中國首個沉浸式考古虛擬互動教學(xué)實驗室成立 使學(xué)生學(xué)習(xí)時能身臨其境

當(dāng)考古遇上VR讓你不出校門即可身臨農(nóng)田、山地、沙漠、綠洲、草原巍峨的宮殿、深邃古墓等等考！古！現(xiàn)！場！這是什么操作？全新的數(shù)字化考古教學(xué)系統(tǒng)酷炫的虛擬教學(xué)VR設(shè)備考古遺址三維虛擬仿真情境，盡在西北大學(xué)沉浸式考古虛擬互動教學(xué)實驗室！

中國首個沉浸式考古虛擬互動教學(xué)實驗室

西北大學(xué)沉浸式考古虛擬互動教學(xué)實驗室在唐仲英基金會的支持下創(chuàng)立，是國內(nèi)高校中首個使用VR技術(shù)再現(xiàn)考古場景，為使用者提供身臨其境、互動體驗的考古教學(xué)實驗室。

考古學(xué)科是強(qiáng)調(diào)理論與實踐相結(jié)合的學(xué)科，實踐教學(xué)起著關(guān)鍵作用。然而學(xué)生參與實踐訓(xùn)練，前往考古工地、博物館或者遺址現(xiàn)場的機(jī)會是比較有限的，傳統(tǒng)輔助圖片和文字的二維課堂授課方式，也難以使學(xué)生獲得身臨其境的直觀感受。

“在沉浸式考古虛擬互動教學(xué)實驗室中，我們可以把實際采集到的古遺址、古墓葬的數(shù)據(jù)做成模型，讓學(xué)生身臨其境地進(jìn)行體驗。通過這種方式，可以幫助學(xué)生直觀地理解這些不同類型遺跡、遺物的特征，可以使書本上的文字、圖片描述變得鮮活起來，讓學(xué)生對其有更細(xì)致、更直觀、更立體的感受?！蔽鞅贝髮W(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院副院長馬健介紹說。

通過虛擬現(xiàn)實考古教學(xué)系統(tǒng)，教師可以不受時空限制在虛擬空間中生動地講解考古或歷史知識，還可以利用田野考古發(fā)掘?qū)嵺`場景進(jìn)行虛擬操作，體驗現(xiàn)場考古。此外，虛擬現(xiàn)實在考古教育方面應(yīng)用的一大優(yōu)點還在于其絕對的安全性，不會因為操作失誤造成文物損壞甚至人身安全事故。

“這是在考古學(xué)教學(xué)手段、方法和理念上的一次重大革新?！瘪R健表示。

VR考古教學(xué)的真實數(shù)據(jù)模型來自哪里？

沉浸式考古虛擬互動體驗教學(xué)系統(tǒng)主要為考古學(xué)科學(xué)生教學(xué)專門設(shè)計開發(fā)，主要是在三維虛擬仿真情境下培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生觀察、分析、判斷各類考古遺跡特征的能力；學(xué)習(xí)考古調(diào)查、勘探、發(fā)掘的基本流程與方法；通過模擬操作，在學(xué)生真正參加考古實踐之前，掌握基本技能。

該系統(tǒng)的素材直接來源于一線考古工作獲取的真實實物模型，軟件開發(fā)采用國際流行的游戲引擎，仿真模擬農(nóng)田、山地、沙漠、綠洲、草原等多種環(huán)境下，地上房屋建筑、地下墓葬、窖穴、水井、灰坑等多種遺跡的調(diào)查、發(fā)掘、記錄的情景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與分析、思考能力。虛擬現(xiàn)實考古教學(xué)系統(tǒng)需要的教學(xué)三維數(shù)據(jù)模型等資源，來源主要包括兩個方面：

西北大學(xué)承擔(dān)的考古發(fā)掘調(diào)查項目。西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院承擔(dān)國家各級別考古項目數(shù)量豐富，加之每年進(jìn)行考古實習(xí)，積累了豐富的考古三維數(shù)據(jù)資源。如 2018 年在新疆伊吾縣進(jìn)行的伊吾河流域史前遺存調(diào)查、巴里坤縣石人子溝-紅山口遺址群調(diào)查采集的數(shù)據(jù)，已經(jīng)制作成為三維數(shù)據(jù)模型加入該系統(tǒng)中。后續(xù)將根據(jù)教學(xué)需要，有針對性的補(bǔ)充三維數(shù)據(jù)模型。

西北各省市考古文博單位的相關(guān)數(shù)據(jù)。西北大學(xué)已經(jīng)與青海省文物考古研究所、甘肅省文物考古研究所等多家考古文博單位簽署數(shù)據(jù)共享與保密協(xié)議。目前案例庫中包含了墓葬、城址還有宗教遺跡等各個門類的實例，后續(xù)將會不斷增加有代表性的重要遺址和墓葬數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)，豐富案例庫。

實驗室負(fù)責(zé)人、西北大學(xué)文化遺產(chǎn)學(xué)院教師習(xí)通源表示，學(xué)院計劃將考古、文物保護(hù)等多門課程的教學(xué)引入到該系統(tǒng)中，使得教學(xué)從平面到立體，形成一整套虛擬教學(xué)教材?！皩嶋H上不光考古學(xué)科，地質(zhì)學(xué)、歷史學(xué)等學(xué)科也能很好地利用這種方法來進(jìn)一步豐富教學(xué)手段?！彼f，“比方說，在講到秦漢時期的車馬坑的時候，傳統(tǒng)的教學(xué)僅限于用二維照片和文字表示其外觀尺寸等信息。而通過虛擬現(xiàn)實手段，老師就可以帶領(lǐng)同學(xué)在‘現(xiàn)場’體驗車馬坑究竟是什么樣子，現(xiàn)場感受它的大小、空間、顏色。這無疑會大幅提升教學(xué)效果?！?/p>

身臨其境感知古代遺址與文物

在大一剛?cè)雽W(xué)的時候，我們只能通過老師PPT上的平面圖來辨識和研究遺址、陵墓的特點。數(shù)字化的考古實驗室的建立，讓我們可以身臨其境地跟隨老師進(jìn)入到考古遺址當(dāng)中，去感受每一個細(xì)節(jié)，體會它們的變化和特點。之前只能在遠(yuǎn)距離上觀察遺址或者是遺跡的樣貌，但是通過這種數(shù)字化考古實驗室，在VR體驗過程之中，我可以近距離接觸到文物，感受到更多。

——祖岳 文化遺產(chǎn)學(xué)院大四學(xué)生

VR技術(shù)可以讓我們比較直觀、準(zhǔn)確地看到一些古代的遺址和墓葬，并且可以有效地避免對于遺址的損壞。我們可以通過VR體驗對考古更加了解，在以后的田野實踐中也會更加得心應(yīng)手。

——金玉橋 文化遺產(chǎn)學(xué)院大四學(xué)生

推動文化遺產(chǎn)教學(xué)的數(shù)字化進(jìn)程

數(shù)字化考古與文化遺產(chǎn)研究實驗室建設(shè)的目的是以文化遺產(chǎn)為主要研究對象，以西北大學(xué)文理工等多學(xué)科綜合研究為基礎(chǔ)，整合考古學(xué)與計算機(jī)科學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)，展開數(shù)字化考古與文化遺產(chǎn)保護(hù)的新技術(shù)研究。將信息學(xué)科中的科學(xué)理念、科學(xué)理論和科學(xué)方法應(yīng)用于數(shù)字化考古、文化遺產(chǎn)數(shù)字化、保存與修復(fù)，是對傳統(tǒng)的保存、修復(fù)理論、方法和技術(shù)的科學(xué)繼承，并推動文化遺產(chǎn)教學(xué)的數(shù)字化進(jìn)程。

實驗室充分發(fā)揮了西北大學(xué)在文物考古、地理信息及計算機(jī)科學(xué)等領(lǐng)域優(yōu)勢，對現(xiàn)有技術(shù)及成果進(jìn)行抽取、凝練，廣泛借鑒國內(nèi)外數(shù)字文化遺產(chǎn)保護(hù)最新研究成果，通過其新穎獨特的展示互動模式，力爭在文博行業(yè)教學(xué)方式與內(nèi)容改革方面起到示范和引領(lǐng)作用，填補(bǔ)考古教育行業(yè)對先進(jìn)教學(xué)技術(shù)手段使用的空白，進(jìn)一步提升西北大學(xué)在文化遺產(chǎn)保護(hù)與研究領(lǐng)域的水平。