600歲的故宮,也上了人工智慧的車

大資料文摘發表於2020-07-15

600歲的故宮,也上了人工智慧的車

大資料文摘授權轉載自HyperAI超神經

作者:神經小兮


中國的民族記憶——故宮,於明成祖永樂四年(1406年)開始建設,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,風雨飄搖,故宮巍然不動,到如今趕上了人工智慧這波大潮。


在剛剛結束的WAIC 2020世界人工智慧大會中,故宮前任院長單霽翔在會上作了主題演講,介紹了故宮如何利用技術實現文物保護與文化傳播


故宮擁AI:帶領遊客夢迴大清


近年來,故宮成了名副其實的網紅,不僅在媒體平臺上有數千萬粉絲,還透過成功的營銷,成為了頂級文化符號。從2013年起,就陸續上線故宮專屬App,至今已經出品10款,包括《皇帝的一天》、《紫禁城祥瑞》、《每日故宮》等等。


600歲的故宮,也上了人工智慧的車

論壇、數字化博物館、沉浸式互動,故宮越來越有科技感


除了藉助科技手段來實現文化傳播外,故宮還利用AI技術,保護、修復、全面展示文物,讓遊客得以見到更加完整的故宮。


數字博物館:遊客也能與文物互動 


2015年12月22日,經過兩年的建設,故宮博物院的端門數字館也終於建成,首次亮相。


端門,是過去紫禁城的正門,透過採集高精度文物資料,結合學術考證,把文物和歷史文化積澱再現於數字世界中。


600歲的故宮,也上了人工智慧的車

端門數字博物館由清華美院團隊設計


單霽翔介紹,遊客在這裡,可以和1200多個古建築對話,還可以看到未能展出的1500塊大地毯


比如,遊客可以呼叫一幅書法,還可以進行臨摹,臨摹之後還可以讓系統打分。


另外一個數字展館為「數字多寶閣」,它由9列2排共18塊高畫質螢幕組成,精選12大類、160多件故宮典藏器物,利用高精度三維模型,構建一個虛擬的「多寶閣」。


600歲的故宮,也上了人工智慧的車

在「數字多寶閣」,觀眾可以近距離觀賞文物


其中約50件文物可以伸手觸控、縮放、旋轉至各個角度,以觀看細節,還有7件文物,利用多媒體方式向觀眾進一步詳細解讀其中的資訊。


此外,「數字多寶閣」還利用數字化手段,讓人們瞭解文物的製作、使用過程。


VR導覽:未開放區域,也能全景參觀 


數字化博物館,不僅讓人們近距離觀賞文物,還讓遊客能夠參觀此前無法進入的空間


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


600歲的故宮,也上了人工智慧的車

僅8平米的三希堂遊客禁止入內,但能透過VR瀏覽


在利用數字化技術後,利用高畫質投影系統構,建起三面包裹的沉浸式立體虛擬環境,高度模擬模擬三希堂,遊客也能夠「走進」VR中的三希堂,身臨其境地欣賞其中原狀陳設,感受宮殿室內空間。遊客還可以在數字屏風前,欣賞自己穿上古裝的樣子。


另外,一些古建築因修繕,也無法被參觀,但透過VR技術,遊客依然可以對其一覽無餘。


比如養心殿今年在修繕,無法進入,但是遊客可以走進「數字養心殿」,也是別有一番感受。


「遊客可以坐在皇帝的寶座上自己批批奏摺,自己蓋個印,系統還會評價,你批得好還是皇帝批得好。在這裡,你可以和大臣來互動,這些大臣都特別會聊天,每個大臣都會說500多句話,你說什麼都會給你積極的應答,叫你心花怒放。」單霽翔介紹道。


AI監測環境:做文物的「保健醫生


除了數字化博物館之外,單霽翔還表示,人工智慧在文化遺產保護領域還有很多應用,比如展廳溫溼度、城牆沉降的監測、白蟻的監測、古建築病害的監測、觀眾流量的監測等。


不過,我們目前尚未了解到故宮具體是如何利用AI監測環境的,但這類技術早已被應用在其他文物保護中,成為了文物的「保健醫生」


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


針對這類文物的保護難題,天津大學文化遺產保護與傳承資訊科技研究中心的張加萬團隊,研發出以「文物本體與風險源關聯模型」為核心的預防性保護技術。


團隊與敦煌研究院合作,對11個洞窟、47個監測點,進行了持續性的壁畫和彩塑文物本體年度監測。


600歲的故宮,也上了人工智慧的車

此類文物易出現的 4 種典型病害:
皰疹、酥鹼、起甲、裂隙


透過微變監測技術對本體產生的微小變化進行準確感知與測量;同時藉助影像分析、機器學習與攝影測量學等相關技術,對本體中的4類病害進行了多尺度量化分析。


團隊對敦煌莫高窟部分壁畫從2014年監測至2016年,之後對監測結果進行分析,團隊首次發現了一年短週期內的0.1毫米級壁畫本體細微變化。這一結果被文物保護領域權威專家普遍認為屬於該領域實質性突破。


600歲的故宮,也上了人工智慧的車

張加萬相信計算機圖形學在文物保護方面還有巨大潛力


張加萬說,這套技術正是要找到應對風險的路徑,「我們要建立一個感知、分析、評估、響應的整合平臺。」


目前,同樣的技術已經在敦煌研究院、頤和園、拉卜楞寺等遺產地開始應用。


AI+藝術保護:廣闊天地,大有可為


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


故宮,也在科技的加持下,給遊客越來越多的驚喜。


單霽翔說,「透過人工智慧,如何讓博物館文化走進千家萬戶,這是一個永無止境的課題。」而現在已經實現的成果,讓我們有理由相信,這個課題終將碩果累累。


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