$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Сохранение архитектурного наследия является ключевым императивом в современном дискурсе о градостроительстве и культурнойустойчивости 1,2. По мере быстрой модернизации и цифровизации городов напряжение между развитием и охраной природы становится всёострее. 3. Это явление особенно заметно в Центральных равнинах Китая — регионе, который служит колыбелью цивилизации, но сталкивается с неустанным давлением городскогорасширения 4,5. Защита культурного наследия выходит за рамки простого хранения физических реликвий; Она включает сохранение исторического контекста, передачу культурного значения и сохранение аутентичности объектанаследия 6. Сохранение наследия — это не пассивный акт архивирования, а активная стратегия культурного возрождения, формирующая идентичность наций и регионов, позволяющая будущим поколениям поддерживать постоянную связь с духовным миромпредков 7. Кроме того, эффективное сохранение этих объектов способствует многомерной культурной экологии, динамично взаимодействующей с мировой экономикой, улучшая имидж региона на международнойарене 8.
Несмотря на признанную важность сохранения наследия, текущие исследования и финансирование часто непропорционально благоприятствуют выдающимся монументальным объектам, таким как храм Шаолинь или исторические центры Лояна иКайфэн 9. Это оставляет регионально значимые, но менее заметные в мире достопримечательности, такие как храм городского бога в Чжэнчжоу, в состояниимаргинализации 10. Построенный во времена династии Мин, храм городского бога, как показано на рисунке 1, представляет собой уникальный пример хорошо сохранившейся религиозной архитектуры в Чжэнчжоу. Исторически она функционировала не просто как религиозное убежище, но и как живой узел социальных, экономических и народных мероприятий — особенно ярмаркаTemple Fair 11. Эти ярмарки были жизненной силой храма, объединяя жертвоприношения, торговлю и развлечения в единое культурноевыражение 12. Однако продвижение современной коммерциализации и городского зонирования привели к прекращению проведения этих традиционных ярмарок, что привело к дилемме охраны природы. Хотя физический скелет храма сохранился, неосязаемый дух — шум, визуальная яркость и социальное взаимодействие — в значительной степени исчез. Эта потеря места (пространство плюс социальная функция) подчёркивает острую необходимость методов сохранения, способных восстановить как материальную структуру, так и нематериальнуюатмосферу 13,14. Таким образом, протокол, изложенный в этом исследовании, явно разработан для объектов наследия, характеризующихся этой конкретной дихотомией: мест, где физические архитектурные сооружения остаются структурно целыми, но связанные с ним эфемерный культурный контекст и нематериальные артефакты утрачены.

Рисунок 1. Фотография храма городского бога в Чжэнчжоу, показывающая нынешнее состояние входного фасада. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
Внедрение цифровых технологий в сохранении культурного наследия предлагает преобразующее решение этой проблемы. Принцип сохранения требует поддержания хронологической ценности материальнойонтологии 6. Традиционные аналоговые методы, такие как ручное измерение и 2D-фотография, часто не позволяют всесторонне документировать сложную геометрию древней архитектуры и бессильны в восстановлении утраченных эфемерных сцен. В результате область сместилась в сторону «цифрового побратимства» — концепции, изначально заимствованной из аэрокосмической инженерии, которая предполагает создание виртуальной копии физической сущности, охватывающей15-й жизненный цикл. В контексте наследия цифровой двойник служит точным, неизменным архивом, поддерживающим диагностику, прогнозирование ивзаимодействие 16.
Наземное лазерное сканирование (TLS) стало основой для создания геометрического слоя этих цифровых двойников. TLS использует LiDAR (Light Detection and Rangeging) для захвата миллионов точек данных в секунду, создавая облако точек высокой плотности, которое фиксирует каждую трещину, наклон и текстуру здания с точностью на уровне миллиметров17. Эта технология бесконтактная, что делает её идеальной для хрупких сооружений и высокоэффективной по сравнению с обследованием на тотальных станциях. Недавние применения продемонстрировали эффективность TLS в сложных ситуациях: Марселла и др.18 использовали TLS для оценки структурной безопасности базилики Святого Петра в Ватикане, выявляя мельчайшие деформации, невидимые невооружённым глазом. Аналогично, Баронтини и др.19 разработали рамочную модель моделирования информации о исторических зданиях (HBIM), которая интегрирует данные TLS для профилактической консервации. Способность TLS диагностировать технические условия — такие как трещины в стенах, оседание фундамента и прогиб пола — служит научной основой для физических восстановительныхвмешательств 20,21.
Однако, хотя TLS превосходно фиксирует существующую физическую реальность, он не может восстановить исчезнувшую историческую реальность. Облако точек — это точен, но оно статично и лишено исторического контекста. Чтобы восстановить пропавшие исторические сцены — например, оживлённую атмосферу храмовой ярмарки — это исследование обращается к зарождающейся области условного генеративного искусственного интеллекта (CGAI). В отличие от традиционного ручного 3D-моделирования, которое требует много труда и сильно опирается на субъективную интерпретацию моделера, CGAI (например, Stable Diffusion или Tencent Huiyuan 3D) использует алгоритмы глубокого обучения для генерации визуального контента на основе текстовыхописаний 22. Анализируя обширные наборы данных исторических архитектурных стилей и текстур, CGAI может синтезировать или реконструировать правдоподобные исторические элементы — фонари, баннеры, временные прилавки — на основе архивного текста и визуальных данных. Это представляет собой сдвиг парадигмы от чистого записи существующего к моделированию исторического существования, с использованием логики, основанной на данных, для заполнения пробелов в физическомархиве 23.
Последняя задача заключается в распространении этого цифрового симулякра. Цифровой двойник, хранящийся на сервере, имеет ограниченную социальную ценность, если он недоступен для широкой публики. Технологии дополненной реальности (AR) и смешанной реальности (MR) соединяют физический и виртуальный миры, позволяя накладывать цифрового двойника на физическийобъект 24. В отличие от виртуальной реальности (VR), которая изолирует пользователя в полностью синтетической среде, AR сохраняет связь с физическим объектом наследия, одновременно усиливая его цифровой информацией. Платформы, такие как Fologram, и устройства вроде Microsoft HoloLens 2, позволяют проецировать высокоточные 3D-модели в реальную систему координат, обеспечивая прямой диалог между посетителем и восстановленнойисторией. Этот погружённый подход показал значительное повышение вовлечённости и понимания посетителей, превращая пассивное наблюдение в активноеисследование 26.
Хотя современная литература часто рассматривает цифровые технологии консервации в изоляции, интегрированный протокол, предложенный в этой статье, отличается яркой методологической новизной. Во-первых, в отличие от стандартных рабочих процессов TLS-документации, которые дают высокоточные, но культурно стерильные геометрические архивы, наш метод вводит динамический семантический контекст. Во-вторых, хотя реконструкции на основе фотограмметрии отлично текстурируют сохранившиеся физические поверхности, они структурно неспособны восстанавливать полностью утраченные культурные артефакты, лишённые физических остатков. Наконец, в отличие от существующих систем визуализации наследия AR, которые часто используют вручную созданные универсальные 3D-ресурсы или изолируют пользователей в VR, этот рабочий процесс использует CGAI для создания конкретных, исторически обоснованных визуализаций, напрямую связанных с миллиметровой точностью TLS. Это заполняет критический пробел, подробно описывая строгий, воспроизводимый протокол. Для разрешения концептуальных неоднозначностей и создания чёткого методологического обоснования мы чётко определяем основные компоненты этого рабочего процесса. Документированная геометрия относится к высокоточной, статической 3D-пространственной копии существующей физической архитектуры; Здесь требуется TLS, чтобы передать эту неоспоримую эмпирическую реальность с бесконтактной точностью. В отличие от этого, интерпретационная реконструкция, созданная ИИ, обозначает визуальные изображения утраченных культурных артефактов (например, праздничных украшений), полученных из архивного текста; CGAI необходим для этого этапа, потому что синтезирует вероятностные, исторически обоснованные интерпретации, а не абсолютные физические истины. Наконец, MR необходим для in-situ визуализации, служа опытной средой, которая органично накладывает интерпретативные культурные слои на задокументированную физическую геометрию в реальном мире. Структурируя наш подход вокруг этих очерченных концепций, этот комбинаторный рабочий процесс не только предоставляет технический путь для оцифровки городского культурного наследия в Центральных равнинах, но и предлагает новую теоретическую модель того, как мы определяем «сохранение» в цифровую эпоху — выходя за рамки сохранения материи к возрождению памяти27, 28.