自然遗产的人文活化——艺术+科技的创新实践

文/图：雍晴 副教授 四川美术学院影视动画学院

周宗凯 教授 四川美术学院影视动画学院

党的十八大以来，习近平总书记多次做出重要指示：“让收藏在博物馆里的文物、陈列在广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字都活起来，丰富全社会历史文化滋养。”[1]中国自然文化遗产活化不仅要立足过去，对传统文化进行保护和研究，更要面向未来，用新兴数字科技对其进行创新性表达，从而使其适应当代文化语境，实现更高的社会价值、经济价值和文化价值。

中国是古生物资源大国，有许多震撼世界的资源宝库和科学发现，如澄江生物群、热河生物群、关岭生物群等等被赞誉为“为国家赢得荣誉”的宝贵资源和伟大发现。但相关资源却大部分没有走出发掘地和博物馆，没有与新兴文化元素、科技元素深度融合，没有创建新体验、新内容，更没有与我们的文旅深度融合创建新增长点。如我国拥有几乎覆盖地球生命起源演化全过程的古生物资源，但主题乐园却拥挤在恐龙一个类别上，造成大批同质化的项目，又因没有紧扣中国独有资源与科考成果开展系统化建构亮点和卖点，大多数恐龙主题乐园仅能贴上东方侏罗纪公园的标签，内涵空洞、生命力短、利润低、影响力弱；
我国为数众多的城市或野生动物园、动物主题乐园，挣扎在动物资源短缺、主题特色不鲜明、产品单薄业态单一等困境中，国内动物主题公园资产规模约3600 多亿元，但整体利润不到7%（2019 年中研普华调查数据）。在2021 年“中国文旅产业发展年会—动物主题旅游创新发展论坛”上，各行业专家对此领域的发展困境给出了中肯的问诊和建议，但鲜有专家关注到我国古动物资源的激活与开发。

古动物学拥有复杂的学术体系，所涉及的无论是地质学还是考古学，都很少将文化创新及开发利用这一课题纳入研究范畴，以至于相关科研成果的文化价值、社会价值、经济价值没有得到充分彰显。习近平总书记在党的二十大报告中指出：“开辟发展新领域新赛道，塑造发展新动能新优势。”笔者认为，无论是从我国古生物生命演绎的壮阔历史所包含的“人与自然生命共同体”主题内涵来看，还是从现存珍稀动物的资源有限性角度来看，充分激活我国古动物资源这个巨大宝藏均是潜力巨大、势在必行的任务。

2003 年开始，四川美术学院影视动画学院率全国美术院校之先，开始以艺术加数字技术的方式进行古生物复原再造与呈现，二十年来，学院持续开展艺术学、信息学、地质学、考古学的学科融合创新探索，以“艺术+科技”独步远古世界“无人区”，纵深这几乎无人涉足的古动物活化与创新应用研究。近年来，更是面向科技与产业的大变革，着眼文化与自然遗产的整体关系，以古动物资源的“中国品牌+中国智造”展开了古动物科学考古与艺术数字复原一体化系统融合开发与创新运用系列研究与实践，形成特色研究方向以及丰硕的成果。

作为首个主持国家科技部科技支撑计划的高等艺术院校，我们创新性地提出“科学考古+艺术复原”理念，并以艺术学、信息学、考古学、古生物学等学科的融合，探索攻克古动物考古艺术复原中的关键技术及集约化工程技术，自主研发了古动物考古与艺术数字化复原一体化系统，创建了古生物活化通用技术及开发模版。运用原创技术系统复原了和政古动物群、盐井沟古生物群、云阳恐龙群及大熊猫进化演绎谱系等，建构了可广域运用、可复用、可共享的古动物数字化石资源库，成功地将古动物化石资源及考古成果转化为文化资产。并创造性地将中国独有古动物资源转化为中国品牌的文化资产和视觉形象体系，广泛应用于文创、文旅、城市公共文化、科普与博物展陈，赋能多产业发展。

简言之，以艺术与科技的深度融合创新，纵深考古界的冷门“无人区”，以期开启自然文化遗产活化的新赛道；
以“考古、复原、开发一体化”打破学科壁垒，构建艺科融合交叉学科在知识体系、创研范式、成果转换、行业引领等方面的创新体系。

1.科学与艺术从分裂到融合

国内外对古生物复原的研究经历了复原图绘制、3D 重建阶段，如今已经进入到数字和虚拟技术重建的时代。在此过程中，不断有带有时代背景特色的最新科学技术应用于古生物复原工作，包括从具有严密科学性的图纸绘制、二维概念设定、实拍到三维数据、三维扫描等多种技术手段。整体而言，国内外大多数古生物复原工作中，艺术所扮演的角色主要是辅助科学将研究成果可视化，从平面复原图到 3D 重建和虚拟现实可视化均是如此。

长鼻三趾马（国家科技支撑计划项目“绝灭动物数字化复原及开发运用工程”复原古动物）

事实上，在艺术史的叙述中，我们常常看到科技如何影响艺术的发展，从青铜器的冶炼技术到印象派的锡管颜料，科技的进步不断推动艺术的发展。在过去很长一段时间内的文化产业发展中，也明显存在“科技进文化易、文化进科技难”的科技单向赋能文化艺术的现象。[2]这种科技与艺术的主次关系，溯其根本是科学与人文两种文化的分裂，其由来已久。自休谟以来，对“事实”与“价值”概念的区分，逐渐成为人们的普遍认同，即关于事实的判断与关于价值的判断截然不同，自然科学就是关于事实问题的研究，追求科学事实、科学定律和科学理论的客观性；
人文科学则是关于人类价值问题的学科，如伦理学、文学、艺术等，其研究对象是人本身，如人类的观念、情感、审美等问题。在近现代哲学不断加剧的“事实与价值的二分”观念下，科学与艺术之间被划出了一条强制性界限，自然、理性与真理属于科学，审美、非理性则属于艺术。[3]

随着科学与人文两者之间的裂隙越来越大，现代思想家意识到这是一个必须去面对的危机。马克思在《1844 年经济学哲学手稿》中提出，本质上来看自然科学与人文科学都可以统一在历史科学中，历史既可以从自然史的维度考察，也可以从人类史的维度考察，两者密切相关、彼此相互制约。任何一个想要走进世界前列的国家，都既需要具有发达的自然科学，也需要拥有繁荣的哲学社会科学。2021 年，习近平总书记在清华大学参观时指出，美术、艺术、科学、技术相辅相成、相互促进、相得益彰，要以它们的深度融合发挥好艺术的作用。美术、艺术对于经济社会的作用被提升到与科学、技术同等重要的位置，曾经泾渭分明的艺术与科技正在也必将以深度融合的趋势，从各自隔绝的“自我圈层”走出来，共同走向服务经济社会发展的“社会圈层”。

2.古动物考古复原理念与技术创新

秉承科技、艺术、文化的融合创新的理念，四川美术学院影视动画学院创新性提出了“科学考古+艺术复原”的创新理念。众所周知，生物结构以优美著称，生物的身体结构设计均为最优化的方式，面对残缺不齐的绝灭古动物化石，我们强调用艺术的视角和手法，去理解动物“优美”的结构、去提取生物结构的共性，结合对复原物种相关考古成果的提取和化石的测绘，展开想象推断，探索出一条与科学测量不同的复原路径。

古熊猫骨骼复原

以国家科技支撑计划项目“绝灭动物数字化复原及开发运用工程”为例，在充分调研了我国绝灭动物化石资源的基础上，在热河生物群、澄江生物群、山旺生物群、和政动物群以及关岭动物群，这五大最具代表性的生物群中，我们将复原研究对象和开发选题锁定在文创开发价值高、有中国代表性、有形态美感、有识别性、有故事演绎可能性、有旅游开发价值的物种或动物群。被誉为古动物学界的“东方瑰宝”“高原史书”的和政动物群成为我们复原的重点之一。尽管和政化石的发掘数量巨大，但仅仅依据化石，其中很多绝灭动物是难以复原出完整形态的，涉及其毛皮色泽花纹时，更是无资料可查证。大胆应用艺术的原理和手法，成为复原的重要手段。

例如在归纳和政远古动物共性，建立古动物复原通用性造型原理时，我们采用艺术造型的基本规则，通过借今拟古，依今描古：充分利用现代动物和古动物的谱系关联性和群类相关性，以现代动物结构为造型样本“照猫画虎”，再独立推演其差异性；
归纳共性，凝练要义：根据动物种属分类，进行其生物结构体块及特征的规律总结；
师法造化，严依物证：“外师造化，中得心源”出自唐代画家张璪提出的创作方法，主张客观物象与主观情感的统一，其核心要义是指艺术创作要遵从自然，但是自然之美并不是直接转换为艺术之美的，艺术家的能动构设以及情思投入是必需之路径。在我们的项目中，我们坚持在严依物证的基础上，进行主动的推理、论证及艺术表现。

河南兽(国家科技支撑计划项目“绝灭动物数字化复原及开发运用工程”复原古动物)

“考古、复原、开发一体化”是我们复原工作的基本理念，我们提出不局限于科普图解及化石陈列，立足于开发应用，应文创文旅之用创造“角色”的古动物复原理念。一方面，我们将古动物视为一个鲜活的生命而非一具化石，因此我们强调感觉上的真实性及艺术感染力，重视对它们毛皮色泽花纹等效果的复原及表现；
另一方面，因对“用”的强调，我们在科学性复原之外增加了开发性复原工作，通过需求牵引下的数字化石资源库据化分类建设，建构了面向跨领域共享的古动物复原数据资源库：三维复刻的化石骨骼为科学研究提供了数字化标本和数据库，三维活化形象（含毛发、肌肉、动态）为科普传播创建了数字模型，为包括文创衍生、影视开发、文旅新场景构建在内的古动物考古资源文化资产转换提供了原创知识产权和视觉要素支撑。

庞大的复原数据库建设必然需要强大的技术支撑，通过创新研发“科学考古+艺术复原”学科交叉领域的共性关键技术及集约化工程技术，我们建构了一套以多技术集成、高度集约化为特征的系统技术方式：建构集合性研究标本数字库据和对比平台，在虚拟平台实现透叠对比和共性提取，并以数字纠错方式进行化石变形矫正，从虚拟现实中恢复结构，采用SFM 方式对比化石模型进行三维重建，并在数字虚拟空间中验证复原科学性，形成支持SFM 方法的系统便捷方式，由此构建化石三维重建实验数据集。采用3D-R2N2 方法结合艺术解剖学的体块概念，以Maya、Madbooks、Zbrush、Photoshop 等软件为基本软件，最终构建化石对比与纠错、肌肉毛发生成逻辑虚拟模型和系列复原三维模型。在充分研究古动物起源演化历史基础上，运用数字技术和虚拟古动物复原研究系统平台，融美术学造型原理、动物解剖学于一体，创建复原造型技术通用模板；
融动画原理、动物运动规律于一体，创建复原表现技术模板等。

东方剑齿象(国家科技支撑计划项目“绝灭动物数字化复原及开发运用工程”复原古动物)

通过“艺术+科技”的理念创新及科技创新，探索并构建了应科普、文化、产业之用的“复原+再造+创造”文化数据资产转化思路及路径。

传统的古动物资源及考古成果往往单一运用于科普传播，其复原成果多以博物馆的图示、化石展示为主，辅以科普插图或影像呈现。四川美术学院影视动画学院以“考古、复原、开发一体化”的思路，提出以“生命史记方式”串接碎片化古动物化石资源和科学考古成果，打造文创文旅IP 的主张，复原成果在科学研究与科普推广、影视动画与游乐开发、城市景观与公园建设等多领域均有开创性、标杆性、示范性产业化运用。

三趾马(国家科技支撑计划项目“绝灭动物数字化复原及开发运用工程”复原古动物)

1.“复原成果+公园模式”建国内首个最大规模公园形式的科普平台

围绕古哺乳动物、恐龙、近现代绝灭动物三个谱系进行的系统复原，复原了包括三趾马、多齿何信禄龙、多棘沱江龙、鄂尔多斯乌尔禾龙等104 款绝灭动物。成果被铸造为等身大的动态雕塑和情景复原雕塑，并最终在重庆市两江新区建成占地340 亩的“生命公园”，成为该区域的生命文化和环保教育基地，成果也因其卓越的科普效果，在2017 年荣获重庆市科技进步三等奖。通过该公园建设，古动物为主题的文化亮点、看点的注入，周边辐射区域的地块价值被迅速激活，其地块增值价值在亿元以上，带动了区域经济发展，也实现了项目成果最大价值运用、拓展性运用和附加值提升。

2.“复原成果+城市公共艺术”创城市地标应用方法，提升成果高附加值

充分利用古动物的地缘独有性，将复原成果运用于城市形象代言和地标打造。合川马门溪龙1957 年发掘于重庆合川，它身长23 米，不但是中国之最，也是亚洲之最，迄今为止它仍是恐龙中的巨无霸，时任中科院院长的郭沫若曾为其亲笔题名“合川马门溪恐龙”。我们通过数字化复原，将之塑造为23 米长的青铜雕塑，通过项目组与合川区人民政府对接，安装在合川滨江路，并以此为中心打造了滨江公园，目前已经成为了合川城市地标。

生命公园实景

这种方式使古动物从博物馆走向城市空间，使本地区独有的自然遗产融入人民生活空间，不仅使科普内容得以面向公众获得更加广泛的传播，也使之成为城市识别系统的一部分，带动旅游和衍生产品开发，间接价值还包括该地标引发的人气集聚而产生的消费、城市品牌传播，大大提升了古动物复原成果应用价值，可创造巨大社会效益和经济效益。

3.古动物题材动画电影及游乐体验开发

以数字复原的绝灭古动物：剑齿虎、铲齿象、巨鬃狗等为主要角色，四川美术学院师生团队正在原创开发古动物题材动画电影《古兽迷国》，全片90 分钟，运用虚拟引擎建构神秘的远古场景，展示远古时代恢弘而壮烈的生命故事，影片将在2023 年底杀青。动画电影项目得以顺利研发制作，一方面是因为整合多个平台资源，如依托了本单位主持的重庆市高校高水平科研创新平台“动漫科技与文化遗产活化工程研究中心”，以及本单位与中科院天文台合作的“在渝本科高校与中科院所属院所合作项目—科普资源的数字化与产业化建设”等，另一方面，更为重要的原因是，我们在前期的复原中已经分类建设了绝灭动物影视用三维模型库，包括依据科目分类的三维模型库、模块库，生态及外形高清复原图数据库等，以及为动画创作专门开发的贴图模块、骨架模块、关节骨骼模块、动作模块等。完善的开发复原数据库将以比市场小得多的成本，为动画电影的开发启航护航。

完善的开发复原数据库也为我们为开发游乐体验项目提供了支撑，我们为多个景区开发了《史前关岭海洋世界》VR虚拟现实产品、《和政古动物》VR 虚拟现实产品、《重庆恐龙》VR 虚拟现实产品等，同时也在不断地将技术内容转化到其他项目中，如与重庆丰都旅游局开发的丰都鬼城VR 虚拟现实产品。

在科技和产业深刻变革背景下，科技与艺术的深度融合创新作为文化自信和科技自立自强的重要支撑，已成为“双循环”背景下提升我国经济发展效能的重要引擎。四川美术学院以艺术跨科技的融合创新，激活我国古动物资源及考古成果的技术探索和创新运用实践，可以视为响应国家文化产业数字化战略需求和“艺术+科技”学科发展需求的一种积极探索。

合川马门溪恐龙雕塑实景

放眼自然遗产的人文活化领域，“艺术+科技”在本领域中的综合创新应用，极为深刻地影响并改变着相关文化及产业的发展环境、业态、格局。艺术与科技的融合创新形成一种新的文化科技力量，已经全面融入文化创作、生产、传播、服务、消费以及文化服务与模式创新、文化内容与形式创新、文化产业升级与业态创新、文化市场繁荣与服务创新等全链条中。与之相呼应，需求与应用也反向驱动本领域的关键技术与工程技术研发，同时快速迭代的实践应用导向也加速形成了自然文化遗产活化领域相关工程化的正循环。基于此，我们认为想要真正激活我国丰沛的古动物资源及考古成果宝藏，唯有通过“考古、复原、开发一体化”的整体布局，需求牵引与学术牵引双轮并重，通过开辟新物种、创建新模式、培育新业态，创新中国考古领域新赛道。

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