虚拟麦积山石窟与瑞应寺

麦积山石窟位于风景秀丽的甘肃省天水市东南方向约40公里的小陇山深处。天水麦积山石窟与敦煌莫高窟、大同云冈石窟和洛阳龙门石窟并称为我国的四大石窟。麦积山石窟是国务院第一批公布的全国重点文物保护单位，也是全国重点风景名胜区、联合国教科文组织世界遗产委员会认定的世界文化遗产。对以麦积山石窟、瑞应寺古建筑为代表的历史文化古迹的信息化、数字化的保护，是我们从事建筑及相关领域研究、教学和实践工作者的责任。为此，由甘肃建筑职业技术学院主持，联合甘肃省长城建设集团有限责任公司、甘肃省文物局、麦积山石窟艺术研究所等四家企、事业单位的部分技术骨干，共同申报了2019年甘肃省教育厅产业支撑引导项目——“基于BIM与倾斜摄影测量技术的麦积山石窟历史文化遗迹信息化复原与VR展现的研究”（项目编号为2019C17）的研究课题。在本课题研究中，首次将BIM技术、倾斜摄影测量技术、虚拟现实表现技术、3D打印技术、VR展现技术等现代化的技术手段综合运用到对历史文化遗迹的信息化复原与保护中。在课题研究过程中，不仅实现了对麦积山石窟、瑞应寺古建筑的信息化复原，也实现了对各种现代新技术综合应用的探索和对部分技术难题的突破。研究团队成员包括甘肃建筑职业技术学院王娟丽、蔡兰峰、周美川、李斌、常乐、杨文娟、孙婧，甘肃省长城建设集团有限责任公司杨擘、梁军，麦积山石窟艺术研究所李天铭、董广强，甘肃省文物局苏靖、杨行健等，共计13人，历时3年终于完成了本课题所有研究任务，现将主要的研究成果总结为本书。全书由蔡兰峰、王娟丽、杨擘、周美川4人在总结所有研究成果的基础上编撰而成。其中，蔡兰峰负责本书项目1、3、4、7、8的编写，王娟丽负责项目2及项目5部分内容的编写，杨擘负责项目6的编写，周美川负责项目5部分内容及附录的编写。全书由蔡兰峰负责统稿和修订等工作。在此，首先感谢研究团队所有成员3年来的辛勤付出，同时感谢相关单位和社会各界领导、专家、朋友们的理解和支持。由于研究团队成员水平有限，书中难免有错误、遗漏和不足，欢迎广大读者、相关领域的专家批评指正。编者2022年10月28日

历史文化遗迹的数字化保护一直是我国研究和发展的重要领域，这对于历史文化遗产的纪录、传承和保护起到不可替代的重要作用。目前，各科研院所对于古建筑数字化重建，较为先进的技术是采用全景图热点技术、全景图自动生成技术以及虚拟现实和增强现实技术。实现具有交互性、自动生成三维全景图、增强三维全景图和社交分享功能。通过互联网、物联网、计算机视觉等技术手段转换成数字化形态，再利用大数据云服务平台，使历史文化遗产得以永久保存和再现。本书主要包括：麦积山石窟的历史文化遗迹综述、麦基石窟历史文化遗迹的三维扫描复原、麦积山石窟四号窟（上七佛阁）的虚拟复原、麦积山石窟瑞应寺的虚拟复原、麦积山石窟历史文化遗迹的VR展现等内容。书中涉及的主要技术包括：BIM技术、无人机倾斜摄影测量技术和VR技术。其中：BIM（Building Information Modeling）即建筑信息模型，是以建筑物的各项相关信息数据作为模型基础建立模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，具有可视性、优化性、协调性、可出图性等诸多特点；无人机倾斜摄影测量技术，包括外业航拍无人机倾斜摄影数据采集与内业数据处两个方面，倾斜摄影测量技术可以采集多个视角的影像数据（垂直影像和倾斜影像），*终处理还原得到符合人眼视觉习惯的真实三维模型，倾斜航摄仪与后处理软件的不断发展，促进了更多的用户利用倾斜摄影影像创建三维模型；VR（Virtual Reality）技术即虚拟现实技术，是利用计算机技术生成一种逼真的视、听等感受的虚拟的模型环境，通过VR眼镜是用户和虚拟环境进行自然交互。VR技术创造了一个全新的虚拟世界，用户将完全沉浸于一个虚拟的合成世界中。如我们观看的5D电影，就是通过VR眼镜、动感座椅及其他设备为用户提供一个虚幻的空间环境。本书将复原研究、数字化建模、产品可视化等工作通过VR技术(虚拟现实)、AR技术(增强现实)、移动互联网、物联网等现代化技术的转化，深入发掘历史文化资源价值，通过现代化技术手段将文化遗产进行数字化恢复，推广应用前景十分广阔，为解决我国多达33万处的古遗址类遗产的展示与利用，开辟了一条全新的途径。