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从春秋战国开始,很多统治者都修建了长城,长城承载了太多的历史。战场士兵埋马,封建帝国定田,外交使节和商务往来此起彼伏。

当烽火硝烟散去,作为伟大象征的长城,不仅仅是山海关和八达岭最熟悉的雄关大道,它更广阔的部分,经过多年的侵蚀,甚至可能因为得不到保护而不复存在。

这些细微而漫长的伤口应该被我们看到。

这不仅关乎专业人士对文物的保护,更关乎我们每一个人。在保护长城的实体和数字行动中,我们都可以借助科技的力量,与长城有更直接、更微妙、更深入的接触。

尊重历史,尊重长城长城始建于春秋战国时期,长城的名称始于秦朝。

公元前215年至公元前213年,秦始皇派蒙恬率领30万人北击匈奴。战争结束后,秦、赵、燕国修建的旧城墙加建相连,“从临洮到辽东绵延一万余里”。

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现存的长城遗迹主要是建于14世纪的明长城,西起嘉峪关,东至虎山长城。

2012年,国家文物局用6年时间完成了对长城资源的认定:我国各个时期的长城资源分布在15个省(自治区、直辖市),各类长城资源遗存共计43721处,墙沟总长超过21000公里。

时间带走了长城的狼烟和驼铃,留下了长久的痕迹。地震和雷击可能危及人们的生命。雨雪风沙慢慢吞没它,建厂修路扩建开发区改造城市的人把它破坏得面目全非。

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▲娘子关。图片来自:摄影师杨东/图Bug创意

2002年前后,中国长城学会的调查结果显示:“长城三分之一基本完好,三分之一残缺,三分之一不复存在。」

2016年《光明日报》报道,明长城6259.6公里的人工城墙,保存完好的不到10%,保存一般的约20%,保存较差的约40%,消失的约30%。明长城尚且如此,其他长城就更不乐观了。

对长城的另一种破坏是过度修复和破坏性修复。好在通过多年的实践,逐渐形成了现代的修复理念。

国家文物局编制的《长城保护维修指导意见》指出:

长城的保护和维修必须遵守不改变文物原状和最小干预的原则。妥善保护长城遗迹的真实性、完整性和古代历史风貌…长城的保护和维修必须保持长城的原有形状和结构,优先使用原材料和原始工艺。

尽量少干预,因地制宜,是一件困难而又必须做的事情。

2016年,腾讯公益基金会携手中国文物保护基金会,与北京大学考古文博研究所、天津大学长城研究团队合作,在5年时间内先后捐赠2500万元支持箭扣、喜峰口长城的修复。

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▲箭扣长城。图片来自新华社

其中,喜峰口西潘家口段长城建于明朝洪武年间。因为修建潘家口水库,潘家口关城和部分长城被淹没在水下。

修理者需要做的是遵循“四原”和“五成”原则:遵守原形、原做法、原材料、原工艺,确保遵循层、坡、弯、龄、残。

一是清理野杂草,既要防止长城的结构稳定性被破坏,又要暴露长城的真实内容,从而有针对性地调整修复方案。

然后,对长城做“微创手术”,尽可能选择古城墙上脱落的砖石,按照最传统的加石灰加水配砂浆的方式进行修补。在局部需要结构加固的位置,选用原工艺制作的青砖。

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▲搬运砖块和石头。图片来自:河北日报

喜峰口西潘家口段长城因为没有陆路连接,工程材料都是汽车运到码头,再用船运到工地,最后人工搬运。每块青砖重25公斤,一个人最多能扛2块,一天最多走12趟。

这一段1005米的长城已经修了4年,2021年10月底主体终于修好了。

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▲喜峰口西潘家口段长城修缮前后对比。

“与其修建长城,不如一个人战斗到死。”守备部队,被强征的平民士兵,被发配充军的俘虏,这些古老的普通劳动人民,用他们的力量和血肉,筑起了巍峨的堡垒。

科学地保护长城并不容易。这也是一条缓慢而艰难的道路。

用云游戏技术再造一个附近的数字长城。“文物的消失是一个历史过程,文物的保护只是让这个过程尽可能的缓慢。」

文化遗产保护不仅需要物理修复,还需要数字保存——在它完全消失之前。

在喜峰口西潘家口段长城修复的同时,腾讯科技公益和游戏团队希望将这一段长城进行高精度的复原,通过数字化手段进行保存。

高精度还原不是把采集的数据搁置起来,与普通人无关。腾讯团队提出了一个更大胆的想法:

将数字长城加载到一个小程序中,我们就可以随时随地在数字长城中自由“走动”,从早到晚不同时间欣赏长城的一砖一石一草一木。

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▲图片来自:腾讯科技公益

听起来像是电子游戏里的场景体验。

负责实现这一系列创意的腾讯IEG CROS团队,综合运用了包括照片扫描建模、实时渲染、PCG生成、云游戏等多项前沿技术。

这也是云游戏技术首次应用于文化遗产数字化保护工程。

但在实际操作中,玩一个游戏比在地面上建一座高楼要困难得多。

长城所在的地形、长城本体、周边植被河流都要实现高精度的场景还原。

简单来说,腾讯CROS团队做的就是先采集本地的物理数据,然后完成建模和贴图,再交给引擎进行渲染。

九层平台从地面开始。在扫描拍摄阶段,腾讯CROS团队的摄影测量技术,采用激光测量、高清图像采集和无人机拍摄记录等。,实现了对喜峰口长城的精确测量,为后续工作奠定了基础。

这里的难点在于长城本身的特殊性。

时代变了,长城经历了多年的侵蚀和地质运动。不完整的坑洞,突兀的弯道,弯曲的台阶,自然沉陷造成的断层,都是其中的一部分。

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▲图片来自:腾讯科技公益

类似于“最小干预”的修复理念,这些细节必须如实还原,但也意味着更大的采集工作量,让本已庞大的扫描拍摄量“雪上加霜”。

最终,CROS团队采集了近5万张高清图像,整个喜峰口环境10亿斑块的精度。这些补丁记录了每一次“不完美”的风风雨雨,形成了长城自竖立起的生命轨迹。

此外,天津大学建筑学院六合建筑工作室提供了4000公里的27万幅缩略图,以及重点路段的高清图像和三维数据。

基于丰富的数据,配合卫星拍摄的地形资源数据库的地形坐标,将更加真实地还原喜峰口长城及周边地形。

有了地形,有了长城本身,山地平原也不缺植被重建。

腾讯CROS团队一口气种了20万棵树,不是随意种的。

在那里也意味着能够欣赏一棵没有死角的树。

这20万棵树,每一棵都是因为视角的变化而被“看见”的,它的光照角度、透光度、叶片粗糙度都不一样。

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▲图片来自:腾讯科技公益

借助当地县志中植物的扫描图片和插图,CROS团队了解了喜峰口长城周围的植物类型和分布规律。

在此基础上,他们定义了植被的大小、比例、密度和依赖性,从而实现不同的植被组合。然后根据峡谷、山峰、悬崖、海岸等不同环境,设定植被的分布区域。最后,他们将植被组合与植被分布区对应起来。

这些复杂而细致的设置,都是由一个自主研发的PCG (Process Content Generation,流程内容生成)工具,通过算法和参数控制完成的。

建模和贴图完成后,就剩下渲染这一步了。

面对十亿面片精度的数字长城,腾讯CROS团队利用游戏引擎完成渲染,实现画面实时渲染,承载和表达海量超高精度模型。

游戏引擎技术可以最小化贴图精度的切换次数,提高整个场景的运行效率。直观的效果是,在参观数字长城的过程中,我们不会感知到明显的跳跃。

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▲图片来自:腾讯科技公益

同时,游戏引擎技术还可以提供完整、动态的全局光照效果,实现从早到晚的光照变化。

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▲图片来自:腾讯科技公益

最后,怎么把这么大的数字长城插到一个小程序里?

在万兆云机房实时渲染后,通过独有的云游戏传输流量控制算法,数字长城的高清画面将被压缩并通过网络传输到手机上,呈现3A级别的观看效果,一只蝴蝶在枯枝上扇动翅膀的瞬间可以清晰看到。

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▲图片来自:腾讯科技公益

所有这些努力实现了每一寸草、每一砖一瓦的修复,为长约1公里的喜峰口长城留下了数字资产。

6月11日,“游长城”小程序正式上线,恰逢中国第17个“文化和自然遗产日”。今年活动的主题是“文物保护:时代共进,人民共享”。

用小程序连接用户,实现数字资产的共享,满足需求,解决问题。

从系统的角度,可以看到立体长城进入“游长城”小程序,开始“爬长城”。长城就在你的脚下,植被环绕,你能听到自己的脚步声。

不时有可以触摸的书籍和望远镜图案向你介绍长城的排水口分布,或者这里的角度最适合观赏。

当你“爬”到4号敌台前面时,你会发现没有出路,但梯子会从窗口降下。

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一旁的语音向导告诉你,“入口之所以设计得很高,是因为一旦敌人进攻长城,敌站内的士兵可以立即收起外面的梯子。」

我们可以直观地感受到,长城从来就不是一堵孤立的墙,而是由大量建筑组成的严密系统。

千里城墙在山野间前行,连接万人的关城无法逼其,而一人守卫的同时,一个白天烧烟,晚上放火的烟墩,两个对应的敌塔在城墙上相救。

明代长城专家张玉坤更全面地指出:

除了军事聚落中的驻军系统,长城还有许多子系统,如烽火信息系统、驿站交通系统、军需系统、互市贸易系统等。它们共同构成了一个庞大而复杂的巨系统,一个融合军事防御与族群的秩序带。

所以,除了数字化还原外观,还有更多长城的路段需要数字化。

在“游长城”小程序中,你拥有双重身份——游客和工匠。

你的工具箱里有长城的专用砖、铲子、瓦刀、锤子和箭头,让你沉浸在修复长城时需要经历的考古清理、砌筑、勾缝、砖墙修补和支撑加固的过程中。

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▲图片来自:腾讯科技公益

不仅如此,“云游长城”小程序和“云游长城Pro”网站包含了跨越10多个朝代、15个省市的长城百科,以及长城防病保护知识。

横向了解长城全线、长城顶部、建筑结构和防御体系,欣赏长城重点地段的风光。

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其中有天津大学建筑学院《明长城防御系统空数据库》支持的《辽东至甘肃明长城防御系统》。

天津大学建筑学院团队对长城的防御体系进行了长达20年的研究。目前已覆盖约5500公里的长城及其烽火台、炮台等附属设施,200万高重叠影像。

在“游长城Pro”的网站上,基于天津大学和腾讯地图的研究数据,可以清晰地看到长城的航拍图像,知道明长城是如何分布的。这是巨系统和秩序带的一种表现。

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从历史的角度,学习历代长城诗词,历代长城大事记,玩有趣的问答,发现你不知道的长城。

比如汉朝的使节出使西域,基本都是沿着秦汉长城的内侧行进,所以丝绸之路和长城有很多重叠的部分;游牧民族大举进攻并不划算,长城上也很少有大规模的战斗。

起源于战争的长城不仅用于防御骚扰,还用于发展生产的农业目的和商旅的商业目的,是巨制和令带的另一种体现。

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有时候,我们可能觉得有必要保护长城,但它离我们很远。长城是历史留给我们的遗产,它应该与我们的生活联系在一起。

所以以数字化、游戏化的形式出现,让我们更加了解一砖一瓦,以及一砖一瓦背后的故事。

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我们在“游长城”小程序上通过各种活动赢取的里程,也可以转化为腾讯的公益“小红花”,再转化为帮助长城保护者的加油礼包,将线上的参与转化为线下有形的公益力量。

这是一个更加立体的长城。

科技为公益,让数字保护更可持续。就像实体产业拥抱数字化转型一样,技术已经成为公益事业的标配,尤其是在文保数字化领域。

“游长城”小程序是腾讯科技公益为长城这一世界级文化遗产补充数字展示和互动平台的一次尝试。

事实上,近年来,科技行业出现了许多“云游”系列。

早在2014年,故宫博物院与腾讯合作推出的《穿越故宫看你》魔幻H5就在朋友圈刷屏。明朝皇帝朱迪成了说唱歌手,他戴着墨镜,自拍,骑马跳舞。朋友圈和QQ也玩得挺好。

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让明带头“做事”,本来是为了宣传下一届腾讯创意大赛的创意。大赛与众多文博机构合作,希望用青年创意和现代科技激活传统文化。这种宣传别出心裁,切中要害。

2020年2月20日,由敦煌研究院、人民日报新媒体、腾讯联合打造的微信小程序“云游敦煌”上线。是首个集敦煌石窟探索、参观、保护艺术功能于一体的小程序。

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▲图片来自:敦煌研究院

除了360度游览洞穴,近距离观赏壁画,研究历史文化和审美内涵,还可以定制线上主题明信片,参与知识问答,与腾讯公益一起为“敦煌数字发起人公益项目”贡献一份力量,共同将敦煌文化传播到下一个千年。

如果把视野放得更广,还有腾讯的“一部手机游云南”项目。一方面,“游云南”app运用了物联网、云计算、大数据、人工智能等技术。为“吃、住、行、购、娱”提供数字化解决方案。

另一方面,腾讯与云南发布“文旅新IP战略合作计划”,打造全国首个省级文旅IP形象“云南云”,以“自由在云南”为精神内核,落地一系列与西南联大、玉龙雪山相关的文旅新项目。

近年来,长城数字化保护工程层出不穷。谷歌艺术文化(Google Arts & Culture)与北京古北水镇合作,推出“见识长城小知识”主题页面,以“360度长城实景”的方式探索司马台长城。

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▲司马台长城冬景。图片来自:谷歌

形式在变,技术在进步,科技行业越来越多的参与到文保数字化中,内容也越来越好。这对文化保护、文化旅游、科普,乃至文化之美所共享的未来,意义不言而喻。

如果未来所有的商业都是数据商业,那么所有的公益都将是技术公益。

“游长城”项目不会止步于现状,还会朝着“技术公益”的方向探索更多的可能性。

首先是能力开放,让每一个文化遗产都有能力制作和保留数字资产。

现在已经实现的是通过“游长城Pro”网站,明代长城防御体系、长城军事建筑知识、高清实拍大图及点云模型(二期将上线)、长城研究文献等。,反映了长城的“巨系统”,将被公之于众。

其次,是去中心化开源共建。“游长城”小程序的知识体系是政府、行业、机构、专家甚至公众共同构建的“长城百科”,不同于以往文物机构的集中内容。

比如《长城疾病常识》等视觉牌,都是以帝都画室的长城画为蓝本。未来,“游长城”还将用于官方学术机构、学术论坛、长城沿线博物馆等研究场景。

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▲图片来自:“云游长城”小程序截图

“长城第一人”罗先生在介绍长城历史时指出:

随着历史和社会的发展,历史上的王朝社会已经成为过去,进入了历史博物馆。与之共兴衰的长城,也完成了自己的历史使命。它把战争变成了友谊,把曾经的战场变成了灿烂的河山,成为了非常重要的、壮丽的历史遗迹。长城改变了原来的功能,凤凰涅槃,雄风再现。

《长城》中有太多的隐喻和意象,从打造铁马,留人思女,到抵御侵略,团结一心。

借助“游长城”这样的工具,每个人都可以近距离看到长城,参与到长城文化的保护和传承中,连接过去和未来,连接社会集体,体会到天地的广阔,对历史保持“温暖和尊重”。

长城不远处。它有着生动的历史和更可持续的未来。

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