对话联想副总裁、清华大学教授:千年古建如何"在元宇宙中重生"

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智东西（公众号：zhidxcom）

作者 | 云鹏

编辑 | 心缘

智东西2月22日消息，昨日联想集团与清华大学建筑学院联合举办了“古建筑保护的数智化转型与元宇宙构建研究”研讨会，会后智东西与联想集团副总裁、联想上海研究院院长毛世杰以及文化遗产保护领域的专家学者进行了深入交流，深度探讨了数智化技术如何赋能古建筑保护。

▲联想集团副总裁、联想上海研究院院长毛世杰

会上，联想集团正式启动了他们与清华大学建筑学院“新IT，新文遗：智慧应县木塔”（后文简称木塔保护项目）的合作，并分享了山西应县木塔的数字化保护新思路，为文化遗产保护事业的转型升级探索了更多可能。

▲参与研讨会的嘉宾

一、千年木塔在数字世界“重生”，三维重建、云渲染技术挑大梁

作为世界上现存最高大、最古老的纯木结构楼阁式建筑，应县木塔凭借独特的设计、结构与施工，屹立近千年而不倒。但受地震、风雨、战乱等因素的影响，木塔损伤逐渐累积，保护任务日益严峻。而受限于结构现状复杂、零部件数量庞大等原因，应县木塔的修缮工作始终面临较大挑战。

针对这些现实痛点，木塔保护项目计划从三维数据采集、三维模型重建、数字孪生体参数研究等方面，为应县木塔打造全生命周期的数字化保护方案。其中，清华大学建筑学院将开展木塔内部木质结构的建模工作，并进行结构参数研究，逐步形成参数数据库。联想集团则将借助融合型技术手段，为应县木塔构建数字世界中“木塔孪生体”，复刻拟真木塔三维模型，还原木塔3D场景的完整细节，为古建筑研究、保护与传播提供新IT技术支持。

具体来看，联想集团将主要应用包含了三维重建、云渲染技术的数智化解决方案赋能应县木塔的智慧保护工作。

首先在三维重建技术方面，联想集团将利用在三维计算机视觉方面的优势，采用基于计算机视觉算法的包括最新的NeRF等三维重建技术，通过快速高效的现场扫描来构建和复刻1:1高拟真木塔三维模型。

随后，通过联想集团的数字虚拟平台将木塔三维模型及其相关的专业建筑演变机理和知识在虚拟空间以3D的方式展现出来。普通大众可通过XR眼镜或者手机在虚拟空间中身临其境的感受和学习木塔建筑文化。

此外，联想集团将通过以云计算技术为基础的在线渲染技术，使渲染工作全部放在云端服务器中运行，由云端服务器将场景渲染为视频音频流，压缩编码后通过网络传输给客户终端。该技术使终端的客户端无需拥有强大的图形运算与数据处理能力，仅需拥有基本的流媒体播放与获取终端输入指令并发送给云端服务器的能力即可。这项技术的应用使图形处理与数据运算能力相对有限的轻量级设备也能体验高质量的渲染画面。

最终，项目预期将在虚拟空间中为大家呈现出一个拥有3D高质量渲染画面、多场景细节、毫秒级延时交互体验的应县木塔1:1数字复刻版。同时，联想集团还将协助保留木塔测绘的原始数据为多方专家对木塔的后续研究及保护工作提供支持。

合作双方对于这座“元宇宙应县木塔”的预期是很高的。首先，在云渲染平台层通过对硬件资源进行虚拟化实现灵活的资源调度，GPU虚拟化可以根据用户的需求，进行动态资源分配，支撑多路并发渲染请求。

其次，通过云渲染平台异步帧编码和传输技术，实现高效的渲染结果压缩编码和推送，缩减云渲染的响应时间，使客户端交互延时控制在毫秒级，提供更加流畅的交互体验。

另外，利用云计算技术可以在云端实现超大规模、高质量3D场景实时渲染，结合5G高带宽、低延时网络设施将渲染好的3D内容实时流式传输到AR/VR设备上，最终在终端设备上呈现3D场景的完整细节。

最后，在实现对应县木塔进行1:1建模复刻的基础上，联想集团会保留多维数据为后续专家研究和文物保护工作提供准确数据支持。

二、文化遗产保护进入“数智时代”，“元宇宙”技术带来新思路

元宇宙概念的火热，离不开产业数智化的加速，谈及数智化技术支持古建筑保护，清华大学建筑历史与文物建筑保护研究所所长刘畅说道：“技术及平台的支持可以帮助我们更好地形成对于古建筑的认知，将片段化的文物保护信息编撰成系统化的知识网络，方便信息的查询与获取。同时，通过综合利用多种科技手段，我们能够尽可能地‘走进历史’，积累并学习历史环境信息，不断挖掘古建筑的价值，完成文化遗产保护的时代使命。”

▲清华大学建筑历史与文物建筑保护研究所所长刘畅

联想集团副总裁、联想上海研究院院长毛世杰也分享了他对科技构筑文遗数字化保护新生态的见解。他认为，在“产、学、研”积极联动的数智化新生态下，“新IT，新文遗：应县木塔智慧保护”项目既扎根于清华大学建筑学院的专业研究积累和实力，又结合了联想集团的数智化技术，为文化遗产保护探索了新范式、新思路。未来，联想集团还会通过技术上的创新突破来推动中国文化遗产保护的转型升级。

在讨论会上，北京冬奥会张家口赛区的总设计师、清华大学建筑学院院长张利结合自身经历和学术洞察，分享了虚拟现实等前沿技术对于延续文化遗产的重要作用。在他看来，历史文化遗产保护工作经常会遇到现实挑战，借助虚拟现实技术和可穿戴设备，我们可以在沉浸式的环境中模拟建筑空间，获得数据反馈，从而对文化遗产体验进行更好地预测。

▲北京冬奥会张家口赛区的总设计师、清华大学建筑学院院长张利

结语：应县木塔复刻背后，数智化技术赋能产业加速

如今，数字技术在助力文化遗产的保护与活化方面成果显著，“文化新基建”已成为国家级战略，文化遗产保护事业正逐步形成“文遗+科技”融合发展的崭新局面，此次联想集团与清华大学建筑学院的合作正是这一战略的现实版呈现。

未来产业数智化仍会持续提速，XR、机器人、汽车等新兴领域必然会涌现出更多新技术，而这些新技术与各行各业的结合，必然会碰撞出更多火花，而这种结合，也少不了如联想集团这样的科技巨头贡献出自己的一份力量。