村和其他特色民俗文化等。圖4為北京北部六區(qū)市級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)及市級民俗旅游村分布。(2)典籍信息。長城歷史演變、發(fā)展過程中的各類文獻(xiàn)，包括古書、圖冊(集)和傳記等，記載了長城的發(fā)展變遷、作者的所思所感。(3)旅游信息。旅游信息包括開放的景區(qū)介紹、景區(qū)特色、導(dǎo)覽信息、交通餐飲、路線規(guī)劃、展示活動等，為游客提供全面的旅游參考信息。

1．5法律法規(guī)

國家歷來高度重視長城保護(hù)，逐步建立“國家級—重點(diǎn)區(qū)域級—地市級”三位一體長城區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制［1］，同時建立了多項(xiàng)法律法規(guī)，包括《中華人民共和國文物保護(hù)法》《長城保護(hù)條例》《長城執(zhí)法巡查辦法》《長城保護(hù)員管理辦法》《長城“四有”工作指導(dǎo)意見》，以督促落實(shí)長城保護(hù)地方政府責(zé)任，完善長城保護(hù)基礎(chǔ)工作，建立長城監(jiān)管與執(zhí)法常態(tài)化機(jī)制，切實(shí)提升長城保護(hù)管理水平。

2長城文化展示方案

2．1文化價值

綜合采用互聯(lián)網(wǎng)、地理信息、多媒體、虛擬場景等科技手段，設(shè)計虛擬環(huán)境下的長城文化綜合展示方案，對長城文化進(jìn)行全方位、多視角地展示。其中，長城展示以航天航空衛(wèi)星影像、實(shí)地360°動態(tài)和靜態(tài)影像為載體，以展示長城全貌、環(huán)境景觀和歷史遺跡遺存等;同時植入長城文化信息、典籍信息和旅游信息等，全面記錄與展現(xiàn)長城文化景觀信息和特征，將長城文化景觀信息以圖片、文字、音頻、視頻等多媒體綜合呈現(xiàn)，并輔以時間概念和空間感受，通過互聯(lián)網(wǎng)向社會各界提供沉浸式體驗(yàn)，人們可以通過手機(jī)或計算機(jī)對長城進(jìn)行深度游覽和文化探索。圖5為長城文化展示方案總體設(shè)計。

2．2技術(shù)流程

(1)收集整理長城沿線拍攝時間最近、質(zhì)量最好、最清晰的衛(wèi)星或航拍圖片，并在圖片上疊加長城遺產(chǎn)要素(包括墻體、關(guān)堡、敵臺等)，使長城景觀和長城遺產(chǎn)在同一套空間基準(zhǔn)上，便于觀眾從宏觀上理解長城分布和空間結(jié)構(gòu)。以北京八達(dá)嶺長城和天津黃崖關(guān)為例(如圖6和圖7所示)，在衛(wèi)星影像上能夠清晰地理解長城及其周圍環(huán)境空間格局。(2)通過360°全景攝影技術(shù)，獲取涵蓋長城文化事項(xiàng)或文化信息較多、有代表性的場景或關(guān)注熱點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。選擇晴朗的天氣，利用全景相機(jī)，在每一個拍攝點(diǎn)獲取東、西、南、北4個方向的影像，并對影像數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、勻色和校正處理，形成每一個場景的360°的三維全景影像數(shù)據(jù)，同時采集人文信息，實(shí)地錄取音頻、視頻等，得到與旅游文化相關(guān)的多媒體信息。同時，在360°全景影像上設(shè)置景觀熱點(diǎn)，熱點(diǎn)處鏈接文字介紹、圖片、聲音、視頻等多種展示內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)長城景觀時空形態(tài)和文化概念的融合，使觀眾從視覺、聽覺多方位感受長城文化景觀，增強(qiáng)感官性體驗(yàn)。360°全景影像及熱點(diǎn)示例如圖8所示。(3)基于互聯(lián)網(wǎng)、移動APP技術(shù)，將長城景觀全貌影像、局部區(qū)域360°全景影像和圖片、視頻、聲音、文字等多維度、多角度的內(nèi)容集成融合，以PC端(如圖9、圖10所示)和移動APP端(如圖11、圖12所示)形式綜合展示長城文化景觀，包括基本情況、長城導(dǎo)覽、咨詢要聞、組織結(jié)構(gòu)、長城文化、巡檢巡查、旅游信息、活動展覽等信息，將以上信息呈現(xiàn)給社會各界，實(shí)現(xiàn)在異地空間區(qū)域感受長城文化景觀的沉浸式體驗(yàn)。

3結(jié)語

本文設(shè)計了基于時空一致性的異地文化旅游長城綜合展示平臺，為“實(shí)體空間文化景觀沉浸式體驗(yàn)”提供了應(yīng)用示范，給公眾帶來了異地文化旅游虛擬體驗(yàn)。通過對基于地理信息的文化信息的處理和制作，利用互聯(lián)網(wǎng)、全景攝影、多媒體和虛擬場景等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)長城沿線十多個省份、不同朝代、不同材質(zhì)類型的長城和周邊文化景觀跨時空的綜合展示，可為弘揚(yáng)我國長城的歷史文化提供了展示平臺，也為長城的深度旅游和文化體驗(yàn)提供了新的模式。

作者:李一葦 趙紅蕊 單位:北京海淀外國語實(shí)驗(yàn)學(xué)校 清華大學(xué)3S研究中心