今年10月25日，圓明園四十景數字復原成果正式發布。在5分多鐘的數字短片中，青瓦朱墻的宮殿在虛擬空間中次第展開——游客可以佇立在“正大光明”殿前，領略殿宇的巍峨莊重；登臨“山高水長”樓上，仰望焰火與星月同輝；穿行“多稼如云”的荷塘小徑，沉浸滿池荷香——這座湮沒于歷史煙塵的“萬園之園”，在165年后終于通過數字技術再現當年的盛景風華。
作為全國文化中心和國際科技創新中心，北京正以數字技術為筆、文化傳承為墨，為文化遺產注入全新生命力。圓明園四十景數字復原是成果之一。近日，數字復原團隊的負責人為記者揭開了成果背后的技術密碼。
三維還原“萬園之園” 破解公眾“只識大水法”之困
“這是通過文心、匠藝與數智，在數字世界里重建一座圓明園。”中央美術學院人工智能與數字文化遺產研究中心主任吳曉敏，作為數字復原團隊的負責人，揭開了成果背后的技術密碼。
“很多游客來圓明園，往往逛完大水法遺址就走了，大眾對于圓明園的印象一直停留在一片斷壁殘垣的層面。”吳曉敏道出了長期以來在學術界與普通游客之間存在的斷裂——雖然學者對于圓明園的研究著述汗牛充棟，但公眾對圓明園的認知卻依然十分有限。“怎么才能讓游客領略到當年‘萬園之園’的盛世風貌？我們需要對復雜歷史信息進行梳理、識別、整合、呈現，將游客看不懂的遺址轉譯成昔日的園林盛景圖像。”
提起圓明園，就必須提到《圓明園四十景圖詠》。當年乾隆皇帝在圓明園四十景建成后，命宮廷畫師繪制了《大觀》圖與《圓明園四十景圖詠》。然而，《大觀》圖已佚，《圓明園四十景圖詠》現藏于法國國家圖書館，成為歷史的遺憾。
“法國國家圖書館雖然公布了《圓明園四十景圖詠》的高清電子版文件，但觀眾從這些分景圖的固定鳥瞰視角仍無從窺見園內空間和大量細節，更難以感知四十景相互之間的宏觀空間關聯。所以我們認為，要想深入研究圓明園四十景，就必須實現‘從二維文本研究轉向三維空間再造’的突破。”吳曉敏說。
2023年秋，中央美術學院人工智能與數字文化遺產研究中心（當時名為中央美術學院圓明園研究中心）啟動了《圓明園四十景圖》數字資產建設項目。研究團隊整合了包括文獻檔案、樣式房圖檔、清宮繪畫、御制詩文、歷史照片及遺址實地測繪數據等多源資料和信息，結合清代官式建筑的標準工程做法及相關建筑實例開展數字復原。
與其它留存相對完整的文物古建不同，圓明園因歷史劫難，建筑風貌已蕩然無存。如今的復原工作，只能依托遺址現狀、考古報告、傳世圖檔與文獻記載，一點一點去探索與追尋昔日的盛景榮光。
吳曉敏展示了團隊制作的數字長卷，這幅耗時半年進行拼合校準的作品，將四十景按樣式雷圖和航拍圖的位置進行對位，“以前看四十景圖，只能知道每一景具體長什么樣。現在有了這個拼合長卷，就能清楚地看到每一景和周邊景群之間的相互關系，四十景布局的軸線及構圖關系，圓明園當年的造園邏輯一下子就躍然圖上了。”
“近年來隨著數字科技的快速發展，復原所需的軟件技術和硬件設施都發生了全面的迭代。早先做數字復原，古建筑的構件、彩畫等都用貼圖做成，完成的建筑模型也不具備交互性。而現在所采用的建模和渲染技術都與之前完全不同了，我們把建筑構件甚至整座建筑做成三維數字模型模塊，彩畫也都重新繪制。我們中心自主研發的這種‘明清官式建筑參數化及模塊化數字建模方法’，可以形容為按照不同的建筑體例，部分使用數字‘積木’，在虛擬數字空間中重新建造一遍圓明園。”吳曉敏展示著數字模型的細節，屏幕上建筑檐下斗拱結構繁密華美，彩畫絢爛；琉璃瓦、琉璃構件流光溢彩，甚至連瓦間的灰縫看起來都異常真實清晰。
這個“數字積木體系”的核心，是復原團隊耗時兩年多打造的“明清官式建筑數據庫”，數據庫里收錄了包括建筑單體、建筑構件、彩畫、材質在內的數千種數字模型數據。“比如彩畫，是學生在專家指導下，對照故宮、三山五園和避暑山莊的彩畫實物，在iPad上一筆一筆畫出來后再導入模型的。”
更高效的是中央美術學院人工智能與數字文化遺產研究中心數字復原團隊自研的參數化設計技術：“輸入建筑的開間、進深，系統會自動生成屋面曲線、構件尺寸，再加上模塊化搭建技術，建模效率比傳統建模技術提升了數倍。”吳曉敏介紹，中心數字復原團隊共有教師、碩博士研究生及科研助理20多位，另有合作的文史論證專家20多位，在兩年內完成了圓明園46組數字資產和專家論證的同時，還在制作三山五園和中軸線的其它數字資產。今年6月，圓明園管理處向中央美術學院頒發了《圓明園數字資產建設授權書》，在國內高校中屬首例。
細節求證 乾隆造園理念幫了大忙
不可移動文物數字復原的靈魂，藏在對歷史細節原真性的極致追求。中央美術學院數字復原團隊的工作原則是“對比互聯，多方求證”，而很多復原證據，往往會藏在古籍、老照片、文物里，或者突然現身于某次新開幕的展覽上。
“最費功夫的不是復原建筑，而是復原山形地貌和假山石。”吳曉敏說，建筑有樣式雷圖和工程規范可依，但假山是“一園一景”，不可能完全一樣。圓明園四十景的“廓然大公”是個比較特殊和完美的例子：這個景區遺址保存完整，北部還保留著大量假山，復原團隊安排兩位碩士生作為論文課題進行專題研究：一位專門研究園林環境，三維掃描了遺址地形、駁岸、假山石并形成數字模型；另一位專門進行古建筑數字復原。最終將兩部分復原成果合成一體，并使地形和與建筑完全匹配。
復原團隊主張數字技術與理論研究并重：乾隆皇帝這位清代園林藝術的集大成者在三山五園和避暑山莊等皇家園林的營造中常將各地建筑精華“移天縮地入君懷”，恰好為團隊的復原工作提供了獨特線索和依據。“乾隆很有意思，他喜歡的園林景觀往往一式幾份，這里要有，那里也要有。比如圓明園和避暑山莊的獅子林都源于蘇州獅子林；如園、廓然大公的原型分別是江寧瞻園和無錫寄暢園；長春園海岳開襟與清漪園治鏡閣構圖相近，但治鏡閣增加了45度軸線形成了更為豐富的軸線偏轉。以上種種，并不是簡單的復制粘貼，而是因地制宜，同源重構……”吳曉敏說，正是基于乾隆“何分西土東天，倩他裝點名園”的造園理念，令三山五園與避暑山莊等皇家園林之間形成了緊密的文化關聯，也為復原團隊打開了“跨園考據、互相印證”的思路，在復原清漪園、香山碧云寺與承德三座羅漢堂、避暑山莊和圓明園的花神廟、圓明園廣育宮與避暑山莊廣元宮、圓明園匯芳書院與避暑山莊清舒山館、清漪園寶云閣銅亭和避暑山莊珠源寺銅亭等過程中都有應用。
還有文物之間的相互印證也可以作為數字復原依據，比如團隊在復原圓明園海晏堂十二生肖全身像時發現，市面現存的十二生肖，無論實物模型和數字模型都沒有尾巴，“這不合常理啊，動物怎么會沒有尾巴？”團隊專家查閱了故宮藏青玉十二時辰和清代玉器圖譜，最終找到證據：乾隆時期的十二生肖玉雕大部分是有尾巴痕跡的。“因此，我們不僅在做數字雕刻時比對玉雕給許多生肖補上了尾巴，比如給雞做上了尾羽；而且還對動物面部的毛發和胡須等細節進行了細致的復原：我們現在能看到鼠首面部兩側有些小孔，實際上小孔里原先是插有胡須的。”
吳曉敏還談到一些復原過程中的趣事，比如團隊專家在復原工作中還曾為“圓明園里的鶴究竟能不能飛上屋頂”展開過一場激烈的爭論。在數字影像初稿中，曾設計有鶴在屋頂漫步并展翅飛翔的畫面。但在論證時有專家說清代皇家園林中的鶴會被剪去飛羽，所以飛不起來都是站在地面上的。但另有專家找出檔案證明同時期避暑山莊養的鶴是能飛翔的，因此主張圓明園的仙鶴應該也可以飛翔……因為缺少確鑿的證據，專家團隊對此始終沒有定論。“后來我們查到文獻記載表明，乾隆二十七年（1762年）八月將避暑山莊的籠養仙鶴全部放生；第二年十月又將香山靜宜園的仙鶴也都放歸自然。由此可見，應是從乾隆二十七年之前不剪鶴羽的，而我們復原的是乾隆九年的園林場景，所以最終我們還是把飛鶴鏡頭給刪掉了，雖然這個鏡頭看起來非常的浪漫。”吳曉敏笑著說。這種對細節的反復考量，源于對學術嚴肅性的追求和對歷史事實的尊重。
拓展應用 三山五園都將實現數字化復原
而今，清宮院畫杰作《圓明園四十景圖詠》所描繪的場景，已通過數字化復原轉化為三維可漫游空間數字資產，部分應用于圓明園兩個大空間VR文旅項目，并可為更多圓明園相關其它數字項目的技術升級更新提供持續的技術支持。
“未來還將拓展到 AI 短劇、影視拍攝等領域。以后拍三山五園相關的古裝劇，應該不用再專門搭設實景了，在我們的數字圓明園里就能實現輝煌壯麗的舞美效果。”吳曉敏的憧憬不止于此：圓明園四十景的數字化成果還是我們構建“三山五園數字資產數據庫”的重要組成部分。該數據庫系統將整合圓明園（含長春園和綺春園）、暢春園、萬壽山清漪園/頤和園、玉泉山靜明園、香山靜宜園等歷史研究成果，形成高精度三維模型、山水地形景觀數據、文物掃描與文獻資料為一體的數字資產體系。現在已完成乾隆初期圓明園四十景、長春園部分與三山五園其它四園的部分數字化復原，計劃于2027年完成“三山五園”乾隆初期原貌的全面數字復原，為我國文化遺產保護與研究提供標準化數字資源支撐。
“我們要努力對文化遺產研究和數字復原成果進行大眾傳播，要讓社會公眾能看見、能虛擬體驗到這些人類文化遺產巔峰之作在當年是何等壯麗。” 吳曉敏說，“當前數字復原的終極意義，就是為中華文明史編制數字檔案，讓流散或已滅失的文物和古建筑重現輝煌并為公眾所了解，讓它們所承載的中華優秀文化基因代代相傳。”
來源：北京日報客戶端
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