今年4月，由聯(lián)想集團(tuán)與清華大學(xué)建筑學(xué)院共同開發(fā)的“智慧應(yīng)縣木塔”方案出爐。這是一款基于人工智能和空間計(jì)算技術(shù)研發(fā)的拓展現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，通過在數(shù)字世界中構(gòu)建“木塔孿生體”，逐層還原了木塔的完整構(gòu)造與細(xì)節(jié)，并將木塔的歷史濃縮其中，讓應(yīng)縣木塔在數(shù)字世界中得以復(fù)現(xiàn)。

　　作為世界上現(xiàn)存最古老、最高的木構(gòu)樓閣式建筑，應(yīng)縣木塔憑借獨(dú)特的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)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(chǎn)。同時(shí)，由于歷史上地震、天氣、戰(zhàn)爭(zhēng)等因素帶來的損傷逐漸累積，保護(hù)應(yīng)縣木塔的任務(wù)日益緊迫。2023年2月起，聯(lián)想集團(tuán)與清華大學(xué)建筑學(xué)院?jiǎn)?dòng)了“智慧應(yīng)縣木塔”項(xiàng)目，以新一代信息技術(shù)賦能古建筑保護(hù)。

　　清華大學(xué)建筑學(xué)院開展了木塔內(nèi)部木質(zhì)結(jié)構(gòu)的建模工作，并通過結(jié)構(gòu)參數(shù)研究打造木塔參數(shù)數(shù)據(jù)庫。同時(shí)，他們將研究成果轉(zhuǎn)化為木塔的展示和科普內(nèi)容，創(chuàng)作虛擬體驗(yàn)的腳本。聯(lián)想集團(tuán)則結(jié)合人工智能、神經(jīng)輻射場(chǎng)以及拓展現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為還原木塔完整構(gòu)造與細(xì)節(jié)提供技術(shù)支持。聯(lián)想集團(tuán)副總裁毛世杰說，項(xiàng)目研發(fā)過程中，研究團(tuán)隊(duì)累計(jì)運(yùn)用基礎(chǔ)素材超過1500萬面片，完成編程接近6萬行，手動(dòng)渲染模型達(dá)4.2G。

　　毛世杰介紹：“第一階段，我們啟用無人機(jī)設(shè)備和360度相機(jī)等采集設(shè)備，環(huán)繞木塔進(jìn)行全景式掃描拍攝，完成木塔內(nèi)外數(shù)千張圖像數(shù)據(jù)的采集；第二階段，我們利用人工智能技術(shù)分析和處理基礎(chǔ)素材數(shù)據(jù)，并通過深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練對(duì)三維空間信息的智能感知和理解，構(gòu)建出高度仿真的三維場(chǎng)景；第三階段，我們利用拓展現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將生成的三維模型與真實(shí)世界或虛擬世界進(jìn)行無縫連接，通過碎片化信息的整合和重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三維模型在不同場(chǎng)景下的靈活應(yīng)用和交互?！?/p>

　　最終，“智慧應(yīng)縣木塔”體驗(yàn)應(yīng)用還原復(fù)刻木塔一至五層五大探索場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了模擬登塔、藝術(shù)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(xiàn)實(shí)設(shè)備模擬登塔，了解應(yīng)縣木塔的歷史。

　　此外，“智慧應(yīng)縣木塔”項(xiàng)目還建立起可視化數(shù)字信息檔案，為今后木塔保護(hù)工作提供支持。未來，人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)有望應(yīng)用到古建筑現(xiàn)場(chǎng)勘察中。

　　清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑歷史與文物建筑保護(hù)研究所所長(zhǎng)劉暢長(zhǎng)期致力于應(yīng)縣木塔保護(hù)工作。他說：“應(yīng)縣木塔保護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。不但要看到外貌，還要看到內(nèi)部的‘骨骼’，甚至內(nèi)部‘神經(jīng)’‘肌肉’的分布。大量數(shù)據(jù)的采集和應(yīng)用，不僅能夠構(gòu)建生成式人工智能應(yīng)用，還能在不同數(shù)據(jù)之間搭建橋梁?！?/p>

　　“對(duì)古建筑來說，涉及結(jié)構(gòu)保護(hù)、材料保護(hù)，還包括彩塑、壁畫等文化信息的保護(hù)。要用到測(cè)繪、探查、結(jié)構(gòu)加固、材料加固等各種技術(shù)?！鄙轿魇」沤ㄖc彩塑壁畫保護(hù)研究院副院長(zhǎng)王小龍認(rèn)為，技術(shù)手段應(yīng)該為文化遺產(chǎn)保護(hù)服務(wù)，未來希望通過更加精細(xì)化的測(cè)繪技術(shù)，提取更多的應(yīng)縣木塔未知信息，包括它的原始設(shè)計(jì)、不同階段的變化、木材的腐朽情況等，為后續(xù)的保護(hù)提供更有力的支撐