在线参观圣彼得大教堂:大教堂的数字孪生兄弟与微软和人工智能共同诞生


圣彼得大教堂向全世界开放,这要归功于微软公司和 Iconem 公司共同创建的数字模型。利用人工智能技术,虚拟体验可以让游客以一种全新的方式探索和研究大教堂,揭示人眼看不到的细节。

几个世纪以来, 圣彼得大教堂一直是天主教世界的精神核心和非凡的艺术瑰宝,由于 圣彼得大教堂 Fabbrica di San Pietro微软公司合作推动的一个雄心勃勃的项目, 圣彼得大教堂 变得数字化了。这个名为 " 圣彼得大教堂: 人工智能增强体验"的项目允许世界上任何人通过 “数字孪生 ”来探索大教堂," 数字孪生 "是一个高精度的三维模型,它忠实地再现了每一个细节,甚至是肉眼无法看到的细节。这一举措结合了先进的摄影测量技术和人工智能,为文化遗产的价值评估和保护迈出了重要一步,为历史和宗教遗址的数字化设定了新标准。

该项目得到了大教堂总主教兼圣彼得大教堂主席毛罗-甘贝蒂红衣主教(Cardinal Mauro Gambetti)的强烈支持,其目的是向全世界打开大教堂的大门,尤其是在2025 年大庆之际。与微软公司合作的决定是全球无障碍计划的一部分,目的是让数百万人体验圣彼得大教堂,即使是那些无法前往罗马参加圣年活动的人。圣彼得大教堂的数字孪生不仅是一个虚拟代表,而且是一个工具,可以让人们重新发现基督教最具象征意义的地方之一的每一个角落和细微差别,不仅对那些想要了解它的人有用,而且对那些想要保护它的人也有用。

圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂有自己的虚拟双胞胎

数字孪生的起源:三周的扫描和 40 多万张图像

创建大教堂的数字孪生建筑需要一个复杂的数据采集和处理阶段。在为期三周的时间里,专门从事摄影测量和历史遗迹数字化的法国 Iconem 公司使用无人机、激光和摄像机拍摄了大教堂的 40 多万张高分辨率图像,以捕捉每一个表面、角度和建筑细节。随后,微软人工智能实验室团队对这一庞大的照片档案进行了分析和完善,利用人工智能处理数据,创建了一个极其详细的三维模型,填补了空白并提高了分辨率,从而还原了大教堂内外的完整图像。

Fabbrica di San Pietro 和微软在数字孪生的可视化方面也采用了最先进的技术。为了向用户提供尽可能高的分辨率,同时又不使计算机系统超载,采用了“动态平铺 ” 技术,即使在细节极其复杂的情况下,也能流畅而精确地浏览三维模型。这一创新标志着文化遗产数字化保护的新标准,今后也可应用于其他历史遗址,以确保其视觉记忆的保存。

圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂有了自己的虚拟双胞胎

数字化有助于保护

在数字化项目中,出现了一些意想不到的发现,如马赛克拼花缺失、肉眼看不见的裂缝和隐藏的建筑细节,这些发现进一步丰富了我们对大教堂的了解,并为今后的修复工作提供了宝贵的信息。这些发现包括天花板上装饰的彩色砖块,这些砖块呈螺旋状排列,具有典型的罗马时期的阿基米德风格。通过数字化技术,我们可以深入研究和探索这些细节,为保护和提升大教堂的遗产做出贡献。

除了提供虚拟探索体验外,大教堂的数字孪生模型还在保护历史遗址方面发挥着重要作用。借助人工智能算法,三维模型能够检测出潜在的结构漏洞,如 裂缝、损坏和马赛克瓷砖缺失。这些只有使用先进工具才能检测到的信息提供了大教堂保存状况的详细地图,是修复人员的宝贵资源,使他们能够规划有针对性的干预措施,防止进一步恶化。这对于保护圣彼得大教堂来说是向前迈出的重要一步,因为圣彼得大教堂不仅容易老化,而且还面临着旅游人数增加和风化的挑战。

圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂有了自己的虚拟双胞胎

Petros Eni 和 Petros Eni Octagon:为大禧朝圣者举办的身临其境的展览

在 2025 年大庆之际,大殿内将举办两个身临其境的常设展览:彼得罗斯-埃尼彼得罗斯-埃尼-八角。这些展览由立陶宛设计工作室Dadada 策划,通过结合物理和数字探索的创新路径,为游客提供探索大教堂建筑和文化历史的机会。借助人工智能技术,参观者可以发现几个世纪以来的各个建筑阶段和变化,沉浸在极具情感和视觉冲击力的体验中。这些展览还提供了一种独特的教育体验,向参观者展示了大教堂几个世纪以来的演变,从布拉曼特和米开朗基罗的项目到马德诺、贝尔尼尼和卡诺瓦的干预。

大教堂数字化项目还包括创建一个互动网站(virtual.basilicasanpietro.va),让世界上任何地方的任何人都可以虚拟探索圣彼得大教堂。通过详细的三维模型和教育内容,该网站为用户提供了近距离了解大教堂历史、艺术和建筑的机会,无论他们身处何地。这样,教师、历史学家、学生和神圣艺术爱好者就可以访问信息宝库,获得独特的体验,将圣彼得大教堂转变为全球教育资源。

圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂的虚拟孪生兄弟
圣彼得大教堂拥有自己的虚拟双胞胎

朝圣者和虚拟游客的全球探索体验

通过圣彼得大教堂的 “数字孪生 ”进行参观,为世界各地数百万无法亲临罗马的人们提供了参观大教堂的机会。此外,游客还可以参观大殿通常不对公众开放的部分。该项目还旨在产生重大的教育影响:数字模型也是一个强大的学习工具,让世界各地的教育工作者、历史学家和学生能够远程学习大殿。通过向全球开放这一资源,它将圣彼得大教堂变成了一个资源库。

应用于圣彼得大教堂的技术创新对其保护和全球受众都具有持久的影响。事实上,从成像活动中收集到的数据对于指导梵蒂冈制定大殿实物保护的长期计划至关重要。

“巴西利亚大主教兼圣彼得大教堂主席毛罗-甘贝蒂红衣主教解释说:”我们要为’即将对外开放的大教堂’确定一个协调的服务和交流活动计划。“这些年来,我们以博爱的精神面对人类与技术之间关系的巨大挑战,这种精神促进了以技能、观点和手段的循环为特点的重要合作,其共同目标是促进人类的成长。通过这种方式,我们为工厂构建了一个信息系统,为各办事处提供了一个企业资源规划系统(ERP),并开始了文件管理、档案和人力资源的计算机化进程;此外,我们还实施了大教堂建筑信息模型(BIM)的第一步。然后,我们创建了平台和应用程序,为朝圣者和游客提供服务,以提升他们在圣彼得大教堂的体验;通过多媒体语言、人工智能的使用和培训课程的建议,使人们更容易理解这座不朽建筑群所蕴含的意义。从这个意义上说,我们的努力是借助数字技术为当代人解码历史、艺术和精神的交织,这使得大教堂在世界上独一无二。另一方面,教会也一直在这样做,试图通过当时的语言和所属的文化背景来传达其对神的信仰”。

"微软公司副董事长兼总裁布拉德-史密斯(Brad Smith)说:“人工智能让我们能够以前所未有的独特创新方式观赏这座大教堂。”微软公司副董事长兼总裁布拉德-史密斯(Brad Smith)说:"这种将机构与技术创新相结合的合作关系,为所有想要探索这一非凡之地的历史和意义的人创造了难忘的体验。

"圣彼得大教堂通信部主任恩佐-福图纳托(Enzo Fortunato)神父说:“当我们获得灵感时,就好像一盏明灯亮起。”我希望这个项目能点亮世界上许多盏灯。因此,随着圣伯多禄大殿进入数字空间,一个新的传播过程开始了,一件新的艺术作品将继续沿着那些从基督教的核心出发,致力于传递美丽信息的人们的道路前进。11 月 25 日,我们将与枢机主教大主教一起,在主管机构的同意下,提出圣彼得大教堂的传播计划"。

"微软公司项目协调人弗朗切斯科-奥克切塔神父解释说:“我们被一种愿望所激励,这种愿望不仅仅是美学上的,也不仅仅与技术创新有关。”许多人都在寻找一个神圣的空间,在那里他们可以在上帝面前找到自我,而大教堂的数字化重建将有助于在世界的每一个角落实现这种相遇。因此,这种 3D 视觉效果将神圣的建筑与圣彼得的身体重新联系在一起,是圣彼得身体的延伸"。

在线参观圣彼得大教堂:大教堂的数字孪生兄弟与微软和人工智能共同诞生
在线参观圣彼得大教堂:大教堂的数字孪生兄弟与微软和人工智能共同诞生



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