圖①：觀眾在河南省洛陽市科技館體驗非遺皮影科技展品。 　　黃政偉攝(影像中國) 　　圖②：游客使用虛擬現實設備體驗“智慧應縣木塔”應用。 　　聯想集團供圖 　　圖③：“梅蘭芳孿生數字人”影像(左)與梅蘭芳原始照片(右)對比。 　　北京理工大學供圖

今年3月，習近平總書記在湖南考察時強調：“探索文化和科技融合的有效機制，加快發(fā)展新型文化業(yè)態(tài)，形成更多新的文化產業(yè)增長點。”

文化繁榮需要科技支撐。文化與科技深度融合，既能提升文化產品的科技含量，使文化產品更具創(chuàng)新力、吸引力，又能催生新業(yè)態(tài)、新產業(yè)、新場景，為文化產業(yè)發(fā)展提供新動能。近年來，我國文化產業(yè)在科技的助力下迎來了新的發(fā)展機遇。“科技賦能、文化出圈”，不僅豐富了人們的精神生活，也深刻改變著文化的生產、傳播和消費方式，推動文化產業(yè)高質量發(fā)展。

——編  者

考古工作用上更多新技術

本報記者  劉詩瑤

智能展柜自帶“恒溫恒濕”，為文物構建適宜存儲的展示環(huán)境;安防態(tài)勢感知平臺監(jiān)測游客密度、安防風險……近年來，科技創(chuàng)新全面賦能考古工作，計算機視覺、人工智能等技術為考古增添了更多“科技范兒”。

深埋地下2000多年，剛出土的秦始皇陵兵馬俑基本都色彩完好。但由于獨特的上色工藝，彩俑極易受到溫濕度等環(huán)境因素的迅速變化影響，出現褪色、失色等情況。

想讓兵馬俑更好“留色”，關鍵在于最大限度地降低文物發(fā)掘、轉運、修復、存儲等過程中的環(huán)境影響。

“我們?yōu)榍厥蓟柿瓯R俑二號坑設計新建的考古發(fā)掘與應急保護系統，能為兵馬俑提供從發(fā)掘到進入庫房的全流程閉環(huán)保護，最大程度留住兵馬俑的‘本色’。”中國電科集團所屬電科芯片相關項目負責人介紹，他們研發(fā)了包含發(fā)掘艙和實驗艙的智能系統。其中，考古發(fā)掘艙能對彩俑發(fā)掘區(qū)域進行全流程、全區(qū)域覆蓋，可隨甬道移動，能拆卸拼裝多次使用。彩俑出土后，即可得到及時的全方位保護，支持考古專家直接在現場進行簡單的緊急修復、應急保護工作，減少褪色、失色等損傷。

“這套系統還包含了環(huán)境控制模塊、照明模塊、科學儀器搭載平臺等，具備文物發(fā)掘、文物保護、信息采集、文物轉運等多重功能。”專家表示，有了這些“黑科技”，發(fā)掘過程中人、土壤、文物能安全有效地在艙內轉移與運送，完善優(yōu)化了文物發(fā)掘、應急保護的工作流程。

文物拼接一直是考古工作的難點。近年來，科研人員探索運用數字化和人機協同智能技術，在不干預文物實體的前提下，輔助文物模擬拼接，為更精準高效的實體修復提供可靠建議。

三星堆博物館是這項技術的試點之一。2023年，三星堆遺址祭祀區(qū)8號坑出土的大型立人青銅神獸，與此前3號坑出土的頂尊跪坐銅人像成功“跨坑合體”，再度組合成為一體的大型青銅藝術品。此前，由于兩件珍貴文物本體極其脆弱且通高超2米，如貿然進行拼對實驗，有可能對文物造成不可逆的損傷。

為此，四川省文物考古研究院與騰訊數字文化實驗室、騰訊平臺與內容事業(yè)群應用研究中心組成聯合團隊，對兩件文物的三維模型進行人工智能計算分析，提取神獸與人像接觸面的幾何特征信息，計算特征相似性得到拼接的匹配度數據指標，并進行整體受力分析，判斷拼接組合的平衡性。通過進一步量化數據，技術團隊驗證了兩件器物的“合體”拼接可行性與合理的拼接方式。

技術團隊還發(fā)揮智能計算優(yōu)勢，輔助文物考古專家進行文物病害分析。根據文物的三維模型，他們利用人工智能算法，便捷測量并計算分析文物的裂縫長度、各橫截面幾何半徑數據、不同拼接位置的匹配度、整體姿態(tài)和受力情況等，為專家進行文物劣化病害分析與文物保護修復提供了量化的支撐依據。

傳統文化實現“數字化”

本報記者  吳月輝

“親愛的觀眾朋友們，距離我上次登臺，已經60多年。沒想到在這里，我們重逢了……”伴著悠揚的京胡琴聲，一個青年“梅蘭芳”走向舞臺中央，向觀眾娓娓訴說。

這一幕場景發(fā)生在北京理工大學虛擬化身實驗室。借助高逼真實時數字人技術，科研人員成功再現京劇大師梅蘭芳青年時的風采。

這是全國首個高精度京劇數字人——“梅蘭芳孿生數字人”，由北京理工大學教授翁冬冬團隊與中央戲劇學院團隊合作打造。“讓京劇大師在舞臺上復現，能更好地調動觀眾對京劇藝術的好奇心，讓文化跨越時空、發(fā)揚光大。”翁冬冬說。

如何通過語速、唱腔，乃至其風姿、神韻等的再現“還原”梅蘭芳?

“我們通過構建三維人物數字資產，串聯起各類相關文化數據，比如有形的服飾、文玩，非物質的戲劇表情、動作、戲裝制作工藝等。”在翁冬冬看來，這不僅是技術創(chuàng)新，更是藝術創(chuàng)造。

用數字化手段準確捕捉、復現梅蘭芳先生的表演，翁冬冬團隊遇到了不少技術難題。通過深度學習算法與多模態(tài)數據分析，他們不僅成功“重建”了人物外觀，還模擬出微妙的表情與精細的動作，讓“梅蘭芳孿生數字人”在虛擬舞臺上完美呈現傳統藝術的魅力。

“梅蘭芳孿生數字人”不僅僅是視覺上的復制，更是情感和精神的傳遞。為了使數字人在表演中展現出京劇藝術的精致與精粹，團隊對梅蘭芳的經典表演進行了深入研究，并結合現代數字技術，對模型、骨像等進行了精細的補充完善。翁冬冬說：“數字人技術為傳統文化的傳承提供新的途徑，更是構建現代社會文化交流的重要方式。”

“梅蘭芳孿生數字人”項目只是現代科技和傳統文化完美融合的一個縮影。近年來，借助現代科技手段，越來越多傳統文化于光影中“活”起來、在大眾中“火”起來。

在成都鳳凰數字藝術中心，“畫游千里江山——故宮沉浸藝術展”以北宋畫家王希孟《千里江山圖》為藍本，運用全息投影、即時交互等技術，將靜止的畫作轉化為動態(tài)數字長卷，營造出“人在畫中游”的神奇效果;在湖南美術館，齊白石的《萬竹山居圖》從二維平面幻化為三維空間，木橋、竹林等實景與用數字技術呈現的飛鳥、溪水融為一體……觀眾可以通過虛擬現實技術，切身感受齊白石筆下的山居美景。

業(yè)內人士認為，扎根傳統文化沃土，借助數字化“翅膀”，運用現代科技創(chuàng)新藝術語言，讓文化藝術資源“上線入云”“刷屏出圈”，既可以增強高品質數字文化產品供給能力，也為中華優(yōu)秀傳統文化創(chuàng)造性轉化、創(chuàng)新性發(fā)展提供新路徑。與此同時，在這一過程中，要平衡好藝術與技術、內容與形式的關系，尊重藝術創(chuàng)作和傳播規(guī)律，讓技術放大藝術之美、彰顯文化之魂。

人工智能保護古建筑

本報記者  谷業(yè)凱

今年4月，由聯想集團與清華大學建筑學院共同開發(fā)的“智慧應縣木塔”方案出爐。這是一款基于人工智能和空間計算技術研發(fā)的拓展現實應用，通過在數字世界中構建“木塔孿生體”，逐層還原了木塔的完整構造與細節(jié)，并將木塔的歷史濃縮其中，讓應縣木塔在數字世界中得以復現。

作為世界上現存最古老、最高的木構樓閣式建筑，應縣木塔憑借獨特的設計、結構與施工，屹立近千年而不倒，成為舉世聞名的中國古建筑文化遺產。同時，由于歷史上地震、天氣、戰(zhàn)爭等因素帶來的損傷逐漸累積，保護應縣木塔的任務日益緊迫。2023年2月起，聯想集團與清華大學建筑學院啟動了“智慧應縣木塔”項目，以新一代信息技術賦能古建筑保護。

清華大學建筑學院開展了木塔內部木質結構的建模工作，并通過結構參數研究打造木塔參數數據庫。同時，他們將研究成果轉化為木塔的展示和科普內容，創(chuàng)作虛擬體驗的腳本。聯想集團則結合人工智能、神經輻射場以及拓展現實技術，為還原木塔完整構造與細節(jié)提供技術支持。聯想集團副總裁毛世杰說，項目研發(fā)過程中，研究團隊累計運用基礎素材超過1500萬面片，完成編程接近6萬行，手動渲染模型達4.2G。

毛世杰介紹：“第一階段，我們啟用無人機設備和360度相機等采集設備，環(huán)繞木塔進行全景式掃描拍攝，完成木塔內外數千張圖像數據的采集;第二階段，我們利用人工智能技術分析和處理基礎素材數據，并通過深度學習和神經網絡訓練對三維空間信息的智能感知和理解，構建出高度仿真的三維場景;第三階段，我們利用拓展現實技術，將生成的三維模型與真實世界或虛擬世界進行無縫連接，通過碎片化信息的整合和重構，實現三維模型在不同場景下的靈活應用和交互。”

最終，“智慧應縣木塔”體驗應用還原復刻木塔一至五層五大探索場景，實現了模擬登塔、藝術還原、古今融合等突破。在景區(qū)已暫停登塔參觀的情況下，游客可通過虛擬現實設備模擬登塔，了解應縣木塔的歷史。

此外，“智慧應縣木塔”項目還建立起可視化數字信息檔案，為今后木塔保護工作提供支持。未來，人工智能、增強現實等技術有望應用到古建筑現場勘察中。

清華大學建筑學院建筑歷史與文物建筑保護研究所所長劉暢長期致力于應縣木塔保護工作。他說：“應縣木塔保護是一項系統工程。不但要看到外貌，還要看到內部的‘骨骼’，甚至內部‘神經’‘肌肉’的分布。大量數據的采集和應用，不僅能夠構建生成式人工智能應用，還能在不同數據之間搭建橋梁。”

“對古建筑來說，涉及結構保護、材料保護，還包括彩塑、壁畫等文化信息的保護。要用到測繪、探查、結構加固、材料加固等各種技術。”山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院副院長王小龍認為，技術手段應該為文化遺產保護服務，未來希望通過更加精細化的測繪技術，提取更多的應縣木塔未知信息，包括它的原始設計、不同階段的變化、木材的腐朽情況等，為后續(xù)的保護提供更有力的支撐。

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