你的微信里有一座长城，不仅能爬还能修

守护长城再造长城

自春秋战国以来，许多统治者都曾修筑长城，它承载着太多的历史，沙场将士马革裹尸，封建帝国屯田移民，使节与商旅往来络绎不绝。当烽火和硝烟散去，长城作为一个伟大的象征，不只有山海关、八达岭这些最耳熟能详的雄关漫道，它更广大的部分，遭受着经年累月的侵蚀，甚至可能因为得不到保护而不复存在。这些细微而悠久的伤口，应为我们看见。这不仅关乎专业人士对遗迹的保护，也关乎我们每个人。在保护长城的物理和数字行动里，我们都可以借助科技的力量，与长城有更直接、更细微、更深入的联系。尊重历史，尊重长城长城在春秋战国时期即已修筑，万里长城之名自秦而始。公元前 215 年至前 213 年，秦始皇派蒙恬率领三十万人北击匈奴，战后对秦、赵、燕各国修筑的旧城墙加以增修和相连，「起临洮，至辽东，延袤万余里」。

现存的长城遗迹主要为始建于 14 世纪的明长城，西起嘉峪关，东至虎山长城。2012 年，国家文物局用 6 年时间完成了长城资源认定：我国各时代长城资源分布于 15 个省（自治区、直辖市），各类长城资源遗存总数 43721 处，墙壕遗存总长度超过 2.1 万千米。时间带走长城的狼烟与驼铃，经久不息地留下痕迹。地震、雷击可能危及性命，雨雪风沙缓缓将它吞噬风化，建工厂、修公路、拓开发区、改造城市等人为破坏使其面目全非。

娘子关. 图片来自：摄影师杨东/图虫创意2002 年前后，中国长城学会调查走访结果显示：「三分之一的长城基本完好，三分之一残破不全，三分之一不复存在。」2016 年，光明日报报道，明长城 6259.6 公里的人工墙体，保存较好的不足 10%，保存一般的约为 20%，保存较差的约为 40%，消失的约为 30%。明长城尚且如此，其他长城更不容乐观。还有一种破坏长城的情况是过度修缮、破坏性修缮。好在通过多年的实践，逐渐形成了现代的修缮理念。国家文物局编制的《长城保护维修工作指导意见》指出：长城保护维修必须遵守不改变文物原状和最小干预的原则。妥善保护长城遗存的真实性、完整性和沧桑古朴的历史风貌……长城保护维修必须保持长城的原形制、原结构，优先使用原材料、原工艺。
最小干预、因地制宜，是一件很难做到又必须做到的事。2016 年，腾讯公益慈善基金会携手中国文物保护基金会，与北大考古文博学院、天津大学长城研究团队合作，先后捐赠了 2500 万元，用 5 年时间支持修缮箭扣及喜峰口长城。

箭扣长城. 图片来自：新华社其中的喜峰口西潘家口段长城，建于明洪武年间，因为潘家口水库的修建，潘家口关城和部分长城被淹没到水下。修缮人员需要做的，是遵循「四原」和「五随」原则：遵守原本形制、原来做法、原有材料、原用工艺，同时保证随层、随坡、随弯、随旧、随残。先是清理疯狂生长的杂草，既防止长城的结构稳定性被破坏，也让长城露出真容，针对性地调整修缮方案。再是给长城做「微创手术」，尽可能选用从古城墙上脱落的砖石，修补手法遵照最传统的白灰加水调制灰浆方式。在局部需要结构补强的位置，选用以原工艺制作的青砖。

背运砖石. 图片来自：河北日报因为喜峰口西潘家口段长城没有陆路相通，工程材料都是通过汽车运到码头上，然后用船只运到施工现场，最后还要再人工搬运，每块青砖重 25 斤，一个人最多背 2 块，一天最多走 12 趟。这一段 1005 米的长城，整整修了 4 年，终于在 2021 年 10 月底完成了主体的修缮。

喜峰口西潘家口段长城修缮前后对比.「男儿宁当格斗死，何能怫郁筑长城」，戍防的军队、强迫征调的民夫、发配充军的犯人，这些古代的普通劳动人民用力气和血肉建筑了巍峨要塞。科学地保护长城又何谈容易，这也是一条缓慢而艰难的路途。用云游戏技术，再造一座身边的数字化长城「文物的消逝是一个历史过程，文物保护只是尽可能让这个过程变缓。」文化遗产保护，不仅要物理修缮，也要做数字化保存——在它没有彻底消失之前。在喜峰口西潘家口段长城修缮完成的同时，腾讯技术公益和游戏团队希望高精度还原这段长城，用数字化的手段将它保存下来。高精度还原，不是将采集到的数据束之高阁，和普通人没有任何关联，腾讯团队提出了更大胆的设想：将数字长城装进小程序，我们可以随时随地、身临其境地在数字长城里自由「走动」，在晨间到傍晚的不同时刻，欣赏长城的一砖一石、一草一木。

图片来自：腾讯技术公益这听起来，很像电子游戏里的场景体验。负责将这一系列设想实现的腾讯互动娱乐公共研发运营体系（Tencent IEG CROS）团队，综合运用了包含照片扫描建模、实时渲染、PCG 生成、云游戏等在内的多项前沿技术。这也是首次将云游戏技术应用到文化遗产数字化保护项目之中。但实际操作起来，比平地起高楼做一款游戏难多了。长城所处的地形、长城的本体、周边的植被河流，都要做到高精度的场景还原。简单来说，腾讯 CROS 团队所做的是，先采集当地的物理数据，然后完成建模、贴图，再交给引擎进行渲染。九层之台起于垒土，在扫描拍摄阶段，腾讯 CROS 团队的 Photogrammetry（摄影测量）技术，运用激光测量、高清图片采集以及无人机拍摄记录等方法，实现对喜峰口长城的精准测量，为之后的工作打下基础。这里的难点在于，长城本身的特殊性。时移世易，长城经历岁月侵蚀和地质运动，残缺的坑洼、突兀的棱角、弯曲的台阶、自然沉降带来的断层，都是它的一部分。

图片来自：腾讯技术公益和「最小干预」的修缮理念相似，这些细节必须如实还原，但也意味着更大的采集工作负荷，让本就不小的扫描拍摄量「雪上加霜」。最终，CROS 团队采集到近 5 万张高清图片，整个喜峰口环境共有 10 亿个面片的精度。这些面片记录了每一处「不完美」的凹凸起伏，组成了长城自屹立以来的生命轨迹。此外，天津大学建筑学院六合建筑工作室提供了 4000 公里的 27 万张缩略图像，以及重点区段的高清图像、三维数据。基于丰富的数据，再与卫星拍摄的地形资源库的地形坐标进行匹配，喜峰口长城与周边地形便被更真实地还原出来。地形有了，长城本体有了，漫山遍野的植被重建不能少。腾讯 CROS 团队一口气「种」了 20 万棵树，并非随意而为。身临其境，也意味着能够无死角欣赏一棵树。20 万棵树的每一棵，因视角变动而被「看到」的光照角度、透光度、树叶粗糙度都不一样。

图片来自：腾讯技术公益借助扫描拍摄的图片和当地县志中的植物图鉴，CROS 团队学习了喜峰口长城周边的植物类型和分布规律。在这个基础上，他们定义植被的大小、比率、密度、依赖关系，从而实现不同的植被组合，再根据峡谷、山峰、悬崖、岸边等不同环境，设定植被的分布区域，最后将植被组合与植被分布领域相对应。这些复杂而周密的设定，均由通过算法和参数进行控制的自研 PCG（过程化内容生成）工具完成。当建模和贴图都已完成，还剩下渲染这一步。面对多达 10 亿面片精度的数字长城，腾讯 CROS 团队运用了游戏引擎完成渲染，从而让实时渲染画面，承载和表现巨量的超高精度模型。游戏引擎技术，能尽量减少贴图精度的切换次数，提高整个场景的运行效率。直观的效果是，在游览数字长城过程中，我们不会感知到明显的跳变。

图片来自：腾讯技术公益同时，游戏引擎技术还能提供完整的、动态的全局光照效果，实现从清晨到夜晚的光照变化。

图片来自：腾讯技术公益最后，体量这么大的数字长城，要怎么塞到小程序之中？在万兆云机房实时渲染完毕后，通过独有的云游戏传输流控算法，数字长城的高清画面会在被压缩后通过网络传送到手机，呈现 3A 级的观看效果，看得清一只蝴蝶在枯枝上扇动翅膀的瞬间。

图片来自：腾讯技术公益以上诸多的努力，实现了精细到一草一木一砖一瓦的还原，为喜峰口这段大约 1 公里的长城留下一笔数字资产。6 月 11 日，「云游长城」小程序正式上线，恰逢我国第 17 个「文化和自然遗产日」，今年活动主题为「文物保护：时代共进人民共享」。用小程序去连接用户，实现数字资产人人共享，应景又应题。以系统的视角，看见立体的长城进入「云游长城」小程序，开始「爬长城」，脚下是长城，周围是植被，你听见自己前行的脚步声。时不时有可点触的书本和望远镜图案，向你介绍长城排水口的分布，或者此处的角度最适合观景。等到你「爬」到四号敌台前，就会发现无路可走，但窗口会放下梯子。

一旁的语音向导告诉你：「入口的位置之所以设计得很高，是考虑到敌人一旦攻上长城，敌台里的士兵可以马上收起外面的梯子。」我们便能直观地感受到，长城从来就不是一道孤立的城墙，而是由大量建筑组成的严密体系。万里城墙在层峦叠嶂中前行，连起「一夫当关万夫莫开」的关城、白天燃烟夜间放火的烟墩、两台相应左右相救的骑墙敌台。明长城研究专家张玉坤则更全面地指出：长城除了军事聚落的屯兵系统，还有烽传信息系统、驿传交通系统、军需屯田系统、互市贸易系统等诸多子系统，它们共同构成了一个庞大、复杂的巨系统，一条集军事防御和民族交融于一体的秩序带。
因此，在数字化还原外貌之外，长城还有更多切面需要数字化。在「云游长城」小程序，你有着双重身份——是游客，也是工匠。你的工具箱里，装着长城特制砖、铲子、瓦刀、锤子和箭镞，供你沉浸式地参与修缮长城时需要经历的清理考古、砌筑、勾缝、砖墙剔补和支护加固等流程。