當(dāng)一幅8米寬、2米高的《清明上河圖》在你眼前緩緩打開(kāi)，你不僅能看到用細(xì)膩的筆觸描繪出的北宋都城熙熙攘攘的市井萬(wàn)象，還能聽(tīng)到用當(dāng)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的“官話”——河南話吆喝的叫賣聲、喝酒聊天聲；忽而畫(huà)風(fēng)一轉(zhuǎn)，你又來(lái)到了南唐名臣韓熙載的府上，親歷主人大宴賓客、觀舞賞樂(lè)的熱鬧場(chǎng)面……

這可不是穿越劇。帶給你如此身臨其境視聽(tīng)享受的是北京工業(yè)大學(xué)師生研發(fā)的“古畫(huà)互動(dòng)展示平臺(tái)”。該平臺(tái)通過(guò)一系列精密算法，加入聲音、真人舞蹈等互動(dòng)體驗(yàn)元素，讓經(jīng)典古畫(huà)“動(dòng)”起來(lái)。如今這套平臺(tái)已經(jīng)在故宮端門(mén)城樓上的“數(shù)字展廳”中亮相，吸引了大量游客駐足觀賞。

用現(xiàn)代科技“喚醒”古畫(huà)

北京工業(yè)大學(xué)信息學(xué)部計(jì)算機(jī)學(xué)院副教授馬偉——一位80后美女，是這個(gè)互動(dòng)平臺(tái)項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人。來(lái)北工大之前，她在北京大學(xué)信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院從事智能科學(xué)的學(xué)習(xí)和研究。按理來(lái)說(shuō)，她的研究領(lǐng)域與古畫(huà)、文物這些“文化人的活兒”風(fēng)馬牛不相及，但是讀書(shū)期間，一次參與“龍門(mén)石窟的數(shù)字展示”項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，為她打開(kāi)了古典藝術(shù)世界的大門(mén)。2009年，從事博士后研究期間，馬偉有幸作為技術(shù)骨干，參與到故宮博物院、微軟亞洲研究院和北京大學(xué)三方合作的古畫(huà)展示項(xiàng)目中，“穿越千年品味歷史，體味那個(gè)年代的風(fēng)土人情、藝術(shù)審美，感覺(jué)自己的境界也會(huì)得到提升。”她對(duì)記者說(shuō)。

2012年，馬偉加入北工大計(jì)算機(jī)學(xué)院。除了積極投入本科生教學(xué)以外，她還從事計(jì)算機(jī)視覺(jué)、文化遺產(chǎn)數(shù)字化等方面的研究。同時(shí)作為負(fù)責(zé)人，她還承擔(dān)了一項(xiàng)名為“中國(guó)傳統(tǒng)畫(huà)數(shù)字展示算法研究”的國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金課題。她所從事的研究也在行業(yè)內(nèi)逐漸有了知名度。

2014年，故宮博物院找到了馬偉，希望能通過(guò)多屏投影儀拼接等數(shù)字技術(shù)，讓故宮里珍藏的古畫(huà)“活起來(lái)”。作為國(guó)家頂尖的博物院，故宮保存了大量的國(guó)寶級(jí)文物，單單以古畫(huà)為例，就有五代畫(huà)家顧閎中的《韓熙載夜宴圖》、北宋畫(huà)家張擇端的《清明上河圖》等知名畫(huà)作。尤其是《清明上河圖》更為民眾所熟悉，2015年9月故宮時(shí)隔10年將《清明上河圖》向公眾亮相，一天就吸引了超過(guò)8000人排隊(duì)參觀。

馬偉接下了這項(xiàng)任務(wù)。現(xiàn)在回想起來(lái)，她說(shuō)當(dāng)時(shí)就是覺(jué)得能夠通過(guò)技術(shù)手段，讓民眾可以身臨其境、原汁原味地感受國(guó)寶珍品的藝術(shù)水準(zhǔn)，體味千年前古城的風(fēng)土人情、居家生活，特別有意義。加上有清華美術(shù)學(xué)院的老師們實(shí)施設(shè)計(jì)，有故宮博物院的全方位支持，她有信心完成好這項(xiàng)任務(wù)。

讓《清明上河圖》“動(dòng)起來(lái)”

領(lǐng)下了任務(wù)，馬偉帶著學(xué)生們一起開(kāi)始全力攻堅(jiān)克難。原汁原味、身臨其境，這樣的要求說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)可就難了。故宮先后推薦了《韓熙載夜宴圖》、《清明上河圖》兩件經(jīng)典作品，前者反映的是朝廷重臣的居家生活，后者則體現(xiàn)了大國(guó)都城的市井氣息，一個(gè)精細(xì)而雅致，一個(gè)樸素但又豐富。要真實(shí)再現(xiàn)，其中一大難點(diǎn)就是整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量。

馬偉說(shuō)，以《清明上河圖》為例，經(jīng)過(guò)掃描成電子版后，整件作品設(shè)置了50個(gè)可供參觀者放大細(xì)節(jié)進(jìn)行品味的信息點(diǎn)，這樣一個(gè)信息點(diǎn)就需要800張圖，每張圖的數(shù)據(jù)量是5MB。這樣一來(lái)，50個(gè)信息點(diǎn)就需要200G的數(shù)據(jù)量。加上背景音樂(lè)、解說(shuō)等，整個(gè)《清明上河圖》的互動(dòng)展示，一共需要大約300G的數(shù)據(jù)量，“這么大的數(shù)據(jù)，要流暢運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)的算法絕對(duì)是巨大的考驗(yàn)。”另外，為了讓《清明上河圖》在互動(dòng)展示中能夠原汁原味展現(xiàn)當(dāng)時(shí)北宋都城開(kāi)封的市井風(fēng)貌，馬偉他們還加入了商戶叫賣、路人交流的環(huán)境音，“都用的是河南開(kāi)封話。”

至于《韓熙載夜宴圖》，畫(huà)面環(huán)境挪到了室內(nèi)，信息點(diǎn)無(wú)疑少了許多，但要解決的問(wèn)題依然不少。如何用最有效的元素體現(xiàn)出一個(gè)重臣家庭大宴賓客的氛圍，把飲酒、賞樂(lè)、觀舞等環(huán)境表達(dá)出來(lái)？素材方找來(lái)了著名的古典樂(lè)舞劇團(tuán)“漢唐樂(lè)府”，錄下了她們模仿南唐時(shí)期翩翩而起的舞蹈。馬偉他們要做的就是把古舞流暢地融合進(jìn)電子版的畫(huà)作中。

從2014年一直到2016年，一共有三屆學(xué)生跟著馬偉一起攻堅(jiān)克難，解決一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題，熬夜是家常便飯。有學(xué)生告訴記者，有一段時(shí)間項(xiàng)目組的同學(xué)們?cè)谛Ｍ庾稣{(diào)試工作， 由于當(dāng)時(shí)時(shí)間有限，加上調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)硬件條件不足，只能將投影儀當(dāng)作顯示器使用，同學(xué)們面對(duì)著超大屏幕調(diào)試程序，事后大家開(kāi)玩笑稱這是有史以來(lái)寫(xiě)代碼面對(duì)過(guò)的最大的顯示器。

三維場(chǎng)景展示“古朝夜宴”

在采訪中，馬偉展示了經(jīng)過(guò)后期開(kāi)發(fā)的電子版《清明上河圖》、《韓熙載夜宴圖》，高質(zhì)量的畫(huà)面、音效完全實(shí)現(xiàn)了“原汁原味”、“身臨其境”的最初目標(biāo)。

在《清明上河圖》的場(chǎng)景中，除了我們最熟悉的“虹橋”（一艘大船通過(guò)橋下）情景外，還有客商騎驢沿著河邊行走的情景。畫(huà)面不斷放大，客商匆匆趕路，希望在天黑前進(jìn)城的焦急表情都清晰展現(xiàn)。欣賞著整幅畫(huà)面，耳畔不斷傳來(lái)街市上叫賣、吆喝的開(kāi)封話，恍如穿越千年，回到了北宋的開(kāi)封城。

換到《韓熙載夜宴圖》，展現(xiàn)的則是虛擬漫游的三維場(chǎng)景。通過(guò)聽(tīng)琵琶、跳歌舞、賓客小憩、聽(tīng)多人吹奏以及宴后送別等5個(gè)場(chǎng)景，全過(guò)程展示了一場(chǎng)南唐時(shí)期的大臣家宴。整個(gè)家宴的三維畫(huà)面包括原畫(huà)、重新演繹的彈奏琵琶以及舞女翩翩跳起南唐古舞，觀眾既能夠欣賞高清晰的原畫(huà)，又能體驗(yàn)韓熙載夜宴上的歌舞與熱鬧。相比以往只能平躺在展柜中進(jìn)行展示的藏品，這里的古畫(huà)變得活靈活現(xiàn)起來(lái)，同時(shí)也讓參觀者能夠“身臨畫(huà)中”，感受畫(huà)中的意境。

馬偉說(shuō)，正式投入使用前，他們把這些作品的電子版反復(fù)地在故宮的那臺(tái)寬8米、高2米的巨型顯示屏上測(cè)試過(guò)，均可以流暢播放。

未來(lái)還可體驗(yàn)“秉燭夜游”

記者了解到，整個(gè)項(xiàng)目從技術(shù)攻關(guān)到設(shè)備調(diào)試，學(xué)生隊(duì)伍發(fā)揮了重要的作用，“我做指導(dǎo)，但也鼓勵(lì)他們大膽開(kāi)展創(chuàng)新。”馬偉說(shuō)，實(shí)踐證明這大大提高了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，而這些是課堂上理論學(xué)習(xí)很難學(xué)到的。

到目前已經(jīng)有前后三屆學(xué)生參與這個(gè)項(xiàng)目，很多同學(xué)在從北工大畢業(yè)后都有很好的去處，如2011級(jí)劉碩同學(xué)被加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)錄取，2010級(jí)楊璐維同學(xué)被加拿大西蒙菲莎大學(xué)錄取，2011級(jí)趙明同學(xué)被澳大利亞悉尼科技大學(xué)錄取，2012級(jí)王求元同學(xué)被保送到北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院繼續(xù)深造。

如今雖然《清明上河圖》與《韓熙載夜宴圖》已經(jīng)在故宮端門(mén)展示，但馬偉帶著學(xué)生團(tuán)隊(duì)的技術(shù)研發(fā)還遠(yuǎn)未終止，他們還在不斷優(yōu)化古畫(huà)數(shù)字化的視覺(jué)展示效果。馬偉說(shuō)，以《韓熙載夜宴圖》為例，他們將進(jìn)一步攻克技術(shù)難題，比如優(yōu)化三維模型的構(gòu)建，加大互動(dòng)體驗(yàn)的效果，讓觀眾能夠身臨其境地“秉燭夜游”整個(gè)宴會(huì)的每個(gè)環(huán)節(jié)，“比如我們會(huì)加入光影效果的變化，觀眾從一個(gè)廳‘走’到另一個(gè)廳，燭光的明暗就會(huì)發(fā)生變化，歌舞聲音的遠(yuǎn)近也會(huì)不同，就像是真的在貴族府邸走廳穿堂，感受一場(chǎng)無(wú)與倫比的歌舞盛宴。”（記者張航 通訊員張宇慶）