文艺表演，因其融入了优美的声光特效以及精湛的歌舞技艺，且充满了文化底蕴，表达了一方风土人情与世间百态，故自古以来都是老百姓乐于采纳的休闲娱乐方式。随着技术和全球化理念的快速发展，人们对文艺表演的要求也发生了潜移默化但却深刻的改变。在传统文化和民族歌舞设计编排的基础上，巧妙融入了更多科技元素和新兴技术的演出模式，就日益成为老百姓更乐于接受的文艺表演形式。

以曾在中国G20峰会期间向各国领导人展示的水上实景表演“印象西湖”为例。该演出由国内著名导演张艺谋、王潮歌、樊跃指导，于2007年正式上演。作为表现杭州风土人情的文艺演出，导演组在构思时便向杭州本地的学者、文化人士、旅游官员深度学习了杭州历史，以及名胜古迹背后的人文故事，充分解析了其中的典型元素和文化精髓，并通过江南传统歌舞表演予以呈现，所以，从文艺演出本身来看，“印象西湖”可以视为是“合格”的。但是拿出一台“合格”的演出并不是这台大型实景表演策划的初衷，导演组希望能够基于演出“将心动外化，将想象具化，将真实的自然做成了人们幻想中的仙境”。于是，科技手段就成为导演组实现“梦想”并带领观众领略“仙境”的工具。

以灯光为例。“印象西湖”是在夜间演出，所以灯光的使用对表演而言尤为重要。“印象西湖”是国内首批在室外自然场景中采用全息投影技术的表演。全息投影属于虚拟成像技术，能再现真实物体的三维图像，甚至能使幻象与真人表演互动，产生奇妙的效果。在“天鹅湖”表演中，芭蕾舞演员就像在真正的湖面上跳舞，美轮美奂。

“印象西湖”另一项革命性技术就是隐藏在水下超大升降舞台——该舞台在晚上演出时才会升起，在白天会降入较深的水中，游人经过时，除了平静的湖面，任何“线索”都看不见。这个舞台实际上是一个3 000平方米的水下升降系统，能产生高18米，雨幕面积1 000平方米的雨淋系统。它采用特低压水下灯光供电系统和双向移动看台系统，应用的技术在国际上处于最先进水平。正是在它的协助下，光影与歌舞才得以融为一体。

在科技和文艺演出的交互下，“印象西湖”表演完美地呈现了人们的想象；也可以说在科技的辅助之下，文化与传说得到了充分的融合。宏观来看，这也是文化产业与时俱进的一种表现。从文化传播的角度看，“文化加科技”的表现形式，使接受全球化理念教育的观众，尤其是年轻的观众对传统文化保持了亲密感，让传统文化能够进一步发扬光大，也使得中国传统表演全面走向国际创造了更大的可能性。

近十年来，中国主题公园快速崛起，呈现井喷式发展态势，尤其在近十年全球多数主题公园市场增长放缓的情况下，我国主题公园发展逆势上扬。但当前主题公园产品同质化严重，若想在众多主题公园中脱颖而出，除了品牌影响力之外，公园需要提供丰富且持续创新的新项目，而其中大量科技元素的运用，有效推动了主题公园这一行业的飞速发展。

目前，世界上最著名的主题公园当属迪士尼主题公园。我国当前规模较大的主题公园有“地产+旅游”模式的华侨城、主打歌舞影视的宋城以及追求刺激体验的欢乐谷和方特。上述主题公园均运用大量的科技元素与新兴技术，包括AI、AR、VR、全息投影及物联网等。

2016年，迪士尼旗下的研究部和苏黎世联邦理工学院合作，开发出了具有视频识别和语音识别的人工智能系统；2017年7月，迪士尼还开发出能够根据观众微表情预测观众对电影反应的视频人工智能，并将其运用到公园的剧场中。

目前，人工智能在主题乐园中的应用还在实验阶段，迪士尼希望在保证和孩子们正常交流互动的基础上，逐渐削减人工成本，通过机器代替人工。比如2017年迪士尼曝光的专利——“与人类互动的软体机器人”，该专利意在设计制造一个能与人互动和拥抱的软模块化机器人。这些机器人可以设计为迪士尼的卡通人物IP，如维尼熊、大白、唐老鸭等，它们可以移动，也能与人类进行身体互动，给游乐场带来生机和现代感。

这项技术包含了大量的科技元素：机器人的大脑以人工智能芯片为核心，同时具备视频处理和音频处理以及语言和行为输出功能；机器人的皮肤模组将会填充液体或空气，其中暗含大量传感器，可以将数据实时传输到机器人的“大脑”，以便调整动作及缓和冲击。另外，机器人的制作过程运用了3D打印技术，由此可以定制化设计不同的机器人形象。从目前公布的以“大白”为模版的初步设计图纸来看，该项目有望在未来实现投产，并在迪士尼乐园中广泛应用⁽¹⁾。

图11-1为AI人工智能示意。

图11-1　AI人工智能示意图

图片来源：搜狐新闻。http://www.sohu.com/a/134638382_716887

此外，迪士尼乐园还设计制造了大量与人工智能相关的仪器设备。2008年，迪士尼开启了可用作支付和识别的魔术手环（腕带）研发，投资约在8亿～10亿美元之间，并在2014年投入使用。此项技术可以使游客与娱乐设施（比如路边骷髅头，垃圾箱等）实现智能交互。另外，迪士尼研发的“脸鞋识别技术”，可以通过游客的容貌和足部对游客身份进行认证和定位，其中也有大量视频识别与人工智能技术的应用⁽²⁾。

随着主题公园竞争的愈发激烈，公园场景与内容的质量变成了游乐园竞争的关键。在提高用户体验上，以迪士尼为首的众多主题公园提出了浸入式体验的设想，将大量虚拟的游乐设施环境化、现实化。这一设想的实现得益于目前飞速发展的AR／VR技术，以及迪士尼早些年大量的研发投入。

事实上，早在20世纪90年代，迪士尼就曾将VR应用于主题公园。不过受限于成本和呈现效果，它们并没有走向普及。2016年上线的“Disney Movies VR”可以为体验者提供一个交互的虚拟主题公园。在这套系统中，人们的动作能够被精准捕捉，并通过虚拟渲染的方式重现于VR场景中。⁽³⁾2017年，迪士尼乐园进一步推进沉浸式体验项目，位于南加州和佛罗里达奥兰多的两个迪士尼公园推出全新的沉浸式体验项目——“星战——帝国的秘密”。

此外，迪士尼2015年申请的“放映机投影式AR系统”于2017年正式投入应用，该应用可以将放映机投影通过AR虚幻，不需要头戴“某些设备”就能享受动画人物进入现实世界的AR体验。例如，2017年7月，迪士尼公开了魔法长凳Magic Bench项目。Magic Bench不需要参与者佩戴AR头戴设备或借助智能手机。具体做法为：一人或多人坐在长凳上后，看着一个显示他们坐在那里的大型显示屏，接着卡通大象、兔子或其他卡通小动物会出现，“坐在”凳子上。摄像头和深度传感器有助于该系统在空间中定位多人，并将卡通动物放置在“场景”中。

除了迪士尼，不少其他大型主题公园也广泛使用了AR／VR技术。比如2016年深圳欢乐谷曾斥资3亿元，推出物联网+VR的主题鬼屋——“迷藏”，体验者穿戴智能设备，在全景VR环境中体验虚拟的鬼屋场景。

相比于AR／VR技术，XD动感影院和全息投影的应用相对更加成熟、普遍，尤其是在大型场景环境的营造上，XD及全息技术将用户浸入式体验做到了极致。以上海迪士尼乐园为例，项目“加勒比海盗”将真实的水环境与滑轨船、全穹顶的全息投影结合起来，让游客仿佛置身海战场景，真实而刺激；项目“飞跃地平线”则利用XD动感影院和全息屏，带领游客在空中游览全世界的名胜景色。

深圳欢乐谷打造的XD动感影院可以将观众置入逼真的体验场景中，游客可以通过影片中过山车的动作体验激烈的碰撞和瞬间降落的失重感，惊险而刺激。

主打视觉享受的宋城千古情舞台剧，也经历了全新的改版与升级。通过先进的激光、多媒体技术，可以实现全息投影和裸眼3D效果。比如，《良渚之光》《宋宫宴舞》《金戈铁马》《西子传说》和《魅力杭州》五幕演出通过全景大尺寸LED屏和全息投影成像技术，配合现场灯光、音响、演员表演，将宋城的繁华和杭州的魅力一一呈现，为游客带来不一样的全新感官体验。⁽⁴⁾(www.daowen.com)

北宋画家张择端所绘的《清明上河图》是中国十大传世名画之一，画中生动形象地记录了中国12世纪北宋时期都城东京（今河南开封）的城市面貌和人民生活状况，画中所绘人物、动物数量极多，车、桥、船只、房屋各具特色，具有很高的历史价值和艺术价值，在中国乃至世界绘画史上都有着非常重要的地位。更让人惊艳的是，在2010年上海世博会中国馆里，《清明上河图》“动”起来了，人会走、水会流、鸟会鸣，吸引了一大批参观者，更是被誉为上海世博会中国馆的镇馆之宝。

这幅动态的《清明上河图》是以北宋画家张择端的《清明上河图》为蓝本制作而成的，该幅图长130余米、高6.3米，比原画的长度放大近30倍，面积更是放大约700倍。在中国馆中，整个画面每小时可循环演示15次，以动态方式展现宋代汴京城的民俗场景。画中白天出现了691名人物，夜晚出现了377名人物，⁽⁵⁾有骑马的官宦、摆摊的商贾，也有边走边吆喝的脚夫和拉着船索唱着劳动号子的纤夫，生动直观地重现了汴京和汴河两岸自然风光和繁华景象，让观看者宛如穿越回了北宋。动态《清明上河图》在尊重原著，保留主要元素的同时，通过动态优势又比原著表现更加丰富的内容。首先，张择端的《清明上河图》展现了白天开封城的风貌和热闹景象，而动态的《清明上河图》为了更立体、更充实地再现当时的生活场景，则是呈现了白天和夜晚两种情景。另外，由于图中人物要动起来，人物可能前一时刻在城里，过一会就要走出画面，所以动态《清明上河图》中的元素要比原画中静态的元素多。为了尽量还原当时的情境，设计者邀请了多位专家学者研讨，对每一个细节仔细推敲、模拟，保证所有人物的衣着和神态与北宋时期的历史背景吻合。

制作动态《清明上河图》实际上采用了技术集成创新的方法，将投影、电影、三维成像技术有机融合。上海市科学技术委员会将其命名为“基于大幅卷轴的数字化应用”技术。⁽⁶⁾制作方最初收到北京故宫博物院的一张分辨率较高的原件扫描图时发现，由于此画年代久远，已经有很多纹理或破损，扫描图只能作为框架图使用，里面的人物、车船等都需要进一步的修理和加工。后来，这幅动态《清明上河图》从最初创意到达到栩栩如生效果大约花费了近两年的时间。制作过程十分复杂，首先是建立图幅坐标，并将所有人物和建筑物按照时间和空间编码；然后植入音效，最后合成后反复调试音效和画面动作协调性。每个环节都不简单，都至少要花费几个月甚至更长时间。制作团队还绘制了分门别类的表格关系图，清楚地介绍了画中各人物的身份、背景、表情、行动变化，为之后的技术工作打下基础。在具体制作时，首先要将会动的人物、车、船等的轮廓“抠”出来，将其从原图中抹去，然后全部用三维技术重新制作。由于原件扫描图中的每个人物并不是很清晰，所以为了保证人物真实生动，必须进行大量的后期处理。此外，在细节方面，还要对画中人物加以渲染，从而使这幅动态图画既不失古本韵味，又可以符合动态放映要求。正是因为有了这些纷繁复杂而又深入细致的工作，加上优良的技术作支撑，在精准的数字和种种细节支持下，才有了这幅令人赞叹的动态《清明上河图》，实现了几百个人物、动物各自的动态路径，而没有丝毫差错。

为了使动态《清明上河图》更加符合原画的国画特征，制作方仍使其保留了二维的效果。但是由于使用二维制作不利于修改，因此是利用三维技术来实现的。关于屏幕，制作方将其设计成了有褶的，白色银幕起起伏伏，最大的凹凸落差有2.5米的幅度。⁽⁷⁾如此设计是因为一个大而平整的屏幕会让观众被直线视觉冲击，产生一种画面呆板的感觉。在技术上，利用12台高精度投影仪同时工作，将动态画面分段排列，无缝拼接起来，达到既无褶皱又很连贯的效果，就像一幅180度长照片。为了呈现出崭新的视觉盛宴，制作方融合了投影、电影、三维成像这三种技术手段，以这种创新的方式为我国传统艺术增添了新世纪的魅力。现代科技的化静为动、点石成金，是“中国智造”的有力注解。

利用多媒体技术来展示我国自然风光和人文底蕴的案例还有很多。例如，在2015年广州国际灯光节上，众多灯光秀作品利用3D楼体投影，结合声光电等数字媒体，变幻出千奇百怪的图案，给观众带来一场顶级的视觉盛宴；再比如，湖北省为推广其旅游景区的品牌形象，特邀相关多媒体技术公司为其打造了一个大型的数字化互动多媒体展厅，运用4D电影体验厅、互动地幕、幻影成像、互动墙面投影等丰富的多媒体展示手段，向游客展现湖北独特秀美的自然风光和源远流长的荆楚文化。多媒体技术手段不仅能让观看者产生视觉上的冲击，更能让他们用心感受到观赏内容的文化内涵，享受一场文化科技之旅。

长久以来，文物古迹的保护始终是困扰着考古界的一个巨大难题，文物本身不可再生的属性使得文物古迹一旦因各种原因遭到损毁，将再也无法恢复。例如，震惊世界的西安秦始皇兵马俑，刚刚出土的时候色泽亮丽，表情神态栩栩如生，然而如今却已失去刚刚出土时的风采，风化严重，鲜艳的色泽不复存在，暗淡如同黄泥。⁽⁸⁾

考古工作者传统的修复工艺是用打样膏或硅胶方法，对文物取样和翻模，然后再修复残缺。但在修复质地疏松且有彩绘的文物时，这种工艺就不再适用了，因为这样的方法会使翻模材料残留在文物表面造成污染。如今，随着3D打印技术的发展和普及，以及应用范围的不断扩展，众多博物馆和文物修复工作者开始利用3D扫描和3D打印技术，使破败不堪的古文物“起死回生”，不仅修复了文物，也让古代文化得以传承。

的确，对于残缺文物的修复，使用3D打印技术可谓如虎添翼。只要能得到残留部分的形状，并根据对文物物理形状的模拟，就可以方便地打印出文物的整体，个别材质的文物甚至可以直接用打印品进行补全。⁽⁹⁾

以重庆大足区宝顶山千手观音为例，该雕刻创作于南宋，是世界上最大的千手观音雕像。2014年，大足石刻景区首次引入3D打印技术对石刻主尊雕像进行修复。通过3D激光扫描获得主尊数据，借助3D打印机按1∶3的比例打印出模型，帮助工作人员科学修复主尊形态的残缺部位——包括头部的倾斜角度、眼部神态等，提供了重要的参考作用。

另一个经典的3D打印复原文物的例子是对汉代三足陶鼎的复制。该陶鼎原件采用了极为罕见的无釉焙烧技术，文物表面有一层极薄的亮层（俗称“暴汗”），但与胎体结合并不紧密，甚至有些部位已经剥落。文物工作者在修复过程中，首先用3D打印技术将复制品打印成型，再用传统工艺将其上色与做旧，最后用与原件色彩风格一致的矿物质颜料对局部上色，仿制出原件“暴汗”处的光泽度。⁽¹⁰⁾

类似的例子还有很多，例如，扬州博物馆用3D打印技术复制了1990年出土于杨庙西汉墓的鎏金铜虎镇；陕西博物馆利用3D打印技术制作国宝级文物——鹿形金怪兽的仿品；2015年济南唐代文物四门塔大修同样运用了3D打印技术，相关负责人全方位采集古建以及细部雕塑的详细信息，制作了一个高逼真程度的虚拟3D模型，通过电脑展示文物的全貌，为文物修缮保护提供了重要的参照。

从技术上来看，3D打印首先需要有立体模型图，然后用专业软件将该图模型进行数字切片，打印喷头就可以根据切片信息一层层地堆叠出物理物件。以陶器复制为例，复制一件文物通常需要三个步骤：首先扫描文物，获取三维数据；其次利用三维软件建模；最后打印成型。⁽¹¹⁾

3D打印技术的优势在于，它可以无限制地复制，并且可以按比例复制大小不同但形状完全相同的物件。目前已有博物馆向游客提供3D打印文物模型的服务，很好地解决了博物馆纪念品匮乏的问题。同时3D打印文物复制品能够让参观者过足“把玩瘾”，游客甚至可以将“文物”带回家，以便随时把玩。另外，随着3D打印进驻博物馆，馆中从业者的知识结构与技能也将发生变化，使得博物馆更接地气。⁽¹²⁾

如今，3D打印复原技术将成为考古、文物鉴赏等领域不可缺少的重要技术支撑。随着3D打印技术的成熟，其在文物修复领域将具有更加广阔的研究和应用前景。

龙泉窑是中国历史上的青瓷名窑，宋代的六大窑系之一，创烧于三国两晋，在南宋中后期达到鼎盛，最后结束于明清时代，有着两千多年的烧造历史，目前主要生产地是位于浙江省龙泉市。龙泉窑以烧制青瓷而闻名，是中国陶瓷史上延续时间最长、文化底蕴最深、影响范围最广的青瓷名窑。其中哥窑薄胎厚釉，釉面布满非常有质感的龟裂，是宋代五大名窑之一。弟窑胎厚釉青，表面光润。根据浙江省博物馆收藏早年出土的龙泉窑黑胎开片青瓷，及近年来在龙泉市出土的黑胎开片青瓷的样本，可以得知主要的器类有碗、盘、杯、盆等，其中炉主要有釉鬲式炉、鼓式炉等，瓶有悬胆瓶、白彩瓶和贯耳瓶等。目前所有关于古代黑胎青瓷制造工艺的资料都十分有限，既阻碍了学者对青瓷的研究，也不利于青瓷技术的发展和商业化的进程。随后，国家将“黑胎哥窑开片青瓷复烧工艺研究”纳入国家文化科技提升计划项目。在项目实施过程中，研究者将龙泉当地矿藏为原材料，采用先进的现代工艺对黑胎哥窑青瓷烧制工艺进行恢复。把南宋的黑胎哥窑开片青瓷作为样本，采用能量色散X射线荧光光谱分析仪，对其胎、釉进行化学组成分析，精准地检测出样本的胎体和釉层的主要组成成分以及这些成分在胎体和釉层分别的比重。在得出了样本的具体成分之后，在龙泉市当地寻找相应的坯料——作为实验的原材料。之后对原料进行多元的配方设计，检测胚体的可塑性、收缩性和吸水率等性能，确定几组适宜的胚料配方后，通过多次的实验，确定出与黑胎哥窑开片青瓷的样本外观特征最为相似的胚料配方。研究釉料配方的方法与胚体的配方相同，同样使用了南宋黑胎哥窑开片青瓷作为研究对象，使用了当地的原材料，并添加了熟滑石、石灰石等原料，通过对原料多元的配方设计，研究出与样本最为相似的釉层配方。施釉的工艺特别关键，因为所复制的南宋黑胎哥窑开片青瓷的主要特点是薄胎厚釉。研究小组通过浸釉和喷釉两道工序来解决这一难题，先是将胚体放入窑中烧至800摄氏度，冷却之后进行除尘，再进行10～15秒的第一浸釉工序。之后，放入窑中焙烧至500摄氏度，冷却除尘之后再进行第二次的施釉，最终成功地烧制出理想的青瓷。

这一项目通过对黑胎哥窑开片青瓷复烧技术的探索，建立出一套系统有效的青瓷科研方法和实验方法。满足了青瓷技术的发展和社会文化需求，同时也引领了青瓷行业的发展。而项目能够成功的关键，还是在于借助了高科技的手段，在没有此类技术创新之前，想做到复原步骤是基本不可能的。

中国织棉是中国技术水平最高的丝织物，织棉的特点是使用不同颜色的金缕线织成各种花纹的制品，织棉的技术创于周代，汉代设有专门织造织棉的织室，供应给皇室使用。在汉武帝的时候，织棉通过丝绸之路传入波斯等国。随着新兴纺织技术工艺的发展，传统棉织工艺逐渐落后，从而导致了该工艺渐渐被人们遗忘，慢慢被市场抛弃。在这种背景下，“丝绸织棉文化创意与工艺创新及示范推广”作为国家文化创新工程项目，通过创建现代织棉文化创意研究平台，“对织棉工艺、形式内容、传播方式和营销手段进行创新和发展”（刘修兵、孟欣，2016）。

上述项目使用了数码仿真彩色织棉技术，有效提升了织棉艺术的表现力和产品品质。例如，传统的织棉工艺最多只能表现20多种颜色，而运用了数字技术之后，表现颜色能达到近千种，产品选择的范围是传统织棉工艺的50倍；同时，织棉精细度也得到大幅提升，由原来的每平方英寸不超过300根提升到600根以上。研究小组使用了现代的绘画艺术形式和创新的视觉设计，将传统织棉工艺的表现力设计得更加丰富多彩。在短短两年的时间里，创作平台还创新衍生出如织棉唐卡、服饰旗袍等五个类别系列的周边产品，创新出的产品达到200余种，现已拥有年均开发100多项新品种，及年产10万件织棉工艺品规模的能力。

相同的项目还有很多。例如，通过AR技术复原北京朝阳门；通过虚拟的建模方法将石窟造像的信息元素进行三维虚拟建模与重建，重现麦积山石窟等。借助科技的力量，我国成功复原了多项古代失传的技艺和文化遗产。而这一切的前提，都在于科学技术的发展和不断创新。