近年，一些被人们遗忘的古址废墟借助AR和VR技术获得“新生”,人们通过虚拟景象参观这些古址，就好像是在进行一次穿越时光的旅行。

通过未来派窗口看到过去的世界

当我们参观一个古建筑遗址的时候，可以使用一个小巧的平板电脑看到古建筑旧时风貌。平板电脑所做的就是将眼前的废墟和它在几百年前的景象重叠，然后呈现出后者。当然，古建筑几百年前的风貌来自早已处理好的图像，但是，是什么样的处理能让合成图像和显示器实时反馈的图像完美重叠?这就涉及增强现实技术(Augmented Reality,AR)和嵌入现实技术(Embedded Reality)。

嵌入现实技术是从真实的全景照片开始，将不同时期的合成全景照片逐步与前者重叠。这样，使用者就可以看到该景观随着时间进展发生的变化。这就好像在一个透明的球体里观看外界景观的变化。

AR所做的是借助平板电脑和专用的3D跟踪系统，将合成的景致与真实的景致完美叠合，甚至互动。

数码技术帮助拯救文化遗产

不论是中世纪的法国旧居，还是900多年前的韦兹莱教堂，它们是怎么在新技术的帮助下“翻新”的呢?

现在我们来看看具体操作实现的过程。

首先，你要获取真实景观的数字化信息，建立强大的3D数据库。然后，电脑图形处理技术人员可以以此为据制作合成图像。目前针对建筑物的数字化信息摄取技术主要有两种：摄影测量法和激光扫描法。

摄影测量法是将现实景观通过3D数据的形式存储，其实是立体照片技术的延伸。考古学家或古建筑专家会从不同的角度拍摄同一景观(或建筑),获取尽可能多的古建筑数据信息，然后分析合成景观的几何造型，重现真实景观的立体效果。现在的数码摄影取代了传统的胶片摄影，可以为我们直接存储大量精确的数据信息。

和摄影测量法相比，近年出现的激光扫描法功能更加强大，它的优点是速度快、角度数据精确。激光扫描法利用激光扫描仪发射非常细的激光束扫描。目前的激光扫描可达到每秒扫描几万甚至几十万个点，计算机可以实时将这些点的信息转化成3D坐标数据(x,y,z)。具体讲，激光扫描就好比将一束光从一个起点扫向另一端的事物，激光束指向的方向体现为和两个坐标数据，扫描仪通过计算激光往返时间得出精确的距离r(这就好像你如果在山谷中间大声喊叫，可以通过回声的长短估计距离远近),计算机通过θ、φ和r这三个数据的分析，就可以精确地识别出一个建筑物(或者一个物体)的每一个点在空间的位置，然后将位置转化成3D坐标数据存储起来。今天的激光扫描技术的覆盖范围可以达到30厘米至270米，精确度达到毫米以内。

这两种技术的目的都是要把实际的空间信息转化为3D数据信息，激光扫描法更以精确著称。目前人们使用的设备基本原理都是一样的，但在将3D数据信息返回成图片的过程中，每个处理软件的开发商都有自己的算法(algorithm),这可是每个开发商重要的技术机密。

无论采用上面提到哪种技术，结果都是获取大量的点信息，这个众多的点构成的“云块”就好像是大量的“虚拟原子”,每个“虚拟原子”都有相对应的“密度”信息，可以被重新合成，忠实还原真实景观的原貌。

不过，这两种技术只能获取建筑物(或物品)的几何数据，要想重建真实景观，还需要补充(物体的)表面质地信息，也就是颜色和对光线的反射度等。

计算机通过比较扫描获得的数据和扫描时的光线条件(强度和来源点),可以计算出一个建筑物(或物品)的每个点对光线的反射度。当这个数据被纳入到合成图像的文件后，我们就不仅可以看到随位置变化而变化的古建筑的不同角度和侧面，而且还可以看到在不同时间(早上、中午或者傍晚，晴天或阴天等)看到的古建筑表面不同的光亮度这让你看到的合成图像非常真实。

一旦扫描和数据采集结束，3D图形设计师就可以从中提取D网格，进行虚拟重建，最后再由专家组来验证整体虚拟结果。

同样的技术还可以用来观看欣赏艺术品。比如，你可以带上专用的头盔观看一个雕塑品的合成3D图像，如果你想要仔细看看雕塑底部的细节，只需要通过鼠标改变观看的视角即可；你在通过合成的立体图像欣赏一个大教堂建筑的时候，也可以通过改变视角从上向下俯瞰建筑，就好像是乘坐着一架“虚拟的无人机”从建筑物上空飞过；你还可以“穿墙跃壁”,观看难以实地进入的建筑物各个角落。

计算机的性能改善(存储量、运算速度等)为AR的应用提供了无限的可能，我们甚至可以设想在未来的某一天也许会出现“4D”的概念，除了三维空间，还可以合成存储一个运动变化的场景，让我们可以作为观众“出席”几百年前拿破仑在巴黎圣母院内的登基典礼。