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如何通过数字化阐释与展示 让考古遗址更易于公众理解？

来源：

中国社科院考古所中国考古网

作者：

唐瑜 易立

发布时间：

2023-09-28 08:58

摘要：考古发现揭示出东华门遗址所在地是成都两千余年未变的城市中心。东华门遗址地表多被现代大型建筑叠压，遗迹未能完全揭露，遗址时间跨度大，地层上存在叠加打破现象。通过考古成果结合历史文献、数字化技术研究，提出东华门遗址数字化阐释与展示构想：以时间为叙事线索，选取东华门遗址鼎盛时期的人文及自然风光为展示重点，采用历史场景时空对比、时间轴推演、数字化场景复原、虚拟漫游、诗词互动、MR导览、AR书签卡等多种数字化展现形式，帮助公众理解丰富多元的遗址价值内涵，提高公众文化遗产保护意识和参观体验，为考古遗址数字化阐释与展示提供参考。

 
2021年，文化和旅游部发布《“十四五”文化和旅游发展规划》《“十四五”文化和旅游科技创新规划》明确指出，要“研究阐释和展示传播技术”“通过多种形式活化文物资源、展现文物价值”“提高文物资源数字化保护、展示和利用水平”。2022年，国际古迹遗址理事会（ICOMOS）《国际文化遗产旅游宪章》（2021）将“通过易于公众理解的文化遗产阐释和展示，提高公众意识和游客体验”作为指导准则发布。
 
东华门遗址位于成都天府广场附近的成都体育中心南侧。经实地论证，专家们一致认为东华门遗址是成都汉代“列备五都”、唐宋“扬一益二”辉煌历史时期的见证。东华门遗址时间跨度大，各历史时期遗存在地层上存在叠压打破现象，研究其阐释和展示传播手段，有助于公众理解多重遗址价值内涵。准确地阐释与展示东华门遗址的遗产价值，必须建立在考古学、历史学、建筑学、数字化技术等交叉学科研究的基础上。
 

一、东华门遗址考古发掘与复原考究

 
（一）东华门遗址周边考古发掘基本情况
 
东华门遗址出土重要文物上万件，时代从汉代至明清时期，有水井、岸池、道路、水道、建筑、沟渠等遗迹，以及汉代蜀郡官署、隋唐至宋代摩诃池、五代宣华苑、明代蜀王府、清代贡院等重要遗址。
 
成都市文物考古工作队在1995年发掘了明蜀王府宫城北垣及宫城北门（广智门）东侧门墩的一部分，1996年和1998年两次发掘了明蜀王府宫墙西垣基址，2001年发掘了明蜀王府宫墙南垣及城内的多处排水沟、天井、房屋等建筑遗迹[1]。2008年在成都博物馆新址基建工地发掘了大量先秦至明代文化遗存，包括灰坑、墓葬、房屋、建筑台基等遗迹，出土陶器、瓷器、建筑材料等一批重要文物，明代遗存主要发现了与大型建筑有关的夯土台基，可能为文献记载的蜀王府萧墙西南隅的山川社稷坛[2]，考古工作者推测遗迹K1可能属于明代以前摩诃池水域南界的一部分。2010年在成都东御街发现两通汉代石碑。2012年出土丰富的战国秦汉至明代遗存，并发掘了明蜀王府宫墙东垣、南垣及东南角内侧的一处建筑台基[3]。2013–2017年，成都文物考古研究院对东华门区域进行大规模考古发掘，清理揭露的明代蜀王府建筑群遗存很可能是宫城内部的东府及其斋寝背后以水面景观为主的苑囿区，可能即文献所载的“左花园”[4]；并推测隋唐五代遗存中的水池遗迹（C1）应是摩诃池东岸局部。
 
（二）蜀王府历史沿革及范围布局推测
 

明洪武十五年（1382年），太祖下令在成都为蜀王营建府邸，历时八年建成。蜀王府位居城内正中，坐北朝南端直方正，一改成都延续了近1700年的北偏东30˚的城市主轴，第一次确立了正南北向的城市中轴线，其格局一直延续至今。蜀王府共历10世13位蜀王，与明王朝相伴始终，是成都这座西南首善之城中最庄严华丽的建筑群，也是明朝中央政府理政西南的见证者。

根据考古发现，结合《嘉靖四川总志》《万历四川总志》《天启成都府志》等文献资料对明蜀王府建置和基本格局的相关记载，可推测出明蜀王府的四至范围（图1）和建筑格局（图2）。

根据考古发掘结果，蜀王府内城的东西二门城门并未开设于正中位置，推测当与中国古代宫殿“前朝后寝”的制度有关；根据《嘉靖四川总志》中提到的“蜀府右花园”推测，蜀王府水系园林的苑囿区分为东西两个对称的区域[5]。明蜀王府三维建模可以此为依据，全面呈现明蜀王府的格局规制。
 
（三）摩诃池历史沿革与范围推测
 
“摩诃”为梵语，是“广大有龙”之意。唐朝，摩诃池被纳入城内的水路交通网络系统，成为当时成都最负盛名的游览胜地。五代时，摩诃池改名为宣华池，被纳入奢华壮丽的皇家宫苑——宣华苑，与众多亭台楼阁、山石、花卉融为一体，专供皇家游猎娱乐。摩诃池不仅自然风光旖旎，更见证了天府历史人文胜景。李白、杜甫、陆游、薛涛、高骈、花蕊夫人、孟昶等20余名历代文人墨客留下百余首吟诵摩诃胜景的诗词歌赋。两宋时期，摩诃池的范围开始缩减，直至明洪武十五年，蜀王朱椿为了修建蜀王府，将大半个摩诃池填平。
 
长期以来，尽管唐宋诗词和地方志中屡见摩诃池的相关记载，但对其具体方位或语焉不详，或存在争论异议。自20世纪30年代以来，历史学界开始逐步关注摩诃池的研究，其中就涉及方位问题。参考既往研究成果，结合历年来掌握的考古线索，可推测摩诃池的四至范围。北界在今羊市街至西玉龙街一线，西界在今东城根上街一线。编号K1的坑状遗迹可能为摩诃池南端的一部分，摩诃池西南界在今天府广场西侧的成都博物馆一带。根据被确认为摩诃池东岸及沿岸园林建筑群的考古遗存，摩河池东界在今东华门街以西、市体育中心南侧一带。四川大剧院基建工地发掘揭露的编号H13的坑状遗迹，判定可能为明初回填摩诃池东南岸并夯筑的王府地基，摩诃池东南界在今天府广场东北侧、四川大剧院一带。
 

总体推测，摩诃池位于隋唐子城（五代皇城）城内的偏西北部（图3），东西跨度约650米，南北跨度近900米，总占地面积710余亩，与宋祁《过摩诃池二首》诗所言“十顷隋家旧凿池”的规模（合今500亩）存在较大出入。此外，根据花蕊夫人宫词“太虚高阁凌波殿，背倚城墙面枕池”，可知摩诃池池岸的某些位置，与前后蜀皇宫城墙之间的距离很近。

（四）明蜀王府承运殿的复原考究
 
古建筑的三维建模数字化复原主要以考古发掘、文献资料为依据，并参考具有代表性的同时代建筑实例，对其建筑结构、面阔与进深、屋顶及用瓦、梁架结构、建筑构件、门窗、铺石、彩画等进行考证。
 

《明史》《明代官式建筑大木作》等为明蜀王府承运殿的复原研究提供了重要的文献依据，故宫太和殿、北京智化寺、北京社稷坛、北京太庙、明十三陵长陵祾恩殿，四川平武报恩寺，山东曲阜孔庙等提供了实例参考。《明史》记载“其制，中曰承运殿，十一间，后为圜殿，次曰存心殿，各九间”，又有《圣教入川记》记载“宴设宫内正厅，此厅广阔，有七十二柱分两行对立”，再有《成都城坊古迹考》记载“修展览馆时，掘得蜀府正殿遗基适在至公堂下，两端各增长十米，则蜀府宫殿基址长度当在七十米以上”，同时参考故宫太和殿，明蜀王府承运殿数字化复原采用面阔11间，进深5间，柱高25米，殿身9间副阶周匝身内分槽的建筑形制。

承运殿采用殿堂式建筑结构，由柱框层、铺作层（即斗层）、屋盖层组成。柱框层由梁、柱、枋、檩、椽等搭建而成。殿身立柱72根，为13檩大木作结构。斗参考故宫太和殿和北京智化寺智化殿，上檐为单翘三昂九踩溜金斗平身科、单翘三昂九踩柱头科、单翘三昂九踩角科斗；下檐为单翘重昂七踩平身科、单翘重昂七踩柱头科、单翘重昂七踩角科斗。明代以后规定，庑殿式、歇山式的屋顶形式，只能用于宫殿、帝王陵寝与寺庙殿宇之上，用以显示封建皇权的至尊地位，因此承运殿屋顶采用重檐庑殿顶。明代建筑格扇门窗形制等级主要反映在抹头数量的多少与格心图案的样式。调查发现，明代早期建筑十三陵长陵祾恩殿，明代中期建筑太庙大殿，明代后期建筑故宫保和殿均为五抹格扇。因此，承运殿复原采用五抹头格扇门，三交六椀菱花。此外，根据《明史》中对亲王府规制、蜀王府的房屋建置记载，确定其室内藻井、殿下台基和须弥座、用瓦等建置。根据东华门遗址出土文物的图文资料确定建筑构件望柱、鸱吻、瓦当、套兽（图4）、滴水、板瓦、筒瓦、垂兽、正脊筒等的样式及尺寸，最终形成承运殿三维建模图（图5）。

二、文化遗产阐释与展示数字化技术应用现状

 
“开展文化和旅游领域智能科学、体验科学技术研究，研发人机交互、混合现实等应用技术，推动智能技术在文化和旅游领域的创新应用”是“十四五”时期文化和旅游科技创新的新需求。东华门遗址阐释与展示需借助数字化复原、虚拟现实、增强现实、混合现实、墙面投影等数字化技术实现。
 
（一）数字化复原技术
 
数字化复原技术主要采用摄影测量法和激光扫描法。前者通过文物不同角度的照片可获得三维建模的几何和纹理数据。后者通过激光扫描仪对文物的三维点云数据进行采集，同时结合由摄影测量技术所获取的文物表面色彩和纹理数据，最终生成几何模型准确、色彩纹理真实的文物三维模型。东华门遗址出土的可移动文物可采用如上两种方式进行数字化复原，对于原貌信息缺失的文物，则可通过考古发现和文献记载，考究确定其几何和纹理数据，完成数字化复原。
 
（二）虚拟现实技术
 
虚拟现实、增强现实、混合现实统称为“虚拟现实技术”，是数字化展示中常用的手段，主要通过数字化复原文物本体及场景，直接或将其叠加到遗址上呈现给公众，提供遗址虚拟漫游、文物动态呈现、历史场景重现、混合现实智慧导览等沉浸式互动体验。
 
虚拟现实（Virtual Reality）是一种通过计算机仿真技术实现人在虚拟环境中达到逼真现实体验的手段[6]。它有沉浸感、交互性、想象性三个特征，与之对应，VR显示、VR交互技术是虚拟现实的研究重点和挑战。VR交互包括触觉交互、语音交互、手势交互、眼球跟踪交互以及传感器交互等，通过视觉、听觉、嗅觉、触觉，手势捕捉、关注点捕捉等多感官的参与来实现虚拟体验互动。现阶段VR在文化遗产数字化展示应用中还主要是以VR眼镜为媒介的视觉环境营造为主[7]。增强现实（Augmented Reality）是虚拟现实技术的一个分支，它将计算机生成的虚拟信息有机、实时、动态地叠加在真实世界，从而增强用户对现实世界的感知和理解[8]。因此，与VR相比，注册（虚实对准），尤其是户外AR系统的跟踪与定位是研究难点。混合现实（Mixed Reality）可以被视为AR的增强版。与VR和AR相比，MR具有更好的移动性、实时反馈的交互性、虚实融合的沉浸感等优势，是现实技术发展的方向。
 
数字敦煌、故宫虚拟博物馆、数字圆明园项目、基于全息投影的“洛阳天堂遗址”AR展，以及希腊Archeoguide项目等，是现实技术在文化遗产数字化展示中的早期应用案例[9]。近年来，结合空间定位技术的AR/MR导览系统成为现实技术在文化遗产中的应用热点，国外案例包括：加拿大皇家泰勒恐龙博物馆利用Hololens构建的虚拟博物馆、巴黎国家自然历史博物馆推出名为“在增强现实中重温已灭绝动物”的AR展、纽约时代广场《Unmoored》MR作品：大型雕塑《Wake》AR展、虚拟博物馆“军械库展览”、Hololens应用恢复阿霍蒙特四世半身像文物色彩等。
 
MR在国内文化遗产数字化展示领域的应用较少，以良渚博物院2020年国庆期间的MR导览展示、上海博物馆MR智慧导览系统为代表。
 

笔者搜集了文化遗产数字化展示中的AR/MR应用案例，整理了AR/MR眼镜产品参数（见表1）。虚拟现实技术在文化遗产数字化展示上应用已经具备一定的理论和实践基础。

三、东华门遗址数字化阐释与展示构想

 
东华门遗址出土重要文物上万件，但可供观赏的文物数量有限；遗址地表多被现代大型建筑叠压，部分遗迹未能揭露完全，已揭露的部分遗迹保存不佳；遗址时间跨度大，遗址地层存在叠加打破现象，为公众理解东华门遗址的历史文化内涵增加了难度。基于考古成果、历史文献考究，才能准确地阐释与展示东华门遗址的文化内涵。结合展示主题和展现形式设计，构建一个易于公众理解的东华门遗址阐释和展示途径，提高公众文化遗产保护意识和参观体验。
 
（一）展示主题选择
 
以时间为叙事线索，从秦汉、隋唐、五代、宋元、明、清至现代，向公众完整地呈现东华门遗址所承载的不同历史时期的面貌，诠释并传达物质与非物质文化遗产价值的多样性和关联性，为观众构建一个清晰明了的展示框架。同时，在丰富的遗产价值内涵中，选取东华门遗址鼎盛时期的人文及自然风光，以唐五代摩诃池园林及诗歌文化、明蜀王府建筑群的阐释与展示为重点，让公众了解并感受唐五代时期东华门遗址的人文昌盛，以及明蜀王府建筑的壮丽威仪。
 
（二）展示形式设计
 
以导览视频为序篇，带观众穿行于2000年的东华门遗址历史场景，为后续体验做好铺垫。以时间轴推演的叙事方式为公众构建一个完整清晰的遗址展示框架，以虚拟漫游、诗词互动、MR导览、AR书签卡等多种数字化展现形式，吸引公众了解不同时期的蜀都历史风貌，帮助公众理解复杂的遗址价值信息，探索智能技术在文化领域创新应用新场景。
 
1.导览视频——穿越2000年
 

作为东华门遗址数字化展示的序篇，导览视频描绘了从秦汉至明清时期的成都城市格局与这一区域的重点历史场景，并以分屏的方式与现代东华门遗址区域进行时空对比，通过该区域的历史穿梭与发展，为后续数字化展示做好情景渲染（图6）。

2.时间轴推演——2000年城市中心
 

以时间为叙事线索，向公众完整地呈现东华门遗址所承载的不同历史时期的面貌。通过展示秦汉至明清时期成都城的城市版图，说明东华门遗址是成都两千年未变的城市中心，理解成都两千年城址未变、城名未改、中心未移的文化内核，提高公众对其重要性的认识和理解（图7）。

3.摩诃池场景复原与互动体验——摩诃池园林风光和诗词文化
 

通过数字化复原摩诃池中古建筑和历史场景，以文人墨客留下的诗句为线索，采用虚拟现实、三维建模、触屏互动等技术，以诗词互动的方式吸引公众深入了解唐五代时期人文昌盛的蜀都历史风貌，并在解说和展示过程中注重阐释内容的包容性（图8）。

4.明蜀王府虚拟漫游与MR导览——明蜀王府建筑群壮丽威仪
 

对明蜀王府内的范围与布局、宫殿建筑、宫殿场景进行高精度三维建模，全面呈现明蜀王府的格局规制。通过在展厅中搭建“墙面投影+触摸屏互动”的方式营造较好的沉浸式体验氛围，公众在虚拟三维全景中进行游览互动，增强游客体验感。

自动导览模式，结合三维场景向公众讲述明朝时期蜀王府的相关历史背景、建筑特征、建筑布局等内容。自由互动模式，公众可转动视角，虚拟游览蜀王府整个全景，并通过地图或直接进入一些重要宫殿建筑场景中，进行互动体验。互动游戏如“考古发掘”“大木作营造”等，结合Leap Motion体感、VR眼镜等设备提供精细化操作，通过模拟考古和大木作动态展示，阐述考古发掘过程及明代古建筑的营造细节。遗址公园开放后，借助MR技术和设备，可实现全景区MR导航导览、历史情境再现、文物动态呈现、虚拟智慧导游讲解、全息影像互动等功能，游客可以跟随虚拟导游游览东华门遗址公园，让游客身临其境，沉浸畅游，体验感提升（图9、10）。

5.增强现实书签卡展示
 

选取最能代表成都文化的内容元素为阐释主题，如“花”“药材”“文物”“动物”“建筑”等，设计制作不同系列的AR书签卡，将古代成都历史、现代生活美学和先进科技体验相结合，探索智能技术在文化领域创新应用新场景。通过扫描书签卡上图形码，即可观看书签卡上增强显示的三维模型的微动画，手动旋转书签卡，通过实时追踪，虚拟三维模型可随之旋转显示。通过先进的科技体验手段，向公众阐释遗址背后蕴藏的成都历史文化内涵（图11）。

四、结语

文化遗产的阐释和展示能够为公众提供教育和终身学习的资源，增进人们对文化及遗产的认识和理解，促进文化间的包容与对话。东华门遗址见证了天府历史人文盛境，是成都迈向世界文化名城的有力支撑，面向国际的城市会客厅。随着东华门考古遗址公园建设的推进，本文尝试提出基于数字化复原、虚拟现实、混合现实等先进技术的文化遗产阐释与展示构想，帮助公众理解东华门遗址丰富多元的价值内涵，提高公众文化遗产保护意识和参观体验，探索智能技术在文化领域创新应用新场景，以期对遗址公园建设有一定的借鉴意义。（本文图片均由作者绘制、拍摄）