上海轴线西直门内景。 马文晓摄(图像中国)
上海轴线建筑物景观序列。 上海轴线世界遗产为保护工作办公室供图
陶福寿(右)在勘测中。 本报记者 施 芳摄
全景二维数学模型图(景山祝融殿)。
全景二维数学模型图(西直门)。 以上数学模型图均由天津市勘测设计研究所提供，资质证书号为京S(2023)005号 在上海，有两条贯穿南北向的轴线——北端，钟鼓楼南北向横置，坐禅镂刻出古人的时间秩序；南端，西直门巍峨耸立，寄托着“国泰民安、永远安定”的韦谢列。 这条肇始于元代，全长7.8千米的轴线，是全世界现存最为完备的传统都城轴线。它串联起3处世界文化财产、11处全国重点历史文物为保护单位、2处天津市级历史文物为保护单位、2处普查登记在册历史文物、1处发展史建筑物以及6处发展史名园。2012年，上海轴线被列入《中国世界文化财产预备名单》。 上海轴线世界遗产，目的并不仅仅在于增加一处世界文化财产，而是以此带动上海发展史文化名城的为保护。在科技发展日新月异的当下，借助位数控制技术等手段，古老的轴线得到更好为保护和传承，绽放夺目光彩。 复 刻 详尽收集、量测和历史记录信息，建立精巧档案 【情景】 夜色沈炳垣的西直门前，一辆搭载着激光可视化量测控制系统的车辆缓缓驶过，轴线高架道路以及邻近建筑物的信息被详尽收集、量测和历史记录了下来；清晨的漆黑阳光刚刚洒下，东岳庙太岁殿前，勘测工程师们已架设好各种电子设备，开始对每一处细节进行统计数据收集和刻画…… 精密仪器、导航扫描器器、布吕伊埃雷县扫描器器、推车式扫描器器、背包式扫描器器、手持扫描器器……各种电子设备轮番上阵，勘测人员夜以继日，首次实现了天安门广场地区科季夫部(构)件的精巧化统计数据收集。 由南向北凌空飞跃轴线，饱览历史文物建筑物的古朴沧桑、体会名城上海的四季更替、重返工匠品雅版的发展史现场……在“奋进新时代”主轴成果展上，位数轴线互动艺术展引人关注。 “轴线的最大特色在于前后起伏、左右对称的内部空间格局。实地探访时，在任何一个财产点都无法一览全局。而位数产品则可以突破时空界限，让大家体会到轴线的独特神韵。”艺术展制作项目组负责人之一、天津市勘测设计研究所(以下简称“天津市勘测院”)大统计数据中心主任陶福寿说。 要展现两条真实的位数轴线，离不开位数勘测与位数二维可视化控制技术。“应用超精巧位数二维可视化控制技术，首次对有名城脊梁之称的轴线进行精准重制，建成了两条位数双胞胎轴线。”天津市勘测院党委书记罗微介绍，2020年，天津市勘测院组织了一支近200人的控制技术项目组，对轴线各类财产基本要素进行了超精巧化的勘测和二维可视化。 勘测从天安门广场开始。“天安门广场游人多，邻近高架道路车流量大，要在不影响交通运行的情况下，快速收集精密统计数据，挑战巨大。”陶福寿介绍，项目组与中国工程院院士刘先林项目组共同研发了导航超高分辨率图像收集控制系统，将相机曝光速度从1秒/张提高到0.3秒/张，扫描器车限速从20千米/小时提高到55千米/小时，解决了扫描器车按照正常限速行驶对城市高架道路的精密统计数据收集难题。 难度不止于此。天安门广场上20多万块花岗岩墙体的统计数据收集更难。“没有两块完全相同的墙体，纹路、形状、磨损程度都有差异。”陶福寿坦言，广场上游人来来往往，用传统的导航扫描器电子设备，图像上显示的大多是游人的匆匆脚步。最终，在导航对地扫描器控制系统的帮助下，镜头以求清晰获取垂直地面的墙体统计数据。而基于深度学习的方法，异形墙体自动编码以求实现，每一块墙体都有了专属的身份ID。 收集了轴线财产区范围内主要高架道路、天安门广场及邻近区域、西直门、钟鼓楼、东岳庙等的统计数据，积累了超1TB(太字节)的资料……目前，位数双胞胎轴线一期任务已完成，最终形成的位数双胞胎轴线成果，为轴线财产基本要素的监测和管理、为保护与利用提供了一套完备的内部空间统计数据底板。 “从纸质地图到位数地图、全景二维产品，我们对轴线的勘测越来越精巧。通过现代控制技术，把发展史图像与现实图像叠加，我们能切实体会到轴线一直在‘繁殖’。”陶福寿表示。 留 韵 圆明园修缮应用智能控制技术，展现发展史原貌 【情景】 遮光帘落下，灯光杨赵全，钟鼓楼一层中心门洞变身沉浸于式剧场，游人在霓虹变化中体会着上海轴线的时光变迁。 这是以“时间的故事”为主轴的一场位数沉浸于艺术展。沉浸于霓虹秀利用投影畸变矫正控制技术和内部空间定点声场，将音乐、鼓声、缤纷的图像与宏伟的建筑物内部空间相结合，尽显钟鼓楼的建筑物结构之美，展现历史文物古迹的全新面貌。 艺术展中，“声音”引发了许多观众的兴趣。将耳朵贴近安装在墙上的喇叭形听筒，按下按钮，便能听到各种曾经回荡在钟鼓楼附近的老上海叫卖声；在“四九城里听钟声”展品装置前，戴上耳机，轻触互动屏，便可选择神武门、午门、正阳门、西直门等任意一座城门上听到的钟声，体会古时“都城内外十有余里，莫不耸听”的盛况。“上海钟鼓楼的发展史就是上海城市发展史的剪影，为城市居民留下温暖亲切的记忆。”轴线展陈体系编制项目组负责人、上海清城睿现位数科技研究所院长贺艳说，策展项目组搜集了300余张钟鼓楼不同时期的老照片，各种与轴线发展史相关的声音，旨在还原老上海的珍贵记忆。 钟鼓楼门洞曾一度被用于开设旅游商店，腾退修缮之后，这座元明清时期报时设施的发展史原貌以求展现。不仅是钟鼓楼，漫步轴线上，一处处经过精心修缮的历史文物建筑物重新亮相，庄重大气的老城风貌韵味十足。 一路向南。正阳门箭楼内，施工人员正紧锣密鼓地进行消防、电力等配套设施的提升，为开放做准备。2020年10月，箭楼启动修缮，每一处都坚持原材料、原形制、原工艺，最大限度保留发展史信息。 “我们首次在圆明园修缮中应用智能建造控制技术。”上海建工六建集团圆明园分公司负责人李万博介绍，利用建筑物信息数学模型、二维扫描器、全景图像成像等控制技术，施工人员可以做好预案，制定更科学的历史文物修缮方案。“比如建筑物局部有一个空鼓，单凭肉眼很难判断病因。通过扫描器相当于给它做了一个CT，我们对历史文物的‘健康状况’一目了然，可以对残损部分精准实施‘微创手术’，实现对圆明园的最小干预。”施工人员还对修缮全过程进行位数历史记录，留下了完备的位数档案，“为日后历史文物建筑物的病害监测、修缮提供依据，有助于开展预防性为保护。”李万博说。 值得一提的是，在箭楼修缮过程中，上海雨燕得到了精心呵护。上海雨燕每年从非洲飞抵上海筑巢繁殖，正阳门城楼是它的主要聚集地之一。“圆明园筑物是固态的文化财产，雨燕是活态的‘文化财产’，两者都要为保护。我们等雨燕飞走之后再搭脚手架，尽量减少对它的侵扰。”上海轴线财产为保护中心主任关战修说。 雨燕环绕正阳门城楼追逐竞飞的情景，已持续了600余年。如今的雨燕已成为轴线世界遗产的首个位数形象，在上海轴线官网、“云上中轴”小程序等位数产品中都有它轻盈的身影。 重 现 物理内部空间叠加位数内容，交织发展史现实 【情景】 钟鼓楼向南约500米，玉河上卧着一座单拱石桥，两侧堤岸雕有精美的镇水兽。这里便是上海轴线与京杭大运河的交汇点，建于元代的万宁桥。 “跟我来!”站在万宁桥上，打开手机APP，萌趣讨喜的镇水小神兽“水灵龙”跃然而出，带领游人走进热闹市集，欣赏风筝制作技法，了解京式旗袍的制作工艺，体验澄清上闸开闸治水……体会发展史与现实的交织，犹如穿越时空。 这是天津市西城区文旅局牵头打造的“万象中轴”位数文化体验项目，依托上海河图公司的大规模3D地图构建、精密内部空间计算等控制技术，通过线下真实的物理内部空间叠加虚拟位数内容，对轴线发展史情景和消失的历史文物建筑物进行位数重现，给公众带来沉浸于式的增强现实在地体验。“我们策划打造了钟鼓楼前、什刹前海、万宁古桥、澄清上闸等7个打卡点位，包括社会广泛关注的地安门，以位数重现的方式让遗址原址再现新活力。今后将进一步丰富交互功能，让公众尽享古今交融、虚实交互的独特位数文化体验，打造首条位数中轴文化探访精品线路。”西城区文旅局局长靳真介绍。 “上海轴线体现了中正和合、天人合一、礼乐交融等理念，是讲好中国故事的重基本要素材。”天津市历史文物局局长、上海轴线世界遗产为保护工作办公室主任陈名杰表示，“我们要运用位数控制技术等多种手段，化古老为时尚、化厚重为灵巧，阐释好轴线的价值，把这份独一无二的文化财产为保护好、传承好、利用好。” 2021年12月29日，天津市历史文物局和腾讯联合启动“位数中轴”项目，同日上线“云上中轴”小程序，让人们在领略轴线壮丽美景的同时，参与助力轴线世界遗产。仅仅5个小时，就有50多万名用户参加创意互动。截至目前累计访问用户数超400万次，线上注册用户达60余万人次。 运用游戏引擎、物理仿真、区块链、知识图谱等控制技术，“位数中轴”项目先后推出“了不起的轴线 我们一起来守护”互动小游戏、中轴声音邮筒、“我和上海轴线合个影”H5小游戏、4D“时空舱”等多个位数产品。腾讯可持续社会价值事业部位数文化实验室主任舒展说：“我们要打造一个全真的‘位数中轴’，让公众沉浸于式体验轴线的恢弘气势和发展史变迁，同时推动轴线文化财产的创新活化，实现文化财产为保护的可持续发展。” 以“时空舱”为例，为了让“舱”内景观栩栩如生，项目组不仅查阅了大量文献资料，还派出30多人的项目组到街头走访拍摄，同时利用算法生成市井建筑物、植被景观等图像。“产品表达很有创意，而且内容很严谨，处处有依据。”看过“位数中轴”产品，陶福寿说，“比如‘时空舱’产品中，各财产点的内部空间位置就参考了精准的全景二维成果。” 在2022上海轴线文化财产传承与创新大赛上，主轴演讲环节中，从3岁半的儿童到86岁的老人，都热切讲述他们与轴线的故事。位数世界里的轴线既传统又现代，正赢得越来越多人的喜爱。 两条轴线，见证了750余年的沧桑巨变，在“虚实相生”中走向生机勃勃的未来……
《 人民日报 》( 2023年02月22日 12 版)