虚拟现实技术在丹东大孤山古建筑群保护与传承中的应用研究

一、引言

丹东大孤山古建筑群位于辽宁省丹东市东港市孤山镇，始建于唐代，历经多朝修缮扩建，形成规模宏大、风格独特的建筑群，涵盖多种建筑形式，融合儒释道三教文化，兼具南北建筑风格，有极高历史、艺术和科学价值。

但该建筑群面临诸多保护问题。自然因素使木质结构腐朽、虫蛀，墙体开裂、剥落，屋面瓦件破损，如部分寺庙大梁因雨水侵蚀有安全隐患；人为因素方面，旅游开发使大量游客涌入带来破坏风险，游客不文明行为加速古建筑损坏，周边环境改变也影响其风貌和生态环境。

科技发展为古建筑保护传承带来契机，虚拟现实技术成研究热点，其凭借沉浸性、交互性和构想性，为大孤山古建筑群保护传承开辟新路径，可实现数字化保存，为修复提供依据，创新展示传播方式，提升公众保护意识。

二、虚拟现实技术概述

2.1 虚拟现实技术的原理

虚拟现实技术是多种前沿技术融合成果，核心基于计算机图形学、多媒体技术和传感器技术等。计算机图形学构建虚拟场景，建模师测量大孤山古建筑群数据，用三维建模软件构建三维模型，并用材质和纹理映射赋予其外观质感。多媒体技术为虚拟场景增添感官元素，如在大孤山古建筑群虚拟场景融入历史音频资料和光影效果模拟视频。传感器技术实现用户与虚拟环境交互，头戴式显示设备和交互设备的传感器监测用户动作并反馈，让用户身临其境并能操作交互。

2.2 虚拟现实技术的特点

沉浸性：用户佩戴设备进入大孤山古建筑群虚拟场景，仿佛置身真实建筑群，能感受其魅力和历史变迁。

交互性：用户可通过手势识别、语音控制、动作捕捉等方式与虚拟对象互动，增强参与感和体验感。

构想性：创作者可基于历史资料构建难以实现或已消失场景，用户可自由探索，形成个性化体验。

三、虚拟现实技术在大孤山古建筑群保护中的应用

3.1 大孤山古建筑群的数字化存储与永久保存

大孤山古建筑群历经风雨，部分建筑有结构损坏、外观褪色问题，传统记录方式难满足保护需求。虚拟现实技术通过三维重建和数字化建模解决保存难题。用三维激光扫描仪采集数据，生成点云数据构建精确三维模型，结合高分辨率摄影测量技术采集纹理色彩信息，使虚拟模型具真实感。将数字化模型存储在计算机设备中，可永久保存现状信息，用于精准修复重建。且不受时空限制，方便研究人员和爱好者访问学习，为保护传承提供支持。

3.2 大孤山古建筑群的修复与保护辅助

在修复工作中，虚拟现实技术起重要辅助作用。修复人员遵循“ 最小干预”和“ 保持原状” 原则，借助该技术，依据历史文献、老照片和现状研究，在虚拟环境中模拟修复受损古建筑，如对火灾受损寺庙尝试不同修复方案，通过反复试验确定最佳方案。同时，为修复提供精准施工指导，施工人员用移动终端查看虚拟模型细节和要求。此外，用于周边环境保护规划，构建虚拟模型分析周边环境变化影响，制定合理保护规划。

3.3 大孤山古建筑群的监测与维护

虚拟现实与传感器技术结合，实现实时监测和智能维护。在古建筑关键部位安装传感器，采集结构健康数据并传输到计算机。通过虚拟现实将数据与三维模型融合，可视化展示健康状况，如柱子倾斜会在虚拟模型中预警。还可模拟和优化维护计划，根据历史记录和现状，在虚拟环境中模拟不同维护策略和时间节点，预测性能变化，制定科学维护计划，提高效率效果，延长古建筑使用寿命。

四、虚拟现实技术在大孤山古建筑群传承中的应用

4.1 创新大孤山古建筑群的展示与传播方式

传统大孤山古建筑群展示方式如实地参观、图片展览有诸多限制，实地参观受时空和游客承载量制约，图片展览难全面展示风貌内涵。虚拟现实技术带来变革，构建虚拟展览空间，游客戴设备就能身临其境游览，可自由选路线、多角度赏细节，还融入多媒体元素，如虚拟导游介绍文化知识，提升体验。此外，通过互联网平台将虚拟展览推向全球，打破时空限制，提高知名度和影响力，促进文化交流传播。

4.2 增强大孤山古建筑群的教育与学习体验

教育在大孤山古建筑群传承中至关重要，虚拟现实技术增强了教育学习体验。学校教育中，教师利用虚拟现实课程，如在多学科教学软件中让学生感受古建筑魅力与价值，这种沉浸式学习激发兴趣、提高效果。社会教育方面，博物馆等机构用其举办科普展览和活动，增强公众保护意识。同时，为相关专业学生和从业人员提供实践平台，提高专业技能和实践能力。

4.3 促进大孤山古建筑群与现代创意产业的融合

虚拟现实技术为二者融合提供空间，将古建筑文化元素融入现代创意产品，如开发以其为背景的虚拟现实冒险游戏、用其重现影视场景，提升产品文化内涵和艺术价值。这种融合推动创意产业发展，为古建筑传承创新开辟新途径，培养新受众，实现文化与经济价值双赢。

五、虚拟现实技术应用面临的挑战与应对策略

5.1 技术成本与普及难度

虚拟现实技术用于大孤山古建筑群保护传承，面临高成本和普及难问题。一方面，虚拟现实设备购置成本高，资金有限的文化保护机构和教育单位难以承担；另一方面，内容制作需专业团队和软件工具，成本高昂，且应用还需对相关人员培训，增加成本和难度。

应对策略：政府和文化部门加大资金支持，设专项基金用于设备购置和技术培训；鼓励企业和社会资本参与，降低技术成本；加强研发推广，开发低成本、易操作的软硬件设备，提高普及程度，如国产价格亲民的头戴式显示设备可作为应用选择。

5.2 内容创作的质量与文化内涵把握

利用虚拟现实技术创作大孤山古建筑群内容时，存在作品质量不高、文化内涵把握不准问题。部分创作者重技术效果，忽视古建筑历史文化价值和魅力，导致作品缺乏深度和灵魂；对历史资料研究不深入，虚拟场景构建和历史故事讲述可能出错，误导观众认知。

应对策略：加强历史文化研究，组织专家挖掘整理素材，为创作提供准确丰富资料；创作中邀请专家指导，确保准确传达文化信息；建立审核机制，审核作品准确性、内涵和质量，鼓励创作高质量作品，如创作虚拟现实游戏时邀请专家担任顾问审核内容。

5.3 技术标准与规范的缺失

目前，虚拟现实技术在古建筑领域应用缺乏统一标准规范，不同平台和设备兼容性差，影响大孤山古建筑群虚拟现实作品传播共享，如展览显示效果不一致、交互功能异常，且数据格式等方面存在差异，不利于整合管理。

应对策略：行业协会、科研机构和企业合作制定技术标准规范，涵盖数据采集、建模等方面，提高作品通用性和兼容性，促进传播交流；建立认证机制，认证符合标准的作品和设备，保障用户体验，如制定三维建模精度标准确保作品质量一致。

六、结论

虚拟现实技术作为一种具有强大创新能力的现代科技手段，为丹东大孤山古建筑群的保护与传承带来了新的生机与活力。通过数字化存储、修复辅助、监测维护、创新展示、教育推广以及与现代创意产业的融合等多方面的应用，虚拟现实技术能够有效地保护大孤山古建筑群的珍贵遗产，让这一古老的历史文化瑰宝以全新的姿态走进现代社会，吸引更多的人关注、学习和传承古建筑文化。然而，虚拟现实技术在大孤山古建筑群领域的应用也面临着技术成本高、内容创作质量参差不齐、技术标准缺失等挑战。但随着科技的不断进步、政府的政策支持以及社会各界的共同努力，这些问题将逐步得到解决。未来，虚拟现实技术有望与大孤山古建筑群深度融合，为古建筑群的保护与传承开创更加美好的前景，让大孤山古建筑群在数字时代绽放出

参考文献：

[1]吴小莹.基于虚拟现实技术的古建筑VR 漫游系统研究[J].科技创新与生产力,2022,(05):69-72.

[2]吴姚红.非遗视野下东阳李宅古建筑群的建筑技艺及其艺术价值研究[J].文物鉴定与鉴赏,2025,(05):146-149.

[3]谈向荣.地域文化视角下城市文创产品的开发策略——以孝感孝文化名城为例[J].设计,2022,35(07):26-28.

课题： 2024 年立项课题，课题编号 LDY20210206丹东大孤山古建筑群融入（动画场景设计〉课程教学改革实践研究