當時，古建“學術派”和數(shù)字“技術派”在一次會議中相遇，一個奇思妙想偶然被碰撞出來—為何不利用清華現(xiàn)有對圓明園的研究優(yōu)勢，重建一整套以圓明園為主題的3D影像，并將以往束之高閣的理論研究轉化為商業(yè)化的產(chǎn)品？學術派與技術派最終一拍即合，《再現(xiàn)圓明園》項目由此誕生。
這項基于圓明園現(xiàn)場導覽的應用系統(tǒng)，以海量歷史文獻及考古發(fā)掘采集的遺址信息為基礎，數(shù)字化復原了圓明園多個歷史時期的景區(qū)3D效果圖，不僅展示空間概念，而且也展示時間概念。用戶只需通過一個下載至平板電腦中的APP，就可按圖索驥在園內找到相應二維碼進行信息掃描，景區(qū)圖片隨之即出。舉起平板設備也可獲知圓明園建筑朝向及視角變化，并呈現(xiàn)出特定的3D復原效果。考慮到圓明園在康熙、雍正或是乾隆時期都曾進行過翻修，它還能夠呈現(xiàn)出不同歷史時期的復原效果。此外，工程師們還輔以動畫音視頻、以及微博等多媒體手段，如此一來，游客即使站在斷壁殘垣之上亦可穿越時空重返盛世時代的圓明園。當以移動技術為主宰，物聯(lián)網(wǎng)、云計算全面覆蓋的智慧城市成為未來的城市形態(tài)，在家中觀看博物館的珍貴展品、在擁擠的景點中規(guī)劃合理的旅游線路、不需人工導游就能完成名勝古跡的導覽—數(shù)字旅游無疑是智慧城市中人們最期待的命題。“未來的某一天，你在這里看到的每棵樹、每塊石頭，可能都會講出一個故事。”北京清華同衡規(guī)劃設計研究院信息中心副主任王鵬對《環(huán)球企業(yè)家》說。
重構昔日的“萬園之園”并非易事，這需要對建筑、歷史、考古、園林、數(shù)據(jù)庫技術、網(wǎng)絡工程以及視覺藝術等融會貫通。幸運的是清華大學對圓明園歷史、建筑研究積累已達數(shù)十年，此外，其城市規(guī)劃設計研究院數(shù)字城市所（偉景行科技股份有限公司的研發(fā)中心）則在三維虛擬現(xiàn)實技術領域頗有建樹。考慮到此項工程的學科交叉性及復雜性，其領銜者則由建筑大師梁思成的關門弟子、清華大學建筑學院教授郭黛擔任。
擺在郭黛面前，首當其沖的是確定時間軸。由營建至被毀，圓明園多達32個景區(qū)曾經(jīng)歷數(shù)百年變遷，多位皇帝曾大規(guī)模營修及改擴建，因此各景區(qū)在不同時期的風貌也不盡相同。因此，將“時間軸”引入復原工作至關重要。
對單個景區(qū)每處細節(jié)而言，3D復原均需經(jīng)十二道嚴謹?shù)墓に嚵鞒蹋渲邪ㄎ墨I檔案研讀、古建圖辨析、寫景圖、老照片辨析、遺址詳細勘察和營建技術分析等。其中，建筑復原則包括木作、磚石作、油飾彩畫、室內裝飾等要素。園林景觀要素則包括植物、疊山理水、楹聯(lián)匾額等。在確定景區(qū)的全部要素后，工程師還需通過實地勘測進行精確建模，將建筑、山水、遺址完整地復原出來。上述要素則共同構成某一特定景區(qū)的全貌。
另一個挑戰(zhàn)則在于如何通過時間軸再現(xiàn)300年間不同皇帝的造園思路和審美觀。以圓明園40景之一的“上下天光”為例，其在乾隆初期是一座帶有曲橋的兩層臨水亭榭，道光年間則被改建為涵月樓，咸豐年間樓外則增加了天棚。為了達到最完美的復原效果，工程師必須將原貌細分為乾隆初期、中期、道光中前期、咸豐時期直至被焚等不同景觀，以此呈現(xiàn)建筑300年間的演變。
除了亭臺樓閣之外，自然山水、奇花異草也堪稱點睛之筆。研究者通過查閱宮廷文獻、御制詩文等歷史資料，考據(jù)出圓明園內除松柏、桃花、杏花、海棠等北方園林常見的樹種和花卉外，還有芭蕉、羅漢松、梅花、山茶、蘭花等南方植物。
為了完成上述的復原工作，清華同衡規(guī)劃設計研究院此前曾耗費四年之久，其花費超過1000萬。2011年底，圓明園復原研究、三維建模和數(shù)字影片已初具規(guī)模。不過，在今年年初的一次內部會議上，一個新想法迸發(fā)出來—在研究者看來，若研究成果僅面向特定的專業(yè)群體和小眾愛好者未免太過可惜。它能否被大眾化和商業(yè)化呢？若能，則以怎樣的形式實現(xiàn)？
同衡規(guī)劃設計研究院常務副院長梁偉當即聯(lián)想到時下最火熱的APP。梁的提議引發(fā)了共識。此后，軟件研發(fā)團隊開始著手APP的攻關開發(fā)。六個月后，《再現(xiàn)圓明園》的APP產(chǎn)品初具雛形。類似的開發(fā)在國外亦有嘗試。法國盧浮宮、埃菲爾鐵塔、韓國德昌宮均有將現(xiàn)實與虛擬技術結合的APP產(chǎn)品。
在工程師的努力下，當下最熱門的數(shù)字技術被應用其中。其中之一則是基于位置的服務(Location Based Service，LBS)，如此方可準確定位游客所在地理位置，由此提供文物的背景信息、現(xiàn)場感知及游覽體驗。工程師們亦利用角速度傳感技術，精確分析出游客所處的方位和角度，從而有針對性地提供相應的視角展示。另一項被廣泛應用的技術名為AR(增強現(xiàn)實)技術，它堪稱古跡復原與展示的最佳技術—可復原圓明園中早已不復存在的景區(qū)，參觀者可在屏幕上還原各個歷史時期的外觀等信息，并查看殘缺部位的虛擬現(xiàn)實復原情況。工程師們還廣泛利用二維碼和RFID（射頻識別）技術，以實現(xiàn)比GPS更小尺度的物體定位。大至房間山石，小到花木桌椅均可以此制作推送信息，以供游客獲取。
這是一項浩大而細致的繁瑣工作。圓明園研究浩如煙海，大到建筑、園林，小到窗欞、臺階、匾額、彩繪、雕刻、欄桿、植物、疊石等均需依據(jù)史實嚴謹求證。王鵬透露圓明園共有約100個景區(qū)單元，而《再現(xiàn)圓明園》目前已完成32個景區(qū)，其他景區(qū)的研究、制作及上線工作亦在穩(wěn)步推進。
不過，對于這個在半年內就火速上線的APP，缺憾尤在。在王鵬看來，缺憾之一在于其3D渲染的互動效果欠佳；其二，景區(qū)過于龐大，二維碼和RFID的網(wǎng)點布局有限，景點細節(jié)故事仍待挖掘；其三，一些原本應被加載進來的詩詞歌賦等關鍵背景信息因時間倉促并未被置入。
瑕不掩瑜。首嘗商業(yè)化運作的《再現(xiàn)圓明園》初獲成功。其APP在蘋果商店上線三天即收獲超過1.2萬次下載，榮登免費榜第一名。“我們希望英文版未來可以從海外獲得收入，也希望體現(xiàn)它的國際化價值。”
