数字新媒体技术在《数字版清明上河图》项目上的展示与应用

数字新媒体技术在《数字版清明上河图》项目上的展示与应用

一项目介绍通过北京奥运会开（闭）幕式数字影像、上海世博会《数字版清明上河图》、伦敦奥运会开（闭）幕式数字影像等项目的成功尝试，由北京水晶石数字科技股份有限公司研发并实施的“大规模数字影像技术在大型文化活动中的开发应用”不断取得新的成绩。北京水晶石公司是2008北京奥运会图像设计服务供应商、2010年上海世博会多媒体供应商、2012伦敦奥运会图像设计服务供应商。为了完成相应重大活动的数字展示工作内容，公司全面启动大规模数字影像技术在大型文化活动中的开发应用。目前，该项目已经取得良好的社会效益与经济效益，并且随着伦敦奥运会的举行，促进中国新型科技企业以新的形象在国际社会上大放异彩，获得国际赞誉，并在相关领域为中国文创企业取得领先优势。二项目概况该项目属于计算机应用技术的多媒体技术领域。其一，研究开发内容：主要研究超大型数字影像开发、集成技术及网上博物馆展示集成技术。其二，解决的主要技术问题：主要解决超大型数字影像的融合、拼接、同步以及集成问题；网络博物馆的富媒体元数据存储、三维文物复原、纹理渲染、三维数据传输以及跨平台展示问题。其三，有效性：超大型数字影像集成技术的主要创新在规模超大、数据量超大、无缝拼接集成领域；网络博物馆展示技术的主要创新在于海量数据、动态加载、跨平台应用、富媒体融合等领域。其四，实践性：该工程使水晶石年产值增加40%左右。项目促进了整个数字展示产业的技术升级，超大型数字影像技术在各类活动中广泛应用，网络博物馆逐渐成为现代展示必不可少的内容之一。其五，示范性：此项目的成功实施，使中国科技企业在国际舞台上大放异彩，进一步提升了北京企业的国际影响力、中国文化创意企业的知名度，提升了品牌价值，增强了企业的国际竞争力。大规模数字影像技术在大型文化活动中的成功研发，切实增强了企业的核心竞争力，为企业长期发展及在国际项目上的竞争，奠定了良好的技术基础。相关技术在国际大型活动中的广泛应用，将可形成在国际上独特的数字展示技术数据库和知识库，为中国企业未来参与国际项目积累宝贵经验，为未来中国文化与科技企业赢得国际竞争的主动权，打下良好的技术与项目基础。三项目实施背景水晶石公司先后承接2008年北京奥运会图像设计服务、2010年上海世博会多媒体供应、2012年伦敦奥运图像设计服务，此类工程皆属于国际瞩目的大型项目，其技术应用水平达到国际最高水平。为了圆满完成以上工程，水晶石公司全面启动了大规模数字影像技术在大型文化活动中的开发应用，在公司原有影像技术基础上，集成并研发了一系列影像集成技术，具体包括：超大型数字影像集成技术、网上博物馆展示集成技术等。北京奥运会期间，从“卷轴”上展现的精美景观，到文艺演出时鸟巢“碗口”环绕屏幕的视觉内容，再到李宁点燃主火炬时在他身后打开的“画卷”，数字影像在北京奥运会开幕式中扮演着独特的“角色”，这是奥运历史上最大规模综合运用数字影像技术，并且创造了诸多之最：影像时间最长；屏幕尺寸最大；数据量最多；3D及数字特效运用最多。开幕式的数字影像由长达60分钟、贯穿开幕式始终、10余场次的数字影像内容构成，包括开幕式145.5米地幕、492米鸟巢顶部碗边环幕的全部数字影像内容，这给水晶石公司提出了很大的技术难题。水晶石成为上海世博会多媒体服务供应商后，与世博局、腾讯公司等几家单位创意出“网上世博”这一世博盛会中的全新展览形式，被誉为“永不落幕的世博会”。网上博物馆展示集成技术也是大规模数字影像技术在大型文化活动中的开发应用的重要组成部分。它是以虚拟人和虚拟空间数据库为基础，采用国际一流的模型重建、对象拾取、动态贴图等先进的虚拟现实技术以及人机交互技术和人工智能等技术，以网络三维交互式富媒体为表现形式，结合网络互动游戏和线上活动的交互手段，利用网站平台、互动社区平台和移动互联网平台进行展览展示活动的新型富媒体应用平台。该平台是国内首创的、突破了传统实体展厅局限的、全新的数字展览方式，是互联网结合展览行业的创新。本项目现有核心技术在网上世博、网上世园会等项目中获得了客户认可和技术积累，技术达到国际领先水平。四项目实施总体思路大规模数字影像技术在大型文化活动中的开发应用项目属于计算机应用技术的多媒体技术领域，主要解决超大型数字影像的融合、拼接、同步以及集成技术问题，以及网络博物馆的富媒体元数据存储、三维文物复原、纹理渲染、三维数据传输以及跨平台展示技术问题。（一）超大型数字影像集成技术该项技术属于计算机技术领域的多媒体技术领域，通过多通道图像融合技术、超大数据量处理技术在巨幕上完美、逼真地体现展示内容。针对奥运开幕式145.5米地幕、492米鸟巢顶部碗边环幕的影像播放集成技术，水晶石公司在原有的多通道融合技术基础上，深化应用，创造了同时集成应用140台影视播放设备的案例。同时，该技术在上海世博会的动态版《清明上河图》也取得成功应用。上海世博会上，那幅长达128米、高6.5米的“复活”了的《清明上河图》则是水晶石用高科技诠释古老文化的又一次尝试。在这幅长卷中，《清明上河图》中的每个人物、车马都栩栩如生地动了起来，河水也波光荡漾，而且画面还呈现出了白天和入夜后的不同场景。这幅复活的《清明上河图》成为世博会中国馆的镇馆之宝。（二）网上博物馆展示集成技术目前不论是国内还是国外的博物馆所面临的最大挑战就是如何既能够发现一种方式来普及传播博物馆文化，又让受众体会到乐趣和观赏价值。随着网络的发展，各类媒体形式多样化呈现，博物馆的参观人数受到了前所未有的冲击。大部分的参观者，尤其是本应作为博物馆核心参观者的年轻人，对博物馆惯常的沉闷的表现方式感到厌倦。同时，有些珍贵文物的安全性要求和苛刻的保存条件也不允许观看者去从任意角度观摩实物。面对以上挑战，水晶公司用网上博物馆展示技术在博物馆虚拟现实领域迈出了坚实的一步。网上博物馆展示技术为博物馆展览展示增加了趣味，同时也为参与人群数量的增长提供了有效的途径。网上博物馆展示技术使得观众得到身临其境的感受。观众再也不只是浏览简单的图片或者观看一段视频，而是可以置身其中，发现、探索诸如历代文物、历史遗迹等。这些体验不仅仅是欣赏的过程，更重要的是一个丰富的学习过程。网上博物馆展示技术以新媒体的展现方式最大化地传递信息，吸引更多的受众来学习文物、爱护文物，以一种全新的方式弘扬了中华民族的传统文化。五项目的创新与突破该项目在设计与实施观念和理念、内容和形式、方法和手段、研发与市场机制和体制等方面具有一定的创新与突破。（一）超大型数字影像集成技术包括多台设备影像同步播放技术，多台高分辨率设备远距离信号传输还原技术，多台高分辨率投影设备亮度、颜色校正技术，多路扩声系统构建，裸眼立体影像观影设计等。（二）网上博物馆展示集成技术包括富媒体元数据技术（技术特点：自描述文件，强大的扩展性）；多精度真实文物三维复原技术（技术特点：多精度模型数据合成，高仿真材质纹理匹配，符合准确性、艺术性的环境构建）；高精度纹理贴图着色渲染技术（技术特点：地形环境光照遮蔽贴图SSAO、高动态范围光照技术的引入HDR、移贴图和视差映射贴图技术引入）；跨平台显示技术（技术特点：引擎工具强大、通过Linux支持数字电视）；NCITY网络三维信息生产、发布与显示技术，NCITY技术是由水晶石公司自主研发的、国内领先的网络三维内容投放显示技术。六项目实施解决的主要问题水晶石公司希望通过这一项目的探索和实施，解决行业共性问题和影响事业发展的瓶颈问题，开拓数字视觉技术应用的范围和使用模式，探索新的市场运营方式。大规模数字影像技术在大型文化活动中的成功开发应用，推动了数字展示领域的技术变革。这主要包括：超大型数字图像集成技术、网上博物馆集成技术。超大型数字图像集成技术的成功研发与应用，在技术上开启了一种大型数字图像融合应用的模式，在市场领域开拓出一种新的展示中国传统文化的方式。在奥运会后，该技术广泛地应用于世博会与各地各类博物馆、展示馆、大型主题公园、旅游、大型主题活动等领域。网上博物馆集成技术的成功研发与应用，在技术上解决了速度慢、跨平台、动态加载、海量数据等一系列技术难题，在市场上开启一个网上展示的新篇章。奥运会后，该技术在世博会上得到全面发扬光大，“网上世博”是该类应用的经典案例。七项目应用情况大规模数字影像技术在大型文化活动中的成功开发应用，保证了北京奥运会开闭幕式的顺利举行，为全世界人民奉献了一场杰出的、全新的奥运开幕式。其相关技术在奥运后的时间里，继续得到广泛应用。例如：上海世博会中国馆的动画版《清明上河图》。《清明上河图》是由北宋画家张择端所作，原画长5.28米，高25厘米，描绘的是北宋京城汴梁及汴河两岸的繁华街景以及自然风光。而《清明上河图》动态版则利用顶尖的电脑科技和投影设备，将画作放大30倍，投影在约120米长、6米高的巨大屏幕上，相当于一个足球场的长度以及两层楼的高度。最引人瞩目的是，动态画不仅有日夜之分，画中所有人物和动物也都栩栩如生：有脚夫赶着毛驴缓缓前行，也有商贾经过虹桥，往来衣着不同，神情各异，将九百年前北宋首都汴京的繁华风貌，清楚地呈现在人们眼前。2010年上海网上世博会是网络博物馆技术的经典应用案例。“网上世博会”不仅包括推介、导览的功能，还能通过浏览交互式的手段介绍有关世博会的大量背景。此外，“网上直播”可以提供体验仿真、游戏互动和虚拟等手段，带领人们漫游世博园区，深入世博会展馆来体验感受，这是“网上世博会”最具特色的方面。此外，在2012年伦敦奥运会上，“大规模数字影像技术在大型文化活动中的开发应用”相关技术也继续得到广泛应用。八社会、经济效益及国际影响力（一）巨大的经济效益作为国内优秀文化创意企业，水晶石在市政府引导下，积极提高自主创新能力、推动文化与科技结合，以数字化形式创新业态、开发市场，把中华民族灿烂的历史文化传播到世界各地。其一，继北京奥运会和上海世博会数字版清明上河图后，借助国际活动的影响力，极大地宣传了文物数字化与现代化展览的概念，促进了整个数字视觉产业的发展。中国市场监测中心的数据显示“2010年我国数字视觉产业规模已达到1168.3亿元，其市场规模较之2009年增长了22.72%”，其中400亿元为展览展示和文化活动类需求，可见其市场规模非常可观。随着大型活动给中国企业创造的机遇，以及政府的支持、自身的努力，数字影像工程技术和网络展览技术必将成为中国企业参与国际竞争的优势技术。其二，新技术的研发与应用极大促进了水晶石公司的发展，在短短的几年内，它从一个几百人的公司，成长为一个3000人的公司。目前，它已经成为国内最著名的数字影像创意公司之一，其规模亚洲最大。集团公司年产值在10亿元左右。其三，在自身大力发展的同时，它带动的相关企业产值也达30亿元左右。它促进了文物数字化上下游产业链的发展，与此技术相关的硬件、软件、系统集成、网络、展览、活动等企业，由于突破性新技术的应用，也迎来了迅猛发展的春天。其四，在数字化文物和展览领域，由于新技术的开发和成功应用，并通过世博等大型活动的宣传，水晶石已成为国内文化创意企业的优秀代表，水晶石还将加大研发力度，在数字影像领域积极拓展，引领国内文化创意企业进步。（二）显著的社会效益大规模数字影像技术在大型文化活动中的开发应用，创造了多个具有国际影响力的精品。以《数字版清明上河图》为例，它获得众多国内外荣誉、取得了良好的社会反响，在展览展示、科教文博等各个领域都获得了一致好评。——依托国际级大型活动的平台，向世界人民充分展示了中华民族的优秀灿烂的历史文化。——中华民族的文明，历史悠久，意蕴深厚，但传统的表达方式，不易于让现代人尤其是外国人接受。以数字为核心的多媒体手段，使中华文明重获新生，《清明上河图》成为国际社会追捧的焦点。——大规模数字影像技术在文化领域的应用，激励着中国本土企业以奋进的姿态投入国际竞争的大舞台。——作为本土企业，水晶石所研发的数字影像及多媒体展示技术在世界上处