新时代新思路—— AR技术视角下传统村落文化传承保护的应用与优势
河北农业大学，河北 ·保定 071000
摘要：随着经济快速发展，一批批传统村落正从人们的视野中消失，部分传统村落遭到了不可逆转的损毁破坏，对传统村落的保护迫在眉睫。目前，AR技术运用在传统村落文化遗产传承保护上还没有很好的应用和实现，但如果将AR技术和传统村落保护结合起来，未来恢复传统村落将不会成为难题。
With the rapid development of economy, a number of traditional villages are disappearing from people’s vision, and some traditional villages have been irreversibly damaged, so the protection of traditional villages is extremely urgent. At present, the application of AR technology in the heritage protection of traditional villages has not been well applied and realized, but if AR technology is combined with the protection of traditional villages, the restoration of traditional villages will not become a problem in the future.
关键词：数字化保护；AR技术；传统村落；文化遗产
digital protection; AR technology; traditional village; cultural heritage
【基金项目】河北农业大学大学生创新创业训练计划资助项目（项目编号2019012）。
1 研究背景
传统村落是指拥有物质形态和非物质形态文化遗产，具有较高的历史、文化、社会价值的村落。随着我国发展进程的深入，更多的传统村落的古建筑群被现代风格建筑替代，传统村落如今正面临着前所未有的人为毁损与自然灾害。在2000年至2018年，国家自然村落由363万个锐减至190万个，18年间减少的170万个自然村中包含着大量传统村落。
习总书记强调建设美丽乡村不能大拆大建，特别是传统村落要保护好。新农村建设一定要走符合农村实际的路子，遵循乡村自身发展规律，充分体现农村特点，注意乡土味道，保留乡村风貌，留得住青山绿山，记得住乡愁。
随着数字化科技时代的到来，对传统村落文化遗迹的数字化技术恢复成为了一种可能。运用AR技术，使得具有文化价值的古建筑能够安全而生动的在新时代中长久的保存下去，避免人工技术修复对传统村落文化原始风貌的改动，和因缺失历史资料而不能指导人工技术修复产生遗憾。AR技术的应用将成为传统村落保护中的一种低成本、高性能的保护方法。较传统的保护方法，可以大幅度降低成本，并且满足视觉效果，对保护传统村落的可持续发展有着重要的意义。
2 增强现实技术（AR）的简介
2.1 AR技术的含义
增强现实技术（简称 AR）是利用高科技来模拟现实的一种技术。把现实世界里面所包含的时间概念、空间概念中的感官感受通过技术手段复制，应用到现实生活中被人们所感受，让人们体验从未有过的感官体验。
2.2 AR技术的发展历程
早在二十世纪七十年代，以虚拟现实为基础的AR技术就开始在军事上运用，然后被慢慢引入到了实验室里。九十年代以前，AR概念还相对模糊。我国在AR领域上的研究，相比西方国家起步较晚，目前技术上各方面的研究还处于初步发展阶段。
2.3 AR技术的发展领域
随着时代的发展，AR技术达到了一个更高的平台，应用的领域也越来越广泛。AR技术最早是在发达国家进行开发与研究的，其主要运用在医学、军事、古迹数字化复原等多个领域。利用AR技术可以进行数字化遗址复原，该项技术成功为建筑行业带来了文化艺术价值，为复原和展示建筑遗址上提供了多种可能。
3 AR和传统村落保护应用论述
3.1 数字化模型技术在传统村落保护中的应用
传统村落保护中关键和基础的环节是全面获取和留存真实数据，它是科学开展物理保护和展示传播的前提。对于损毁的传统村落，测绘、纸质记载等技术无法对其进行真正的还原，不能达到全方位、空间化保护的要求，更不能实现可视化表达。
数字化保护技术时效性强，能永久性保护特定阶段历史文化村镇的原始数据；整体性强，能全面的记录传统村落的空间、环境与人文等数据信息；功能性明显，具备了数字化储存、网络化展示和虚拟化旅游等功能；管理优势明显，可对传统村落实行数字化管理，构建智慧村镇网络系统，极大提升管理效率。
传统村落中景观、民居、文物等各类资源都可通过图像进行数字化记录，应用高清拍摄记录村落景观、民居古建，运用摄录技术采集文化演出、传承人描述的资料等。这类技术应用较早，相对成熟，已成为传统村落调查中较常规的技术手段。
我国传统村落保护的调查工作中已明确要求“完善村落全貌、主要街巷、重要传统建筑的照片”，AR技术最直接的方法就是利用相机捕捉真实对象图像或三维模型，并将它们注册到虚拟环境中，使增强后的虚拟环境能够表示真实对象的状态。
数字化保护主要采用的手段如下：数字影视、数字交互产品、AR技术等。利用AR技术进行传统村落的数字化文化遗产以及建筑遗址的保护，在节约成本的同时，能对资源进行数字化的呈现和修复；减少对自然资源造成的压力，也可以利用新型的环境保护方式方法，进行可持续的资源使用方式，在未来很有可能促进新的环保方式的诞生。
3.1.4 AR技术与古建筑复原实例
随着手持移动终端、互联网的日益成熟，两者逐渐产生了联系，在清朝末期南京明故宫原址被破坏，目前遗留下来部分遗址。研究人员通过对现场的勘察，CAD绘制图纸，为遗留空间的缝合提供了关键数据。手持移动设备摄像头进行图像处理工作就成为另一种可能。
（2）古建筑影像增强地图设计技术[3]
古建筑影像增强地图将虚拟动态视频信息嵌入真实摄像头捕捉画面中，解决了传统视频嵌入的技术问题，使古建筑影像信息与纸质地图以AR的方式叠加在一起，突破真实世界与虚拟产品的隔阂。虚拟还原的历史文化景物结合设计后的动画融入到现实世界的表现方式令使用者对古建筑产生全新的认识和感受。
4 基于AR的虚拟旅游平台设计与开发
4.1 对服务业的应用
接轨服务业，主要是借助AR技术虚实结合的特点，多角度对游客视觉体验进行再开发，同时增加游客对产品的参与和互动。利用AR技术多样性，发展创意数字文化产品，带动传统村落的创意文化经济发展，突出区域旅游文化的特色，对传统村落旅游业的发展有着重要意义。
全面生动地展示传统村落景观，是传统村落保护和传承的重要环节。三维重建技术可以对遗址进行虚拟数字重建[4]，构造一个纯虚拟的场景，使用者虽可以漫游其中，但缺乏真实感。所以以AR为基础的旅游系统出现了，该系统可以实现对遗址的现场虚拟重建，用户可以在现场进行实时交互的活动，增加了真实感。
4.3 基于视觉的AR设备
（1）Meta 2 AR 眼镜
Meta 2 的光学组件简单，头盔里藏着一个类似智能手机的屏幕，屏幕角度朝向地面。此外塑料护目镜内部镀银，实现屏幕上显示的画面投射到用户眼中。
（2）Seengene：SeengeneX1
AR眼镜整机仅重166g，并具备四十五度视场角，CV/AR协处理芯片、14nm工艺主芯片。软件算法、整机工业设计以及轻量化等方面都表现出色其佩戴体验良好。
5 以AR技术视角展望传统村落文化遗产传承保护
本文从数字留存应用、展示传播应用、数字化复原应用等五个方面，分析和阐述了AR技术在传统村落保护传承上的应用。随着移动互联网时代的发展，AR技术已经得到了学术界和产业界的广泛关注，硬件设备、软件精度、虚实结合等方面正在快速发展和提高。从我国现状来看，由于我国对传统村落保护的高度重视以及数字化技术的飞速发展，传统村落数字化保护技术研究主要呈现以下三大特点：为物理保护的规划和设计提供了强大的数据支撑和技术支持；在三维建模、网络展示等方面促进了数字化技术本身的进步；技术应用由单一的手段向多技术集成的方向转变，且数字化与传统村落保护相关学科的融合越来越紧密。
其次，传统村落数字化保护技术研究虽已取得丰硕成果，并初步建立了相应的理论和技术体系，但还存在一些不足之处，以下三个方面的研究仍需重点开展：数据的统一性和共享性问题；保护的整体性问题；标准性与规范性问题。
6 结语
AR技术还有很长的一段路要走，期待它能够实现现实世界与虚拟世界的无缝连接，改善人类的生活，成为人类认识世界的新渠道。目前AR技术运用在传统村落文化遗产传承保护上，还没有很好的应用和实现，如果将AR技术和传统村落保护结合起来，未来恢复传统村落将会成为一种主旋律。AR技术和传统村落文化遗产传承保护相有机结合，其必将成为新时代下传统村落保护的新思路。
【参考文献】
[1] 段林峰. 虚拟现实技术在古村落保护中的应用[D]. 江西师范大学.
[2] 姚京频. 基于AR技术的南京明故宫建筑遗址数字化复原研究[D].2017.
[3] 王丹婷. 古建筑虚拟仿真增强现实地图产品的设计与实现[D].
[4] 杜媛媛. 基于增强现实的虚拟旅游平台设计与开发[D]. 2015.
