數(shù)字長城的誕生：游戲技術如何幫助我們保存現(xiàn)實？

歷經(jīng)了許多年的發(fā)展，電子游戲終于達到以假亂真的地步了。這是個漫長的旅程，但大體上，我們循序漸進地做著“把現(xiàn)實搬進虛擬世界”的工作。絕大多數(shù)時候，即便是創(chuàng)造一個虛擬世界，建模與作畫都以現(xiàn)實中已有的事物為準繩。至于照片掃描建模（Photogrammetry）、動作捕捉（Motion Capture）這樣直接把影像資產(chǎn)快速變?yōu)閿?shù)字化場景的技術就更不用說了。

“把現(xiàn)實搬進虛擬世界”當然是電子游戲一直在做的事情，但這件事情還有另一面，我們還可以用虛擬來“保存現(xiàn)實”。

讓人們印象最深的或許是巴黎圣母院。在2019年的大火之后，一度有“游戲公司利用‘刺客信條’建模重建巴黎圣母院”的報道。遺憾的是，這個說法并不準確，真實的情況是，育碧的確為巴黎圣母院的重建捐了一筆款項，還承諾愿意提供力所能及的幫助，但從未表示會提供相關圖紙或建模。不過，在這一問題的相關討論中，人們也更進一步意識到了電子游戲的文化價值——至少，作為一種文化產(chǎn)品，電子游戲?qū)ξ奈锘蚬沤ㄖR起到了明顯的普及作用。

是否有可能更進一步呢？不止是“像那個樣子”或是“以假亂真”，而是達到在一定程度上就是真的——就像是一個“原件”，只不過是在虛擬的世界中。

雖然這個問題看起來一定程度上涉及到哲學，但我始終認為它有一個明確的答案：可以。昨天（6月11日）上線的“云游長城”就是這樣的項目，簡單來說，這個產(chǎn)品想要的是，在虛擬世界中用數(shù)字技術還原一段真實的長城。

■ 虛擬的長城之旅

通過“云游長城”小程序進入其中，便是一段超寫實的“數(shù)字長城”之旅。與現(xiàn)在景區(qū)常見的電子導游類似，游覽的過程中伴隨著濮存昕、張若昀的語音向?qū)?，各類知識點也以語音、圖文的形式傾瀉而出：長城上是怎么排水的、射孔箭窗又在哪兒、刻字磚上寫了什么……當然，也帶有一點兒功能游戲的影子——在這段旅途中，用戶的身份是“長城修繕官”，能夠在線體驗考古清理、砌筑、勾縫、磚墻剔補和支護加固等修繕流程。

此前，我們當然見過一些類似的東西，比如基于網(wǎng)頁的“云旅游”，或者依托于360度攝像頭的全景視頻，甚至就連地圖軟件附帶的3D街景都能對周遭的地圖做一個動態(tài)展示。不過，數(shù)字長城能做的并不止于此。

有趣的是，一個游戲玩家和一個沒玩過游戲的普通用戶都會對數(shù)字長城感到吃驚，雖然吃驚的理由不太一樣。數(shù)字長城擁有極高的清晰度和分辨率，即使放在全球來看，應該都是目前移動端能體驗到的天花板。對不熟悉游戲的用戶來說，他或許會以為自己是在看一段實拍視頻。

而游戲玩家則會直接聯(lián)想到3A游戲——也會或多或少知曉這件事的難度和意義，在數(shù)字世界中重建長城，這本身就讓人感到激動。

在這段虛擬的長城旅游里，我的第一反應就是聯(lián)系到很多游戲中附帶的“發(fā)現(xiàn)之旅”模式。這是一個把“游玩”（包括主角、NPC、敵人和劇情、玩法等等在內(nèi)）從游戲中刪除，增添了更多旅游感、知識點和體驗性的模式，是一個純粹的“步行模擬器”。相比游戲主線劇情的層層推進，“發(fā)現(xiàn)之旅”中只有一大片虛擬的古埃及（也可能是希臘、北歐，或是別的什么地方）。不過，除了少數(shù)地標性建筑，“發(fā)現(xiàn)之旅”中的場景基本上都是虛構的，而數(shù)字長城與這些通過本機或云渲染的3A游戲不同——盡管它們有類似的原理，但在制作上，數(shù)字長城與現(xiàn)實的關聯(lián)更大，甚至可以說，它所做的就是把我們的世界轉(zhuǎn)化為了數(shù)字形態(tài)。

■ 長城保護：從現(xiàn)實到數(shù)字世界

盡管游戲的畫面越來越逼真，游戲玩家仍然容易理解照片與建模這兩種概念的差別。但對不了解電子游戲最新進展的人們來說，事情或許有些令人費解：既然看到的東西都是一樣的，到底為什么要在意它是不是視頻？建模和實拍到底有什么差別？

簡單點說，和視頻、照片相比，數(shù)字長城并不是對現(xiàn)實世界直接的影像記錄，而是重新制作的模型，就和游戲一樣。但和游戲不一樣的是，場景的構建并不為游戲性服務，而是完全圍繞著“還原”進行，有著毫米級別的超高精度。

數(shù)字長城是一種“真實的虛擬”。這種特性導致了它在制作上會比視頻拍攝與不考慮真實性的建模都更加麻煩。

為什么要如此大費周折？

這樣的項目當然不僅是為了做出一個“云旅游”的小程序，而更多涉及到傳統(tǒng)文化傳播、古建筑與文物保護等文化領域的內(nèi)容。

保護文物和傳播文物知識的方式有很多種，但這一次與此前都不同——老實說，我也最喜歡這一次。過去對長城保護的嘗試，盡管許多成果也在線上呈獻，但都圍繞著現(xiàn)實中的長城，討論的是我們擁有過什么、現(xiàn)在還有什么、如何留住歷史……這一次的嘗試更進一步，不再僅僅討論“如何保護”的老問題，而是結(jié)合了歷史與創(chuàng)造。

我們在數(shù)字世界中備份了當下的世界，自此擁有了一份永遠不會丟失的圖紙，而且，這還是一份對所有人開放的圖紙。

■ 當游戲技術走出游戲

這一切是如何做到的呢？騰訊數(shù)字長城項目組向觸樂介紹了在這一項目中運用到的技術。在這些介紹中，我聽到了許多熟悉的名詞——游戲玩家對這些詞都不會陌生，這就像是以現(xiàn)實為參照，制作一個高精度的場景。項目組需要做的仍然是建模，但這些模型不再是為玩法和機制而服務，而是專注于達到“接近現(xiàn)實”這一目標。

首先是最關鍵的場景制作。項目組主要采用了照相建模技術與三維激光掃描技術。

簡單來說，照相建模是一種將同一場景不同角度的一系列的照片“翻譯”成3D模型與貼圖的技術。這項技術在“戰(zhàn)地”“刺客信條”等眾多3A游戲中都已投入使用，此外，在專業(yè)領域，如考古學中也有一定應用。三維激光掃描技術則是利用激光掃描儀對空間進行測量，相比照相建模技術來說要更加精準一些。此前，藝術史學家Andrew Tallon就曾利用這項技術對巴黎圣母院進行了激光掃描，這成為了巴黎圣母院重建的寶貴材料。

數(shù)字長城的目標是“還原”，這要求極高的精度?！八夭摹眮碜杂趦煞矫妫杭す馀臄z形狀，主要用于建模；單反與無人機拍攝照片，用于貼圖的參考。這樣，項目實現(xiàn)了對喜峰口長城（1公里范圍內(nèi)）的精準攝影測量，保證了超5萬張“照片級還原”。

光有素材還不夠，要以一種類似游戲的方式還原這樣的場景，同樣需要高性能的渲染效果。項目組使用了“虛幻”引擎5進行渲染，引擎的Nanite技術支撐了“超過10億面的資產(chǎn)處理”，動態(tài)光照（Lumen）技術則提供了更真實的環(huán)境效果。

得到還原的不僅是長城主體，就連周邊的地形以及數(shù)十萬棵樹木植被，也都在數(shù)字長城中被制作出來。地形的制作，部分依據(jù)此前激光掃描獲得的GIS信息，并結(jié)合國家的衛(wèi)星拍攝地形資源庫進行校準、微調(diào)；植被的制作，則經(jīng)過考察當?shù)氐目h志，篩選符合實地環(huán)境的植物來制作模型，再并利用騰訊自研的PCG生成技術（Procedural Content Generation，過程化內(nèi)容生成）分布到漫山遍野。

用戶在數(shù)字長城中看到的畫面背后有著30GB的素材，即便不考慮空間，這樣3A游戲級別的渲染處理，也不是手機的移動版CPU所能完成的。為了確保效果，項目組選擇了云游戲的模式，在服務器端實時演算，再將1080p的畫面?zhèn)鬏數(shù)接脩舻氖謾C當中。

毫無疑問，在國內(nèi)甚至全球范圍內(nèi)，還從沒有過在文保領域這種程度的投入。騰訊基金會文博項目高級顧問、騰訊新文創(chuàng)研究院執(zhí)行院長戴斌，在接受媒體采訪時提到一個我非常認同的觀點：“可能性真的不是單純靠想象力就可以實現(xiàn)的?！彼f，參與文化遺產(chǎn)保護是騰訊的傳統(tǒng)，可“2014年的時候我沒有辦法擁有這種想象力”，那時候“游戲引擎也有，但是可能精度沒有現(xiàn)在這么高，互動也沒有現(xiàn)在這么好，我們在移動互聯(lián)網(wǎng)平臺上的移植也不會這么自然”。但如今，我們已經(jīng)可以做到，這是“游戲技術本身成長帶來的必然性”。

的確，在當前，這種技術和投入很有探索意義，也尤其具備前景。

■ 游戲能做到什么？

對于數(shù)字長城的每一個修繕體驗環(huán)節(jié)，當然都可以用游戲制作的流程去理解。不過，當我在數(shù)字世界中暢游長城的時候，心中總是不由得浮現(xiàn)出一個困惑：那些不了解這些技術的人們會怎么看待這次嘗試呢？

在他們看來，效果或許與直接看視頻相差不大？或許數(shù)字長城要更自由一點兒，但是為這一點自由，比“拍一段視頻”多付出了多少東西呀？我們制作了一個虛擬的世界，讓它與現(xiàn)實相差無幾，然后再向人們展示“真實的虛假”?？扇藗兓蛟S會認為它看上去就是一段視頻嘛。

這讓我想起此前許多次游戲引擎的演示，無論是“虛幻”還是“Unity”，在它們的演示畫面中，都讓人難以區(qū)分那是不是真實的人類和場景——是不是或許不重要，但我尤其喜歡看玩家們在這個問題上的爭論。這種難以分辨意味著“我們可以做到”，而技術就是“能不能做到”?！澳茏龅健?，哪怕當前還沒有什么實際作用，也依然意義重大。

這有點像是我們熟知的那些小故事，比如法拉第剛剛發(fā)現(xiàn)電磁感應之初遭遇的那個大哉問——“這玩意兒有什么用？”還有那個流傳至今的反問：“一個新生的嬰兒有什么用？”在這個世界上，從基本原理的發(fā)現(xiàn)到技術的成熟，再到經(jīng)濟實用，每一步都要經(jīng)歷漫長而艱辛的過程。項目組向我介紹說，數(shù)字長城是全球首次通過數(shù)字技術，實現(xiàn)最大規(guī)模的文化遺產(chǎn)毫米級高精度、沉浸交互式的數(shù)字還原，也是全球首次將云游戲技術應用于人類文化遺產(chǎn)保護中——相當了不起的成就，不是嗎？這或許是騰訊“科技向善”理念的又一次實踐。它看上去既足夠有“科技”，同時也是一件毫無疑問的好事。

選擇的對象也是絕佳的。長城是中華民族的圖騰，但同時，我們也在不斷地失去長城。長城當然不止八達嶺，從先秦到如今，無數(shù)城墻被建起來，又崩塌于風沙中。

這種情況和在數(shù)字世界中建造長城有點兒像——很多人仍然覺得數(shù)字世界似乎是虛擬的，不真實的，但另一方面來說，它們也許能夠比真實世界里的東西保留更加長久。巴黎圣母院消失于大火中，但它在數(shù)字和游戲世界中仍然存在，當年的測繪數(shù)據(jù)構建的建模仍然在，也會持續(xù)給人帶來感動。我們?nèi)詧?zhí)著于區(qū)分現(xiàn)實和虛擬，但我總覺得，再過幾十年，一切或許會有所不同。

科幻小說中總是會想象，人類文明覆滅之后是不是會留下一片CD，上面記錄了什么。這樣的未來看起來很遙遠，或許也不會發(fā)生，但人們始終會嘗試留下更多的東西，在現(xiàn)實的世界中會留下，在虛擬的世界中也要留下。今天是一座長城，或許有一天，整個世界都可以被記錄在一個數(shù)字媒介之中。