600歲的故宮，也上了人工智能的車

大數(shù)據(jù)文摘授權(quán)轉(zhuǎn)載自HyperAI超神經(jīng)

作者：神經(jīng)小兮

中國(guó)的民族記憶——故宮，于明成祖永樂四年（1406年）開始建設(shè)，到永樂十八年（1420年）建成，到今年正好整整600年了。

這六百年間，風(fēng)雨飄搖，故宮巍然不動(dòng)，到如今趕上了人工智能這波大潮。

在剛剛結(jié)束的WAIC 2020世界人工智能大會(huì)中，故宮前任院長(zhǎng)單霽翔在會(huì)上作了主題演講，介紹了故宮如何利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)文物保護(hù)與文化傳播。

近年來，故宮成了名副其實(shí)的網(wǎng)紅，不僅在媒體平臺(tái)上有數(shù)千萬粉絲，還通過成功的營(yíng)銷，成為了頂級(jí)文化符號(hào)。從2013年起，就陸續(xù)上線故宮專屬App，至今已經(jīng)出品10款，包括《皇帝的一天》、《紫禁城祥瑞》、《每日故宮》等等。

除了借助科技手段來實(shí)現(xiàn)文化傳播外，故宮還利用AI技術(shù)，保護(hù)、修復(fù)、全面展示文物，讓游客得以見到更加完整的故宮。

數(shù)字博物館：游客也能與文物互動(dòng) 

2015年12月22日，經(jīng)過兩年的建設(shè)，故宮博物院的端門數(shù)字館也終于建成，首次亮相。

端門，是過去紫禁城的正門，通過采集高精度文物數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)術(shù)考證，把文物和歷史文化積淀再現(xiàn)于數(shù)字世界中。

單霽翔介紹，游客在這里，可以和1200多個(gè)古建筑對(duì)話，還可以看到未能展出的1500塊大地毯。

比如，游客可以調(diào)用一幅書法，還可以進(jìn)行臨摹，臨摹之后還可以讓系統(tǒng)打分。

另外一個(gè)數(shù)字展館為「數(shù)字多寶閣」，它由9列2排共18塊高清屏幕組成，精選12大類、160多件故宮典藏器物，利用高精度三維模型，構(gòu)建一個(gè)虛擬的「多寶閣」。

其中約50件文物可以伸手觸摸、縮放、旋轉(zhuǎn)至各個(gè)角度，以觀看細(xì)節(jié)，還有7件文物，利用多媒體方式向觀眾進(jìn)一步詳細(xì)解讀其中的信息。

此外，「數(shù)字多寶閣」還利用數(shù)字化手段，讓人們了解文物的制作、使用過程。

VR導(dǎo)覽：未開放區(qū)域，也能全景參觀 

數(shù)字化博物館，不僅讓人們近距離觀賞文物，還讓游客能夠參觀此前無法進(jìn)入的空間。

單霽翔舉例說，乾隆皇帝的書房三希堂，其面積僅8平方米，還被槅扇劃分為內(nèi)外兩部分。面積過于狹小，所以難以向游客開放，之前大家只能隔著玻璃張望。

僅8平米的三希堂游客禁止入內(nèi)，但能通過VR瀏覽

在利用數(shù)字化技術(shù)后，利用高清投影系統(tǒng)構(gòu)，建起三面包裹的沉浸式立體虛擬環(huán)境，高度仿真模擬三希堂，游客也能夠「走進(jìn)」VR中的三希堂，身臨其境地欣賞其中原狀陳設(shè)，感受宮殿室內(nèi)空間。游客還可以在數(shù)字屏風(fēng)前，欣賞自己穿上古裝的樣子。

另外，一些古建筑因修繕，也無法被參觀，但通過VR技術(shù)，游客依然可以對(duì)其一覽無余。

比如養(yǎng)心殿今年在修繕，無法進(jìn)入，但是游客可以走進(jìn)「數(shù)字養(yǎng)心殿」，也是別有一番感受。

「游客可以坐在皇帝的寶座上自己批批奏折，自己蓋個(gè)印，系統(tǒng)還會(huì)評(píng)價(jià)，你批得好還是皇帝批得好。在這里，你可以和大臣來互動(dòng)，這些大臣都特別會(huì)聊天，每個(gè)大臣都會(huì)說500多句話，你說什么都會(huì)給你積極的應(yīng)答，叫你心花怒放?！箚戊V翔介紹道。

除了數(shù)字化博物館之外，單霽翔還表示，人工智能在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域還有很多應(yīng)用，比如展廳溫濕度、城墻沉降的監(jiān)測(cè)、白蟻的監(jiān)測(cè)、古建筑病害的監(jiān)測(cè)、觀眾流量的監(jiān)測(cè)等。

不過，我們目前尚未了解到故宮具體是如何利用AI監(jiān)測(cè)環(huán)境的，但這類技術(shù)早已被應(yīng)用在其他文物保護(hù)中，成為了文物的「保健醫(yī)生」。

比如暴露在室外的文物敦煌壁畫、秦始皇陵兵馬俑等，常常面臨著被風(fēng)化、雨蝕等危險(xiǎn)。

針對(duì)這類文物的保護(hù)難題，天津大學(xué)文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承信息技術(shù)研究中心的張加萬團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出以「文物本體與風(fēng)險(xiǎn)源關(guān)聯(lián)模型」為核心的預(yù)防性保護(hù)技術(shù)。

團(tuán)隊(duì)與敦煌研究院合作，對(duì)11個(gè)洞窟、47個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行了持續(xù)性的壁畫和彩塑文物本體年度監(jiān)測(cè)。

通過微變監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)本體產(chǎn)生的微小變化進(jìn)行準(zhǔn)確感知與測(cè)量；同時(shí)借助圖像分析、機(jī)器學(xué)習(xí)與攝影測(cè)量學(xué)等相關(guān)技術(shù)，對(duì)本體中的4類病害進(jìn)行了多尺度量化分析。

團(tuán)隊(duì)對(duì)敦煌莫高窟部分壁畫從2014年監(jiān)測(cè)至2016年，之后對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了一年短周期內(nèi)的0.1毫米級(jí)壁畫本體細(xì)微變化。這一結(jié)果被文物保護(hù)領(lǐng)域權(quán)威專家普遍認(rèn)為屬于該領(lǐng)域?qū)嵸|(zhì)性突破。

張加萬相信計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在文物保護(hù)方面還有巨大潛力

張加萬說，這套技術(shù)正是要找到應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的路徑，「我們要建立一個(gè)感知、分析、評(píng)估、響應(yīng)的集成平臺(tái)?！?/span>

目前，同樣的技術(shù)已經(jīng)在敦煌研究院、頤和園、拉卜楞寺等遺產(chǎn)地開始應(yīng)用。

以上，只是我們看到的，科技在保護(hù)文物方面的冰山一角。在全球各地，AI技術(shù)已經(jīng)在為眾多文物修復(fù)工作者提供便利，讓更多的文物「活」起來。

故宮，也在科技的加持下，給游客越來越多的驚喜。

單霽翔說，「通過人工智能，如何讓博物館文化走進(jìn)千家萬戶，這是一個(gè)永無止境的課題。」而現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的成果，讓我們有理由相信，這個(gè)課題終將碩果累累。