浩宇三维MVP助力你重返历史现场

“十四五”以来，我国在科技创新、新型基础设施建设领域取得了长足的进步，数字化技术作为新工业革新的代表已被应用到社会生产生活的方方面面，在数字工厂、城市更新、安全管理、智慧消防等领域皆起到了数据支撑作用，实现了“地上一座城、云上一座城”的智慧城市三维可视化实景管理。

在文化遗产保护领域，数字技术不仅可以复制文化遗产的基本信息，实现**性的建档保护，更能与虚拟现实技术和移动互联网技术相结合，为观众提供博物馆数字文物展览和建筑遗产内外场景虚拟漫游，使观众随时随地都可通过移动互联网终端沉浸式浏览数字展厅，体验一种身临其境、身在现场的临场感。并且，观众还可以通过移动平台的放大、缩小、720°旋转等功能，观察到肉眼所难以察觉的建筑细节。今日，数字技术为历史建筑、历史街区、历史旧址等建筑遗产的复原展示提供了重要数据支撑，建筑遗产所承载的历史文化信息更通过博物馆数字展览、景区虚拟游览、自媒体短视频等方式广泛传播，其直观的数据展示更让观众体验到一种重返历史现场的共情，观众不仅能深入了解建筑遗产的历史价值，更感受到了自身与历史时空的联结，形成了保护建筑遗产、守护建筑遗产所承载的历史记忆的责任感，真正实现了让建筑遗产“活”起来的目的。

  图   数字展厅虚拟现实浏览

除虚拟展览、数字文旅、数字短视频外，一些考据严谨的历史题材电视剧为实现历史真实与艺术真实的统一，需呈现真实可信的历史时空环境，让演员扮演的角色带领观众重返历史现场，让观众通过人物故事的“小切口”窥见厚重深沉的“大历史”，以将自身情感代入剧中人物的方式，感受重返历史现场所带来的心灵震撼，建立保存历史记忆的深刻责任意识。针对因历史变迁、社会发展而消失、损毁并发生周边环境变化的历史街区、历史旧址，主创团队往往通过建筑遗产三维复原方式，制作用于复原历史场景的数字资产，配合虚拟拍摄技术，以虚实交织的方式呈现历史时空场景。近期上映的口碑极高的反映侵华日军第731部队罪行的历史电视剧《反人类暴行》就通过建筑遗产三维复原+虚拟拍摄，复原了80多年前的中东铁路滨洲铁路桥及侵华日军第七三一部队旧址，引领观众进入历史时空，进行了一场充满心灵震撼的重返现场的历史之旅。

中东铁路滨洲铁路桥

基本简介：中东铁路是“中国东方铁路”的简称，为19世纪末20世纪初沙皇俄国为攫取中国东北资源而修建的一条“丁”字形铁路。1903年，中东铁路运营后商贸发展迅速，满洲里、扎兰屯、哈尔滨等城市由此兴起。滨洲铁路桥始建于1900年，是松花江上首座跨江铁路大桥，隶属中东铁路枢纽工程，曾承担铁路运输功能113年。该桥采用波兰华沙铁工厂制造的钢桁梁结构，2014年停运后改造为中东铁路博物馆观光步行桥，增设玻璃栈道成为城市地标。现为全国重点文物保护单位。

中东铁路滨洲铁路桥现已成为中东铁路博物馆观光步行桥，不再通行列车。滨洲铁路桥周边建起了新的铁路桥，而松花江两岸则修建了堤坝、道路、公园，成为了新的城市休闲场所，完全没有80多年前城郊偏僻地区的荒野景象。电视剧主创团队通过三维扫描采集滨洲铁路桥点云，后期通过数据处理、三维复原呈现80多年前铁路桥周边环境，结合虚拟拍摄技术，配合摄影棚布景和演员表演，实现了历史时空场景复原和重返历史现场的目的。

图 铁路桥三维模型结合虚拟拍摄布景呈现80多年前松花江畔景象

侵华日军第七三一部队旧址

基本简介：侵华日军第七三一部队旧址位于哈尔滨市平房区，是侵华日军第七三一部队从事人体实验、动物实验、生化武器研究生产等战争犯罪活动的历史遗迹。侵华日军第七三一部队始建于1933年，1936年开始在哈尔滨平房建立细菌武器研究生产基地，将6.1平方千米的土地作为特别军事区域，1945年8月七三一部队败逃之际炸毁了大部分建筑。侵华日军第七三一部队旧址现有本部旧址、焚尸炉旧址、冻伤实验室旧址、病毒实验室遗址、锅炉房遗址等23处旧址，保存相对完整，是世界历史上规模**的细菌武器研究、实验及制造基地。侵华日军第七三一部队旧址为国务院公布为第六批全国重点文物保护单位，今日是爱国主义、世界反法西斯战争教育的重要阵地。

锅炉房遗址位于细菌实验室及特设监狱遗址东侧，原是一座约三层楼高的钢混大型建筑，内设三台火力发电机组，主要用于实验、饲育设施的供热和备用电源。日军败退前将其炸毁，从残存情况已经无法得知锅炉房的整体面貌。《反人类暴行》主创团队对遗址建筑进行三维扫描，并通过历史照片考察等方式，在数字资产中以1:1比例复原731部队锅炉房（动力班）及其他建筑风貌，呈现了具有真实感与沉浸感的731部队旧址现场。

由此可见，无论是博物馆数字展览、文物景区的虚拟场景导览、自媒体平台传播的数字短视频，乃至于历史题材电视剧中用于复原历史场景的数字资产，无不以建筑遗产数字化为基础制作。今天，建筑遗产数字化已成为引领观众重返历史现场、沉浸式体验历史时空并与历史人物达成心理共情的重要技术通道。

三维激光扫描设备采集的历史建筑内外点云数据是建筑遗产数字化保护与利用的基础，后期的建筑遗产更新、建筑周边环境整治、建筑图纸绘制、虚拟展示与历史信息发掘传播等皆以三维扫描设备采集数据为基础。建筑遗产数字化保护利用是一项大型工程，需采集的数据包括建筑群航拍图、单体建筑各立面影像、门窗与装饰细节影像、建筑内外空间全景、建筑内外三维激光点云等。

具体工作流程如下：

①前期研究数据采集，包括建筑遗址相关研究资料、文物建筑保护档案、文物建筑普查登记资料、文物建筑修缮和改造记录等文献和工程资料，需对其中的纸质文献进行电子化处理，实现建筑遗产研究资料**保存。

②进行现场环境勘查，了解村落地形、建筑特征、保护范围、保护标志、管理机构、使用情况、相关设施，制定合理数字化保护方案。

③利用三维扫描和高清摄影设备进行外业采集，获取建筑遗产的高清影像、三维点云和VR全景信息。

④后期进行数据整理，相继生成建筑遗产影像资料库、三维模型库、全景影像数据集、二维轨迹地图等，可用于图纸绘制、档案编制、虚拟展示、研究参考、影视数字资产等领域。

面对繁重的数据采集与处理工作，使用携带方便、能适应各种复杂环境、采集数据效率高且质量佳的数字化设备至关重要。这些数据将为后期建筑遗产保护修缮与更新方案的设计、现代化展示与文化内涵的发掘传播、文化线路与线性文化遗产的全面研究等工作的开展，提供全面而精准的数据依托。

  图   NavVis MVP系统设备介绍

Navvis MVP系统为建筑遗产数字化提供了高效可行的解决方案。该系统基于SLAM移动扫描技术研发，利用Navvis VLX穿戴式移动扫描系统、Navvis MLX手持式移动扫描系统和3D高斯利器K1，实现建筑遗产内外点云及全景影像数据快速采集，配套的Platform智图云三维可视化管理系统可同步进行数据处理，为建筑遗产三维建模、图纸绘制、展示创作等后期应用提供多功能工作平台。

Navvis VLX可穿戴式移动激光扫描系统凭借其高精度激光扫描与全景影像同步采集能力，可在复杂环境中快速获取建筑遗产内外空间数据，适应狭窄巷道与不规则地形，大幅缩短外业时间。同时，其生成的点云模型与纹理映射清晰准确，为后续修缮设计、虚拟展示、遗产信息建档、数字资产制作等提供了可靠数据支撑，显著提升建筑遗产保护利用工作的效率与科学性，其具体应用优势如下：

首先，NavVis VLX是基于SLAM技术开发的穿戴式移动激光扫描设备，可在移动过程中对周边环境进行同步测绘制图，穿戴方便、便携性强、设备性能优异。较强的现实捕捉能力使其成为测绘专业人员赖以信任的常备工具，并引领了移动激光扫描系统的发展。

  图   测绘人员穿戴NavVis VLX采集建筑遗产外部数据

其次，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统能满足工程建设、建筑测绘、现实捕捉等工作对便携式激光扫描设备和获取高质量数据的需求。针对建筑遗产群规模庞大、单体建筑数量较多、周边地形复杂、建筑空间狭小、部分区域采光不足等特点，NavVis VLX能帮助测绘人员克服周边环境带来的困境，获取建筑遗产高质量点云和720°VR全景影像。

  图   穿戴NavVis VLX采集建筑群单体建筑外部数据

  图   穿戴NavVis VLX采集建筑遗产屋顶数据

第三，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统是一款易于携带的设备，具备引以为傲的可用性和高精度的数据质量。非常适合在建筑群夹道、建筑室内等空间狭窄或光照不足的环境中进行空间点云和影像信息采集，采集数据质量精度高。

  图   NavVis VLX在院落狭小的建筑群中采集数据

  图   NavVis VLX在光线不足的建筑地下空间采集数据

第四，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统能通过激光雷达传感器捕获建筑遗产高质量点云数据及720度全景图像，直观了解建筑遗产群周边环境信息。扫描系统设计独特，激光雷达被置于**扫描位置，结合支撑式背带，可让工作人员在体感舒适的情况下长时间扫描，为详实的环境数据采集提供充分灵活性。

  图   无人机航拍采集建筑群影像

  图   无人机航拍采集建筑群点云

  图   架站式扫描仪采集建筑遗产信息

  图   高清摄影采集建筑遗产纹理信息

最后，后期NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统采集的传统村落建筑点云可与无人机航拍点云融合，生成建筑遗产完整点云模型，可用于正射影像图获取和建筑图纸绘制。此外，NavVis VLX扫描时同步采集的VR全景影像可提供导航浏览体验。

Navvis MLX手持式移动扫描系统和3D高斯利器K1是NavVis VLX的补充，对于建筑门窗、砖雕、木雕、石雕这些细节部位，Navvis MLX可获取超高精度的建筑细节信息，有效弥补NavVis VLX采集数据的信息死角。Platform智图云三维可视化管理系统可同步进行数据处理，为后续建筑遗产三维建模和图纸绘制节省宝贵的工作时间。

Navvis MVP系统在建筑遗产数字化成果的后期应用中，不仅可以建立建筑遗产的三维数字建模、全景虚拟导览、建筑图纸绘制等工作，更可为建筑遗产虚拟展示、数字文旅项目开发、纪录片和影视剧数字资产制作提供重要、基础数据。多处建筑遗产数据的汇总更可形成空间数字地图，为文化线路等线性文化遗产的空间研究提供三维可视化的直观依据。Navvis MVP系统采集处理的数据成果在与人工智能、虚拟现实、视觉特效等技术结合后提供给观众的虚实结合数字时空沉浸式体验，市场应用前景广阔。

Platform智图云三维可视化平台是与NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统和Navvis MLX手持式移动扫描系统相配套的采集数据后期处理应用平台，在传统村落建筑遗产空间中采集的三维场景多源数据经平台处理、三维重建后，可为用户提供决策、交互、管理、分析等服务。在数据处理过程中，平台实现了测量平台录入的锚点信息和全站仪测量坐标信息双流程合二为一，有效缩短数据处理时间，提高工作效率，节省人力成本。经智图云三维可视化平台处理，NavVis VLX可穿戴式移动激光扫描系统和Navvis MLX手持式移动扫描系统采集的传统村落建筑遗产全景影像数据能生成二维路径地图，实现二三维数据联动展示，为使用者提供沉浸式的导航浏览体验服务。

  图   Platform智图云平台功能设置

  图   Platform智图云三维可视化平台界面

智图云三维可视化平台具有较强数据兼容性，能兼容三维扫描数据、全景影像、平面图、BIM、电子地图、实景模型等数据，轻松实现多领域多场景数字化。平台对所处理的数据具有开放性，支持车载、穿戴式、手持式和站式扫描系统等多平台采集数据，包括NavVis VLX、Faro等品牌设备。平台无需安装任何软件或插件即可通过任一浏览器访问，为观众提供720°全景影像+激光点云展示，具有轻量化特点。由NavVis VLX采集传统村落数据在智图云三维可视化平台保障下可在多用途、多领域实现高效应用。

NavVis MVP系统采集与处理的三维数据应用成果如下：

**，完整的建筑点云模型。全面采集了建筑遗产内外点云数据，生成点云模型，后期可用来构建建筑遗产的三维可视化模型，实现数据存档、遗产监测，并为保护规划编制、环境整治、遗产更新提供基本数据依据。

  图 通过智图云三维可视化平台处理的建筑遗产点云

第二，建筑全景影像数据。全面采集建筑遗产720°全景影像，生成了虚拟现实（VR）全景影像数据，为建筑遗产全景浏览、沉浸式导航、线上虚拟展示，奠定了坚实的数据基础；也为后期多地传统村落、城市历史街区建筑遗产数据集成，同平台浏览、比对、研究，文化线路或线性文化遗产系统性研究及整体性保护、利用与开发方案的制定，储备了可靠的基础数据资源。

  图   山西传统村落建筑遗产全景浏览

  图   北京鲜鱼口地区建筑遗产高清照片

第三，多源数据融合利用。平台融合了点云、全景影像、高清图像等多源数据，后期可添加三维模型、电子文献、建筑图纸、文字档案等数据资料，设置热点解说，是传统村落建筑遗产监测管理、更新利用、环境整治、展览展示的综合信息服务平台。

  图   根据NavVis MVP处理数据绘制的建筑遗产群平面图

  图   根据NavVis MVP处理数据绘制的建筑遗产群剖面图

NavVis MVP系统在数据采集中具有便捷性、舒适性、高适应性等特点，在后期数据处理中具有效率和质量上的明显优势，采集数据完整且质量精度高。NavVis VLX采集数据通过Platform智图云三维可视化平台处理集成后，在建筑遗产图纸绘制、建筑周边环境数字化展示、线性遗产节点区域比对研究等领域都极有应用价值，为文化遗产区域保护、文化线路研究、建筑遗产现代化传播展示奠定了良好的数据基础，甚至可与影视艺术相结合，通过身临其境的沉浸式体验感，带领观众重返历史现场。（文中部分图片来源于网络，如侵联删）