虛擬實境的考古學

虛擬實境的考古學
知識通訊評論第36期

沈船模擬圖

美國麻州威廉斯鎮歷史圖像化研究所（Institute for the Visualization of History）總裁桑德斯（Donald Sanders）知道，要讓一艘船沈入海底，方法很多。他花了很多時間，在塞普勒斯沿海使一艘船下沈了好幾次。

這當然不是真船。它是一艘西元前四世紀沈船的電腦模型。桑德斯想要重現那艘船沈沒時的景象。船沈了數千年之後，有人在海底找到了殘骸中近五百件完好無缺的雙耳長頸瓶（某種容器）。

桑德斯在他的模擬船上放了一批虛擬船員與貨品，再以各種可能發生的災難使船沈沒。他希望藉此找出與考古證據吻合的一系列意外事件，以瞭解幾千年前船難的經過。桑德斯的研究計畫預計在今年完成，此計畫只是日益興旺的虛擬考古學（virtual archaeology）中的一個實例而已。

這是一種重現遠古世界的非常視覺化的方法，幫助研究人員想像已經消失的情境。這個學術領域在一九九○年代早期開始萌芽，考古學家也創作出許多虛擬考古遺跡，包括義大利龐貝（Pompeii）古城與埃及王后奈費爾提蒂（Nefertiti）之墓。虛擬考古學技術能夠重現單獨的器物，好比手斧，也可以呈現整個考古遺跡或地面景觀，例如英國的史前時期巨大石柱群（Stonehenge）。

美國法哥市北達科他州立大學考古科技實驗室主任克拉克（Jeff Clark）說，科技的潛力無窮。他說，我們可以藉由「虛擬考古學」探索先前不可能探索的概念。有時候這些影像看起來過份真實，使用者通過一個個設計精巧的虛擬宮殿與村莊，著迷於引人入勝的科技，而忽略了模型本身的重要性。

澳洲墨爾本維多利亞博物館（Museum Victoria）考古學家與策展人康德丹（Sarah Kenderdine）表示，部分學者認為虛擬遺跡作品「庸俗而討好消費者」，既不合乎科學也沒有教育價值。儘管這些模型看起來很像電動遊戲，但是也只有它們能讓觀者進入一個已經消失的世界，提供研究人員新奇而意想不到的知識。洛杉磯加州大學（UCLA）的研究團隊幾年前用電腦模擬的古羅馬圓形競技場立體模型，讓學者看到在競技場建築上層部分的走廊是何等狹窄。這個發現與他們的預想大異其趣。

木乃伊頭部斷層影像

這些新科技能讓考古學家仔細察看毀壞難辨的人造器物，詳細記錄已不存在的景觀。對埃及木乃伊做電腦斷層攝影（computed-tomography），可以在不破壞屍體的情況下呈現木乃伊的內在結構。雷射與電腦斷層掃瞄攝影使稀有而脆弱的人類遺體或器物化為可以測量與分析的立體模型。這是考古學家純粹用人工無法處理的工作。有些考古學家甚至把這些科技帶到遺址現場，邊挖掘邊利用雷射掃描器創造出土文物的立體模型。他們再把掃瞄得來的資料匯入一個建構模型或繪圖的程式，然後把成果發佈在網際網路上面。幾千里之外的同行學者，甚至是好幾年之後的學者，都可以上網研究這些物件。

回顧歷史

英國伯明罕大學人機介面科技研究小組（Human Interface Technologies Team）主任史東（Robert Stone）說，這些科技看起來很昂貴，其實不一定。早期的遺址虛擬模型計畫只有超級電腦才做得出來，要花幾十萬美元。今天，學者用一般桌上型電腦就可以達到過去超級電腦的效果，而且猶有過之。不過軟體還是很貴，桑德斯為了設計虛擬的沈船畫面，就花了將近三萬美元買軟體。

執行這些計畫要耗費的時間也可能增加許多成本。桑德斯在美國麻州的實驗室，有各種模擬實驗計畫。古埃及船隻這類個別物體的小模型，只要一天就可完工，但是大型的建築集合體，好比西元前九世紀亞述人（Assyrian）建造的有上百個房間的宮殿，就要花一年才能完成模型。古埃及船可能只要花幾千塊美金，但是大宮殿模型可能要花數十萬元才能擺平。不過桑德斯也說，現在要做虛擬實境越來越容易，但要把模型做得無誤，仍然需要許多建構電腦模型、解讀資料與編撰程式的技巧。許多類似的計畫都需要各種學術背景的人才合作，包括考古學家、建築師、藝術史專家、程式設計師與電腦模型專家。

羅馬文化遺產應用科技研究所（Institute of Technologies Applied to Cultural Heritage）考古學者傅爾得（Maurizio Forte）說，這些專家必須接受訓練，瞭解他們製作的虛擬模型的文化價值。他認為，科技只是一種工具，方法才是核心。

雖然虛擬考古學技術有許多潛力，但是普及速度仍很緩慢。桑德斯估計，全世界目前同一時間約有八千個計畫正在進行。西歐國家對於這類研究投資的金額最多。來自歐洲的資金也幫助了澳洲康德丹所從事的全球計畫。康德丹的工作是重現柬埔寨吳哥古城（Angkor）。墨爾本維多利亞博物館的訪客可在一個「虛擬房間」中體驗康德丹的作品，在這個八角形實驗室的牆面上，可以顯示出全景影像。這些景象不是電腦生成的，而是立體攝影得到的高解析度照片。參觀者可以藉此將自己融入吳哥的廢墟中，好像身歷其境。

這種繁複的重現計畫需要很多研究功夫。在俄亥俄州辛辛那提大學研究虛擬遺址重建的學者雷爾登（Elizabeth Riorden）表示，虛擬的模型必須在幾何上完整無缺。她目前的研究計畫是重建一個據信是特洛伊古城的遺址。她認為，學者對於一個考古遺址的知識常常是很片段的，他們必須蒐集資訊，做一些猜想。桑德斯說，有些考古學家因為不瞭解虛擬實境方法，也不懂製作模型所需的各種假設，所以對虛擬技術持懷疑態度。問題是，目前沒有一些廣被接受的虛擬技術使用準則。二○○六年二月，倫敦大學國王學院（King’s College London）舉辦了一個研討會，就是為了討論虛擬模型研究的透明度問題。虛擬遺跡專家在研討會上首度同意草擬一份製作虛擬遺跡模型時所需的特殊紀錄準則。這樣一來，觀看模型的人就可以知道某個模型有百分之七十五是由考古紀錄中的確切資料建構而成，其他的部分則是根據學者的假設做成。

圖像顧問

巨石群虛擬圖

克拉克說，無論這些虛擬模型是怎樣做出來的，它都有可能會「以假亂真」，讓觀者誤以為真實的情況就是如此。他認為，如果要讓視覺模擬的成品盡善盡美，學者就必須研究那些核心的細節。大部分考古學家都認為，隨著在博物館與電視紀錄片中出現的虛擬模型越來越多，這種虛擬科技將使一般人更容易接近考古學。虛擬圖像也可以擺在網際網路、遊客資訊中心或學校裡面。

其實，最難說服的人可能是考古學家。傅爾得表示，跨學門的研究團隊都認為虛擬考古學技術是他們研究的重要部分，但是傳統的考古學家仍然非常保守，覺得虛擬技術不過是兒戲。虛擬技術的成本和複雜性也許會使某些研究人員望而卻步。桑德斯說，虛擬考古學界有一個很大的理想，就是把過去完整重現在世人眼前，包括所有複雜的細節、人群、動物、天候、植被。虛擬景色還要能隨著外在環境的改變而變化調節。要處理的細節越多，需要的技術和資金就越多。桑德斯認為，喬治盧卡斯（George Lucas）如果想做這種計畫，也許就會放手去做。

史東則表示，電動遊戲科技的發展也促使虛擬考古學不斷進步。他最近要求他課堂上的大學生創造出立體的虛擬模型，還要加上動畫。雖然學生中沒有一個是有經驗的程式設計師，但是他們仍然用遊戲軟體創造出色的虛擬模型，包括飛沙滿天、樹影搖晃的阿富汗村落以及充滿海洋生物的水底船隻殘骸。也許要發展虛擬考古學根本不必請喬治盧卡斯出馬。