19m3藏6萬多件文物，他們用游戲技術(shù)做了個4維藏經(jīng)洞，能穿越時空的那種

蕭簫 2023-04-21 21:40:37 來源：量子位

允中 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI

ChatGPT的熱搜熱議已經(jīng)無處不在，人類的科技進程，在AlphaGo之后又一次被按下了加速鍵。

而有意思的是，無論是當下爆火的ChatGPT，還是曾經(jīng)的AlphaGo，它們實現(xiàn)關(guān)鍵突破的背后，都有游戲的影子。

在人工智能研究公司OpenAI把強化學習用于GPT之前，他們在DOTA團戰(zhàn)里“訓練”。

Google旗下前沿人工智能企業(yè)DeepMind也一樣，AlphaG的圍棋游戲挑戰(zhàn)是一個訓練場，AlphaStar挑戰(zhàn)星際爭霸2職業(yè)選手也是一個訓練場。

游戲具備的人機交互、海量數(shù)據(jù)、任務類型多樣化和解題難易度等特性，恰好能成為評估AI算法的關(guān)鍵指標。

不止于AI，游戲作為匯集前沿技術(shù)的“超級數(shù)字場景”，其科技能力正在逐漸顯現(xiàn)、并運用到更多領域，比如世界文化遺產(chǎn)——敦煌莫高窟的藏經(jīng)洞。

技術(shù)+學術(shù)+美術(shù)，“數(shù)字藏經(jīng)洞”來了

就在五一來臨之際，一款名為“數(shù)字藏經(jīng)洞”的全新文博產(chǎn)品上線。

作為全球首個基于游戲科技打造的“超時空參與式博物館”，“數(shù)字藏經(jīng)洞”不僅應用數(shù)字照掃、三維重建技術(shù)等游戲技術(shù)1:1高精度數(shù)字化復現(xiàn)了莫高窟最傳奇洞窟藏經(jīng)洞及其文物，還以游戲交互模式，配以中國風現(xiàn)代工筆畫風格，虛實相融展現(xiàn)敦煌千年東方歷史，打造了沉浸式互動的全新文博體驗。

此外，數(shù)字藏經(jīng)洞以云游戲產(chǎn)品形式承載超36GB龐大的數(shù)字資產(chǎn)，由此打造了一個場景展示堪稱寫實級別、沉浸式交互效果拉滿的全新文博黑科技產(chǎn)品。

藏經(jīng)洞，文博“弄潮兒”

有“打開世界中世紀歷史的鑰匙”之稱的藏經(jīng)洞是敦煌莫高窟最傳奇洞窟，出土的文物多達6萬余件，是20世紀中國古文獻的四大發(fā)現(xiàn)之一。

常看到“一別兩寬”這個俗語，但很多人并不知道，這句話其實就出自于藏經(jīng)洞里唐朝男女的“離婚協(xié)議書”——《放妻書》。

唐初天文學家李淳風的《全天星圖》也是藏經(jīng)洞的“存儲數(shù)據(jù)”之一，沒有望遠鏡，卻依然以肉眼追尋太空，描繪出目前世界上最古老、星星數(shù)目最多的星圖。

普通人平凡生活里的繁復瑣碎和追仰宇宙的浪漫，都被存儲在藏經(jīng)洞這個“U盤”里。

然而，后因種種原因，藏經(jīng)洞絕大部分文物不幸流散到世界各地，僅剩下少部分留存于國內(nèi)。

如今，已無法在真實的物理空間再看到典藏著文物的藏經(jīng)洞盛況，同時也因為藏經(jīng)洞存在文物體量大、文本難理解等客觀原因，為大眾了解其深厚的文化底蘊和文化價值架上了較高門檻。

不可親近的文物旨待被了解，蒙沙朦朧千年的敦煌渴望被不侵擾、不破壞地走進，人類千年群星的閃耀和嘆息該如何被看見、被聽到？

由國家文物局指導，由敦煌研究院和騰訊聯(lián)合推出的“數(shù)字藏經(jīng)洞”以云游戲形式呈現(xiàn)4K影視級畫質(zhì)的藏經(jīng)洞，通過沉浸式的游戲互動讓用戶“親身”參與歷史。只需要一個微信小程序，用戶即可隨時隨地一鍵“穿越”千年敦煌。

游戲科技+文博，超時空參與式“逛展”

揭秘“數(shù)字藏經(jīng)洞”背后的游戲科技，可以總結(jié)為“高精復現(xiàn)”、“ 沉浸互動”和“一觸即達”。

先來看“高精復現(xiàn)”的實現(xiàn)方法，本質(zhì)上是運用游戲和影視中的數(shù)字照掃能力，以及游戲引擎的三維建模、PBR技術(shù)(基于物理的渲染技術(shù))和全局動態(tài)光照功能。

“數(shù)字藏經(jīng)洞”首次在數(shù)字世界毫米級1:1復刻莫高窟三層樓。而作為17窟的藏經(jīng)洞，窟內(nèi)壁畫、塑像和文物細節(jié)都被高度還原至寫實拍攝效果，細致至色彩、材質(zhì)甚至是浴歷千年時光的歲月痕跡，為用戶打造超擬真文博體驗。

而這“實”景中高精度復刻的效果，究竟是如何實現(xiàn)的呢？

這一次，制作團隊渲染了超過3萬張不同角度的圖片，“數(shù)字藏經(jīng)洞”在數(shù)字照掃的基礎上，配合三維建模技術(shù)生成了超9億面的超擬真數(shù)字模型（這里的9億指的是3D建模中的面片數(shù)量，越多建模越精細）。

其中，首次對敦研001號《歸義軍衙府酒破歷》等21件文物進行4k高清文物數(shù)字修復和3D建模。

此外，技術(shù)團隊還嘗試完整復現(xiàn)百年前室藏6萬余卷珍貴文物自然狀態(tài)下的藏經(jīng)洞盛景。這是自藏經(jīng)洞部分文物流散后，一次前所未有的全新嘗試。

同時，通過游戲引擎PBR技術(shù)（Physically-Based Rendering，基于物理的渲染過程）和全局動態(tài)光照功能模擬現(xiàn)實光景，“數(shù)字藏經(jīng)洞”不僅還原了室外早晨10點陽光照耀敦煌莫高窟的視覺效果，還創(chuàng)造性地在窟內(nèi)設置“開燈”觀賞模式，將原本昏暗的甬道、歷經(jīng)千年時光淬煉的壁畫、告身碑逐一照亮。

為什么PBR技術(shù)和全局動態(tài)光照技術(shù)能做到如此逼真地還原莫高窟視覺效果？

首先，PBR相當于給虛擬物體披上一層符合物理材質(zhì)、反射等性質(zhì)的“皮”，這樣被虛擬光照到時，它就能模擬出接近真實材質(zhì)的效果，如讓金屬材質(zhì)的球反光、以及讓粗糙石制的雕像呈現(xiàn)出凹凸不平的磨砂感等。

然后，還需要基于全局光照給虛擬世界模擬出接近現(xiàn)實世界自然光的效果。

這是因為現(xiàn)實世界的自然光由無數(shù)光線的反射和折射形成，然而計算機在模擬光照時難以模擬出所有光源和反射折射效果，容易出現(xiàn)與現(xiàn)實世界的光影差異。

這樣，哪怕在實地游覽無法“見光”觀賞的文物，“數(shù)字藏經(jīng)洞”內(nèi)也能為用戶“高光”打亮，“游客”們能獲得不同于實地游覽的全新體驗，洞窟內(nèi)的雕塑和壁畫也不再朦朧。

而游覽行進過程中出現(xiàn)的路標指引和提示“光球”等文物展開特效和多媒體講解，則基于游戲引擎中的粒子系統(tǒng)實現(xiàn)，為每一位“博物館游客”提供最詳細、最生動的引導服務。

接下來則是游戲理念的借鑒，讓“數(shù)字藏經(jīng)洞”具備了“沉浸交互”能力。

回顧歷史，藏經(jīng)洞的故事跌宕起伏，甚至很有戲劇張力。要想讓用戶對這段歷史產(chǎn)生興趣，也許游戲式的闖關(guān)、解謎、激勵等等交互模式，會更好引發(fā)大眾的好奇心和參與感。

因此，在敦煌研究院的學術(shù)指導下，騰訊游戲CROS團隊以《歸義軍衙府酒破歷》為故事主線展開敘事，讓用戶一鍵“穿越”晚唐、北宋、清末等歷史朝代，深入“參與”洞窟開鑿、封藏萬卷、重現(xiàn)于世、文物流散到再次聚首的全歷程。

而這里主要涉及兩方面的游戲技術(shù)。

一是人物交互更自然的角色形象生成。

敦煌當時首屈一指的僧統(tǒng)洪辯、洞窟發(fā)現(xiàn)者王道士等敦煌歷史真實人物，都成為了這千年歷史里的互動NPC。

通過運用游戲中常見的動作捕捉技術(shù)，洪辯自然地面對面向你交付“尋寶”任務；洞窟發(fā)現(xiàn)者王道士的惆悵和無奈，也在AI面部動畫生成技術(shù)和提取語音表征信息技術(shù)加持下，更顯惋惜。

另一方面則需要用到游戲化機制來讓故事緊扣心弦。

藏經(jīng)洞涉及大量文物、歷史等學術(shù)內(nèi)容，如果僅以展覽的形式單方面?zhèn)鞑ィ赡茈y以在短時間內(nèi)讓大眾吸收消化。

因此，“數(shù)字藏經(jīng)洞”通過RPG角色扮演的形式設置劇情流程，通過背包、地圖、手記等方式設置交互模式，并提供自由探索等成就模式，原本嚴謹?shù)臍v史成為游戲劇情、知識點成為解鎖成就，這一次文博體驗更加低門檻、更直接、更沉浸。

而為呈現(xiàn)以上寫實級別的場景展示和沉浸式交互效果，“數(shù)字藏經(jīng)洞”的資產(chǎn)超36GB。將這一切做到只需小程序就能“一觸即達”，本質(zhì)上依舊離不開游戲科技——云游戲技術(shù)。

這項由騰訊自研的技術(shù)，將渲染和運算轉(zhuǎn)移到云端。

用戶通過小程序一鍵接入，突破設備、時空、人流限制，既能實時看清藏經(jīng)洞的高清渲染效果，同時又能快速做出操作反應等能力。

云游戲技術(shù)不僅解決了移動端硬件性能瓶頸的問題，而且畫質(zhì)也超出了市面上手游的平均體驗。

游戲科技，數(shù)字文博進階的“新利器”

事實上，在打造“數(shù)字藏經(jīng)洞”之前，騰訊游戲CROS團隊通過游戲科技+文博的形式，還打造了“數(shù)字長城”，是全球首個最大規(guī)模人類文化遺產(chǎn)的沉浸互動式數(shù)字化還原項目，以毫米級精度1:1還原出了萬里長城的壯闊景象。

從“數(shù)字長城”到“數(shù)字藏經(jīng)洞”，游戲科技進一步掀起了數(shù)字文保領域的變革浪潮。

最初，游戲科技用于高精度還原數(shù)字場景，讓文物遺址能“永久保存其中”；

而“數(shù)字藏經(jīng)洞”的出現(xiàn)，為文博領域提供了全新的解決方案，數(shù)字文保不再滿足于“保存”，在游戲科技的加持下，開啟了數(shù)字展陳的全新形態(tài)。

游戲科技所天然具備的高度創(chuàng)新基因和活力，成為了先進技術(shù)誕生的天然沃土和應用場景試驗田。而在虛擬和現(xiàn)實不斷融合的未來，游戲科技更廣泛的外溢成為了可預見的必然。

以3D建模、實時渲染、動作捕捉、物理模擬為代表的游戲技術(shù)憑借豐富的場景適應能力，逐步開始創(chuàng)新應用于數(shù)字文保、工業(yè)和自動化、自動駕駛、智慧城市、數(shù)字醫(yī)療等諸多領域，為各領域提供更高效的數(shù)字化解決方案，成為擁有更多可能的“超級數(shù)字場景”。

游戲科技邊界的無限，不再是想象。

值得一提的是，“數(shù)字藏經(jīng)洞”小程序，目前已經(jīng)上線。

想要體驗一鍵時空“穿越”的小伙伴們，可以搜小程序“云游敦煌”體驗~