在虚拟的世界，让长城拥有对抗时间的力量 | 谷雨
在变得脆弱易逝
那是一条宽阔壮美的柏油公路，大概能满足所有自驾者的梦想。
长约258里的公路沿线种了4万亩的油菜花，那是当地政府花费800万打造出的观光带，如果秋天来到这儿，会看到漫山遍野的金黄。沿着这条风景优美的公路开下去，你可以看到当地长城沿线的重要景观：首先是李二口，长城进入山西的第一站，这险峻挺拔的城墙从山脚盘山而上，像一条巨龙。再向西行驶几十公里，会依次看到几个长城的几处重要关堡：守口堡、镇边堡、得胜堡……在当地媒体的报道中，这条耗资约8.5个亿的长城“天路”串联起了历史文化中的一串串长城“明珠”，“是连接长城风光资源、展现民族融合精神、活化长城文化遗产的重要载体。”
李二口长城 ©视觉中国
而尚珩看到这条著名的旅游公路时，心情复杂。他注意到，为了满足游人近距离看长城的需要，部分公路离长城本体非常近。作为游客，他得承认：“景色很不错，很壮观。”但他还有另外一重身份，北京市考古研究院副研究员，在过去将近二十年的时间里，他致力于长城的研究和保护。这重身份让他在面对这条美丽天路时感到了痛心，他知道，这个庞大工程其实是“违章建筑”。2018年，国家文物局办公室曾对这条公路作出批复，表示“不同意该项目”，最主要的原因是：“项目设计线位穿越长城文物本体、长城保护范围或建设控制地带累计202次，数量巨大；且部分线位距离长城文物本体距离过近，对长城文物本体安全构成直接威胁。”
但这条路还是在2021年9月全线通车了，它成为了当地的明星工程，被称为“一条名副其实的旅游路、致富路”。
尚珩曾徒步考察过中国许多段落的长城，他告诉我，这种情况其实并不罕见。同样是位于山西境内的两段夯土长城（按照建筑材质，修筑的长城通常分为砖墙、土墙、石墙三种类型），按照保护惯例应该是修旧如旧，保护它现有的状态，但当地为了开发旅游资源，模仿八达岭长城，在夯土外包上了砖石。“很多地方愿意把长城修回到最辉煌的时间点，比如万历时期，那时候长城的外观是最辉煌的，所以要修成那个样子。”
山西雁门关长城 ©视觉中国
某种程度上，那也是大部分国人对长城的印象，高大雄伟，牢不可破。很大程度上，这种印象是真实的，在人类留下的所有历史痕迹中，长城可能是最庞大的显性遗存之一。自春秋始，中国所有统治中原的王朝都曾不同程度地修筑过长城，最终形成了这一世界上修筑时间最长、规模最大的军事工程。2012年，经过近5年的调查认定，国家文物局认定中国历代长城总长度为21196.18千米，这是中国首次科学、系统地测量历代长城的总长度。
这样一个庞然大物曾经代表着一种坚固恒久的意志，但进入现代之后，它变得脆弱易逝。有关数据显示，抛去壕堑和自然天险，在明长城全长6259.6千米的人工墙体中，只有8.2%保存状况尚好，74.1%保存较差或仅余基底部分，保存状况令人堪忧。“没有及时监测手段，长城塌了、被毁坏了也无人知晓。”天津大学建筑学院教授、明长城问题专家张玉坤告诉我。
大部分公众对长城概念停留在八达岭、慕田峪、居庸关等著名景点上，它们也吸纳了更多的保护和修缮资金，但以它们为代表的砖墙长城在长城所有段落里仅仅占到3%。剩余的绝大部分长城在公众视野里是“隐形”的，正如历史学家葛剑雄在《长城的价值》一文里所说：“不知道长城的中国人大概绝少，但真正知道长城的中国人我敢断定也不多。”
此外，参与长城保护的人员数量远远无法匹配这个庞大的建筑，“不用说长城修缮，做长城考古的人全国都没有100人，人是非常少的。”尚珩说。
文保工人在修缮长城
在过去将近四年多的时间，张玉坤和团队成员、天津大学建筑学院研究员李哲使用微型无人机，沿着长城线逐段超低空慢速飞行，从20至50米的相对高度从长城顶部、内侧和外侧三个方向拍摄，希望将长城的图像长久保留下来。在收集了上百万张照片之后，完成了5000公里明长城的数据采集和测绘工作。
在他们萌生这个想法的时候，国内还没有无人机的生产厂商。2003年，张玉坤和李哲开始考察长城时，尺子仍然是古建筑测绘的主要工具，“可是长城那么多，那么长，那么大的范围，怎么拿尺子去量。”
“一块砖、一块砖地去砌”
纵然抛开人力物力的限制，人们对于长城的保护永远是有限的，那是由长城本身的特性决定的，曾参与绘过5500米左右的长城李哲告诉我，长城餐风饮雨，草木于其上生长，“我们很难去把这些遗产像故宫一样保护起来，从体量角度看不可能。”它无法抵御时间的缓慢侵蚀，人类能做的，不过是延缓这一过程。或早或晚，“逐渐破败，是绝大部分长城的必然。”
如果绝大部分长城终将逐渐倾颓乃至消失，那我们应该如何为后人最大限度地保留它们现在的样子？
想象一下，当现实中的长城不可避免风化斑驳，有没有可能在另一个地方，长城将永远保持原状，比如一个数字化的世界里。在研究者们艰辛的工作基础上，航测代替尺子、计算机算力代替图纸和人工统计，技术的进步能提供对抗时间的方法，去年11月，腾讯和天津大学进行了合作，希望能够在长城保护工作中提供一些助力。
这种助力具体是哪方面的，大家在一开始也没有太明确的方向。腾讯新文创研究院执行院长戴斌最初发起这个倡议时的想法，就是希望能把腾讯的游戏技术开放出来，用一种更加互动和生动的方式，来向更多人讲述长城的故事。
腾讯互动娱乐事业群研发效能部助理总经理邓大付告诉我，他当时看了许多学术机构保存的数字资料，发现学术机构做的遗产现状三维数据不及游戏场景有吸引力，一般的游戏场景又缺乏长城实测三维数据的可信性、科学性。邓大付想：“我们能不能做数字版的长城，用游戏科技里面最前沿的技术做一段长城，实现更高精度的还原，也能够把长城的一些资料和参数保存下来。”这样的想法在国外早有苗头。最轰动的案例是，《刺客信条：大革命》中复现了巴黎圣母院。3年前，当巴黎圣母院因大火而损毁，公众一度期待，游戏里的数据，那座虚拟世界中的巴黎圣母院，会对重建现实中的塔尖提供帮助。
把想法变成现实，有赖于数字技术，尤其是游戏技术的发展。早在去年年初，腾讯公司高级副总裁马晓轶指出，游戏正在成为一个“超级数字场景”，随着持续的技术革命和思维革新，这个“超级数字场景”会更好地连接虚拟与现实、过去与当下、时间与空间，成为人与人、人与社会更美好的连接方式。
2021年8月，“数字长城”项目在腾讯内部悄悄启动。
尹宁是“数字长城”的项目经理，他记得，项目用到的技术零星地在一些游戏中使用过，但是从来没有做过长城这么庞大的项目，到底能不能实现，心里也没有底。“我们之前做过一些文物的保存，比如一本书，一块砖，一个钱币一样的，很小，不会像长城这样，规模一旦庞大起来就意味着整个以前对于小物件的这套流程不一定能够跑得通。”
但是由于长城的意义非凡，他们最终还是决定要做这件事，内部商量了之后，定下了非常高的目标，要对长城做1:1的毫米级精度还原，最终要实现的效果是：虽然是使用数字合成的，但要让观看的人仿佛身临真实的喜峰口长城。他们要做的是一件没有经验可以遵循的事情，“技术上看起来是通的，但是规模跟精度的要求，之前没有人做过这样的尝试。”
还原的段落最终选定了位于河北迁西县的喜峰口，这是一段明长城，尹宁去现场看过，“既壮观，又破败”。由于附近水库的修建，长城部分段落被淹没于水下，水面上仅露出一小部分残墙断壁：长城顺着山势一直伸向水岸边，俯身扎入水中。在水里爬行一、两公里后又从对岸探头出来，顺着山势爬上山脊，在崇山峻岭间盘旋，像是一条巨龙俯身汲水，又仰首向上吞吐。
喜峰口长城
在李哲印象中，这段长城损毁状况很严重，由于水库的水位经常发生变化，丰水期时关城在水下，枯水期时则少部分露出水面，这种变化对墙体会产生很大的影响。再加上植物丰茂，植物的根系会把长城的结构慢慢拱开，“对于长城的墙体破坏会特别严重。”
对于尹宁来说，损毁严重意味着他们的工作拥有了更大的紧迫性和必要性。他们从去年底开始对这段长城进行拍照采样，用了激光扫描、无人机和单反多种设备，最终拍摄了51386张照片。
但接踵而来的就是挫败。邓大付记得，扫描结束之后，为了更高效地推动数字长城制作，他们希望合作伙伴对图片和建模做一些精修，用于引擎渲染使用，但对方直接不干了。“因为（数字）资产太大了，大部分图是8K的精度，做下来需要投入的成本太高。”邓大付跟对方谈了很多次， “我说你看第一次是这样，但咱们后续还有好多项目可以合作。”对方还是无比坚定地拒绝了。
他们只好自己接手来做，那的确是一个极其庞杂细致的工作，涉及到非常微小的细节，每一棵树，每一根草，每一块砖，邓大付告诉我，最后他们只好把一公里的长城拆分成好多段，每一段找一个团队来协助。
为了还原当地的植被，工作人员去查了当地的植物图鉴，蒙古栎树，大叶女贞，各种灌木和草，做了二十多种植物的样子，尹宁开始觉得，用游戏制作的方式把这些树铺进场景里就好了，但是发现那样很不协调，和照片中的感觉相去甚远，现实中每种树都有高矮，树和树的叶片形状也不同，长城周边的植被数量极多，于是他们评估过后采用了程序化生成技术，仔细调整了植被的各种参数，又根据卫星遥感采集回来的地形，将植物铺满山脉。最终，他们种植了20万棵树。
尹宁告诉我，如果按照做游戏的方法修建城墙，“只需要城墙做一段，烽火台做一段，地面做一段，大部分的段落是可以复制粘贴的，可以复用的。”但是“数字长城”要1:1还原，这意味着他们要一寸一寸去还原场景，这包括每一段台阶，每一块砖，甚至砖上的每一个字。
他记得，当时用现场照片做完一段台阶，发现台阶是弯的，是一个向下凹的弧形，大家都很纳闷，每一块砖都是直的，台阶怎么会是弯的呢，他们回头去查每一个环节，贴图、渲染、结算解算……又找到现场拍摄的照片，发现那段台阶就是弯的，于是又去询问长城保护的专家，才知道原来因为地质沉降，年久失修，台阶的确是会慢慢变弯。他们最终在“数字长城”里保留了这段弯曲的台阶。
现场拍摄的照片里，喜峰口长城墙上有大量的刻字，“某某到此一游”、“我爱你”等等，由于高精度还原，这些刻字也自然出现在了数字场景里。尹宁注意到这些刻字时，有些犹豫，因为它们看上去有点突兀，按照游戏的做法，通常应该把它修掉或是覆盖掉，但讨论之后，他们还是决定完整保留，“你如果仔细看，刻字跟现场一模一样，现场刻的什么，我们数字资产里面就是什么。”尹宁和同事开玩笑，“你刻个字，如果真的被存到数字资产里，说不定比真实保留的更久，真实的会磨损、会损坏的，但数字资产会一直在那。”在刻字旁边，他们细心地做了个小牌子，“不要乱刻乱画，文化遗产需要大家一起保护。”
天津大学建筑系副教授李哲看到“数字长城”的场景时，说很感动，也十分惊讶，在实地考察时，他记得这处长城的敌台窗户上有一个用于修缮的窗支架，目的是为了撑住窗户，不让其倒塌，河北古建所一直对这处修缮不太满意，认为技术含量比较低，他没有想到能做到这种精细度，连这个窗支架也如实出现在了数字长城的场景中。
尹宁记得，去喜峰口拍照时，看到了现场修缮的工人，他们拿着小工具一点一点修复长城，非常辛苦，当时他有些暗自得意，“我们很多工序可以通过AI、自动结算的方式去生成，觉得自己更先进。”但直到这个项目做到后来，他才觉得自己也是个工人，无论是真实的长城还是数字的长城，都需要一块砖、一块砖地去砌。
美好的时刻
想象一下，当数据加载之后，透过屏幕，你进入了这段数字长城。
从整体上看，它是柔和的黄色，阳光很好（当然，你也可以调成黄昏）。你走在长城的步道上，上下前行，可以左顾右盼，也可以仰望天空，俯瞰林海，你经过旁边的树，偶有蜻蜓飞过，虚拟与现实的边界开始模糊，这时突然一块有任务标识的墙面出现在你面前，上有提示说，这堵墙被地质灾害和刮风下雨破坏了，水分正在侵入砖墙，可能会让墙体发胀、破裂。为了避免水分进一步渗入， 你需要对它进行勾缝处理。接着，你从工具箱中选取合适的工具和材料，对裂缝进行勾缝操作，就和现实中文保工作者所做的一样。
一小段数字长城
这是数字长城最终和用户的互动方式。在完成再现之后，工作人员一直在思考，如何让再现的长城不被浪费，不仅仅是一种“数字奇观”。
项目团队试图解决这个问题，他们希望让这段长城被更多的人看到，让人们知道长城不仅仅是八达岭、居庸关这样的雄关险隘和著名景点，还有更多被人忽视、损毁严重的段落需要被关注和保护。他们最终想到了云游戏技术，它可以将数字在线的长城放到小程序上，和更多的用户做互动。
云游戏是以云计算为基础的游戏方式，所有游戏都在服务器端运行，并将渲染完毕后的画面压缩后通过网络传送给用户。用户的游戏设备不需要任何高端处理器和显卡，只需要基本的视频解压能力即可。邓大付告诉我，他们在过往的一些游戏上使用过云游戏技术，但是要把如此高精度的“数字长城”（整个数据包有100G）挪到小程序上，他依然担心服务器扛不住。后来经过多次评估，他们发现公司的一批特殊的定制服务器可以满足需求，但是数量有限，只能在运行效率上不断优化，争取满足更多的用户体验。
把长城推送给用户之后，要跟大家做什么形式的互动呢？尹宁最开始想的是既然是一个军事设施，也许可以做塔防，用户在上面防守，也可以射箭。但这个想法在后来的讨论中被推翻了，“我们意识到，不能在这个场景中跟用户做一些没有价值的交互，而是应该聚焦到长城本身的一些知识点，比如它怎么去修缮，包括它本身的一些历史故事。”
对公众普及关于长城的知识，无疑是重要的，这是保护长城的第一步。明长城问题专家、中国社会科学院古代史研究所研究员赵现海曾在《十字路口的长城》讲过这样一个故事，他在陕西榆林考察长城时，在一家饭馆吃饭，老板娘问他来做什么，他说：“考察长城。”老板娘说：“我们这里没有长城，长城在北京。”说：“你们这里就有长城，是一条长长的土长城。”她说：“那不是长城，那是边墙。”“边墙”是明代人对长城的称谓，赵现海写道：“现代人沿袭了这个称呼，却不知道边墙就是长城，对他们来讲，那不过是已经挖走了很多，甚至将要全部挖走的一堆残土而已……可以作房子的半壁、院子的后墙、储藏食物的窑洞，甚至埋葬死人的坟墓。”
大众对长城的知识，有时不是太多，而是太少，这正是“数字长城”可以发挥作用的地方。当你能够以更加有趣的方式体验五种修缮技术，包括除草、砌筑、勾缝、剔补、支护，你也就拉近了自己和长城的距离。
当人们站在虚拟生成的喜峰口长城上，沉浸在虚拟技术的实时光照下，然后很习惯地用游戏的操作在上面行走，或许并不会意识到这和游戏有什么关系，他们只是在游览长城和模拟修缮长城而已。这当然不是游戏，但游戏技术却完成了这一切。
就像很多事情的真正改变，往往来自于这个领域之外的“门外人”一样，当我们站在数字长城之上，看到的不仅是虚拟的墙砖、蝴蝶和婆娑的树影，也看到了文化遗产保护的全新方式和技术进化方向。对邓大付这样的技术团队来讲，虽然在数字长城的探索上“踩了不少坑”，但也沉淀了技术经验，并将把这些经验运用到更多像长城这样的文化遗产保护项目之中。
为了让公众“顺滑的”、“身临其境”的体验“数字长城”，在不到4个月的时间里，这款产品迭代了107版。当虚拟的修缮完毕，腾讯基金会还将同步为用户提供参与激励，将捐出一定金额用于文物保护。
当然，即使了解了修缮技术，绝大部分用户并没有机会在真实世界中去修长城，但对他们来说，这趟游览中看到的风景、吸收的知识依然意义重大。正如尚珩所说：“人们可以在云上看到不同时期长城的全貌和细节，这个对于我们来拉近长城和公众之间的距离是作用非常大的，我相信绝大部分都是年轻用户，长城保护无论是人也好，还是技术也好，都需要年轻人参加的。你把这个东西给年轻人去看，也许就是在为长城保护提供后备力量。”
这就是契机的价值，李哲记得自己是怎么喜欢上研究长城的，他看着某段长城的砖石，令他诧异的是工匠挑选石头的极致程度，“凡是石头上有一点点的色彩、质地不好的都不要，建空心敌楼的时候真的都是百里挑一的石头放在最外面，组成纯色的石墙。设身处地地想，我做不到，但古人做到了。”他站在那儿猜测古人是怎么想的，又是如何做到的，那种苦思冥想的出神是他印象里很美好的时刻。
这也是关于数字长城更多的意义，在这段虚拟的风景中，人们也将拥有这样沉浸的时刻，播下很多颗和长城有关的种子。（来源：腾讯新闻）
微信扫码关注该文公众号作者