守护历史光芒！无人机摄影让文化遗产“活”起来

如今很多影视或3A游戏大作中,我们都可以看到一些壮阔雄伟的建筑画面。这些建筑细节清晰可辨,整体又恢弘大气,让人轻松融入到画面所营造的世界中。但可能你不知道,这些画面正是来自于一项来自170多年前的技术——摄影测量。

一项广泛应用的“老技术”

摄影测量是一种将二维照片合成三维模型的技术,它通过拍摄同一物体不同角度的照片,再通过算法识别照片相同特征点,来解算出一个三维模型。这样的技术,不仅可以最真实地还原物体的尺寸比例,还能对细节实现非常高的还原度。

技术听起来非常高端,但其已经在影视、游戏、测绘等领域有了广泛的应用。

在3A大作《黑神话·悟空》实机演示视频中有些佛像模型采自重庆大足石刻。电影《流浪地球》中,上海场景的模型也来自于制作团队现场的实景采集。张艺谋电影《影》的拍摄时,制作团队就使用无人机对拍摄场景进行建模,实现了对场地的可视化预览。

也许未来我们能在各类影视剧、游戏中还能看到北京大兴机场的高清模型画面,在机场启用前,这个现实世界里的“凤凰”,已完好地存留在了数字世界中。

大兴机场高清模型

在刚结束的北京冬奥会上,场馆导览系统就首次启用了全维融媒体形式,通过全维视角展现了三个赛区12个冬奥会竞赛场馆和3个冬奥村场馆的媒体中心,对场馆媒体运行功能区、媒体流线、场馆运行情况等进行了可视化呈现。平台背后也正是得益于摄影测量技术的应用。 

冬奥会场馆导览系统

如今,随着技术门槛下降,只要一台相机,加上一台性能不错的电脑,再通过简单的学习,我们很多人都可以对一个小物件进行摄影测量并建模。如果想更进一步,买一台带有高精定位的无人机,那你还可以给老家的房子、甚至是小区的大楼建个模。

用无人机摄影测量保护文化遗产

近日,大V影视飓风通过视频向大家介绍了摄影测量另一个重要的应用领域——文化遗产保护。简单理解,通过摄影测量,我们可以对古建筑、古文物进行高精建模。有了三维模型,我们就可以为它们的修复和数字存档、数字化推广提供最全面的数据。

相比其他领域,摄影测量在文化遗产保护领域的应用也曾存在众多挑战。首先,大量的古建筑经过几十年甚至数百上千年的风雨洗礼,本身结构和外观状态都会发生很大变化,在没图纸情况下,对古建筑的勘测可谓难上加难;此外,古建筑本身带有一定的文化传承和艺术熏陶的功能,无论是雕刻细节还是色彩细节都需要准确还原。传统的测绘手段在精细程度上欠缺,还需要耗费大量的人力物力,在测绘过程中更容易会对建筑本身造成破坏。

直到无人机的出现。

2020年底,应乐山文物部门邀请,一支测绘团队带着大疆经纬 M300 RTK无人机、P1相机、大疆智图等软硬件设备,对乐山大佛进行了高精度航测建模,并首次实现毫米级分辨率,为我国文化遗产的保护工作带来了全新的思路。

用无人机拍摄的乐山大佛模型,分辨率可达毫米级

乐山大佛,开凿于唐代,通高 71米,是中国最大的一尊崖面石刻造像。整个大佛由山体向内开凿而成,形成一个上小下大的复杂内凹结构,此外,测绘区纹理非常复杂,给无人机摄影测量造成了极大困难。

航测团队采用“由粗到细”影像采集策略,利用半天时间完成数据采集,并花费32小时完成三维重建。最终,这个毫米级的实景三维模型,精准还原了乐山大佛的立体面貌和大佛周边的石刻造像,细节完整清晰,连大佛头部隐而不见的横向排水沟都能够轻松辨别。

文化古迹保护的精细化时代

无人机的加入,贴近摄影测量技术的突破应用,让文化古迹的保护与传承进入“精细化时代”,并获得越来越多测绘人的关注。

根据住建部要求,从2020年开始到2022年,全国需完成历史建筑100%测绘及系统录入工作,明确鼓励采用摄影测量等新技术,时间紧任务重。

2021年,为推动这项技术在文化古迹保护领域的应用,大疆行业应用联合武汉大学遥感信息工程学院、字节跳动公益、中国国家地理频道举办了首届“文化遗产数字化无人机贴近摄影测量大赛”,征集文化遗产的精细化三维模型。

让主办方没想到的是,这个圈子内的专业比赛竟吸引了超过8000人的关注,全国28个省份131支队伍的参加。参赛队伍最终提交了175个作品,覆盖20多个领域,这些作品以让中国古建筑风貌精细灵活地呈现在互联网的数字世界中。原来社会上已经有一波志同道合的人在推动着这个应用的落地,在做文化遗产保护。

以梵净山项目参与本次比赛的项目负责人罗辑表示,公司希望通过文化遗产数字化,挖掘到更多的应用场景,如旅游建筑规划,地质灾害分析,旅游信息化等。

事实上,大疆联合科技、互联网企业与院校等合办文化遗产摄影大赛,只是近年助力文化遗产的保护、传播与传承的一个缩影。

无人机的应用,正在高效地推动着我国文化遗产保护的数字化。而这样的保护,最终目的并不仅仅是为了“看见”。在隔日经年的雨雪风霜里,永久保存这些数据,让后辈能从这些古建筑中挖掘出古建筑背后的智慧与内涵,才是它更大的价值。