妄想只用技术就能为巴黎圣母院这些文物续命？naive！

复建历史建筑与文物的工做经常须要历时数年，利用 3D 建模、卷积神经网络、对抗生成网络等人工智能技术，可以为重建、修复工做提供指导与参考建议。

一场猝不及防的大火，让整个法国都陷入悲伤。 

「世间好物不坚牢，彩云易散琉璃脆」。历时 180 年建成，至今已 800 多岁的世界瑰宝巴黎圣母院，在法国当地时间 2019 年 4 月 15 日傍晚被大火侵袭。

塔尖在熊熊大火中倒下的那一刻，伴随着多少人的心碎

大火曾烧毁的不止巴黎圣母院

这座充满了艺术气息的文物建筑，躲过了战火的摧残和岁月的侵蚀，却在修缮的时候，被意外的大火毁灭。

文物收藏家马未都先生在微博里感叹

「文物生命只有一次，失去就不会再来。」 

据报道，经消防员抢救以后，巴黎圣母院的两个钟楼和正面建筑保持完整，但三分之二的屋顶已被大火损毁。除了标志性的塔尖倒塌，木质屋架也不复存在，而有着「天堂之花」之誉的玫瑰花窗却奇迹般的幸存了下来。

玫瑰花窗，为哥特式建筑的特点之一

大火毁坏历史建筑和文物已经不是第一次。 而每次的修复与重建都是漫漫长征路。巴黎圣母院重建过程预计至少须要 10 年，在此期间，巴黎圣母院将再也不对外开放。 

在人工智能飞速发展的今天，技术可否帮助咱们复原这些世界瑰宝呢？ 

他用激光扫描记录了数字模型 

万幸的是，已故的瓦萨大学( Vassar College )艺术学教授 Andrew Tallon，在其生前完成了对巴黎圣母院的激光扫描工做。

Tallon 采集了多个角度的建筑全景、3D 信息和细节图片。他在大教堂内部和细节特征上进行激光扫描，用三维存档的技术，精确（1-2mm 精度）快速地（每秒测量数十万个点）获取了建筑的空间立体信息，构建了一个完整的数字模型。

他在 2014 – 2015 年的工做十分细致，也获得了一些有趣的发现：好比国王画廊已经从铅锤中移开了约一英尺；巴黎圣母院的内部柱子并无完美对齐等。

Tallon 在去年年末离世，他留下的数字信息，可以为巴黎圣母院的修复工做提供三维模型，让它在重建过程当中有据可依。

对于突如其来的灾难，留有 3D 模型的建筑当然是幸运的，那若是没有进行相应的操做，又该怎么办呢? 

从图片还原遗迹

一家叫 Iconem 的公司，经过 Microsoft AI 构建了一个 AI 模型，能根据建筑物以往的实景照片，还原遗迹被损坏前的 3D 图像。  

为了重构遭到战争荼毒的巴尔米拉古城（ Ancient city of Palmyra ，该古城 2015 年被极端恐怖组织伊斯兰国占领，随即遭到破坏），Iconem 利用摄影测量技术，经过 5 万多张巴尔米拉古城的实景照片，重现了古城逼真的电子模型。

虽然没有直接完成最后的修补，但若是要对建筑进行实体修复，这将会是关键的一步。  

截止目前，Iconem 已经经过 AI 技术，构建了许多被损坏遗迹的数据模型，包括北苏丹的 Meroe 金字塔、利比亚圆形剧场、伊朗阿拉穆特古城堡等。   

Intel 用机器学习技术帮滋长城修缮 

Intel 也利用 AI 技术，帮助箭扣长城的修缮工做。

面对天然灾害侵蚀以及人为损坏，箭扣长城急需修缮。但其地势险峻，为修缮工做增长了必定难度。

Intel 中国研究院、Intel 数据中心事业部，以及武汉大学测绘遥感国家重点实验室共同合做，经过无人机结合 AI 算法，助力箭扣长城修缮项目。

无人机对箭扣长城城墙进行航拍

据悉，修缮的过程主要分三个步骤来进行： 

一、采集高精度图像 

在箭扣长城保护项目中，使用 Intel 最新款猎鹰 8+ 无人机，对城墙进行长城总体和局部的航拍和精确成像； 

二、3D 建模和损毁部位的人工智能识别 

借助最新的服务器，快速分析处理高分辨率影像数据，产生完整的高精度长城影像 3D 模型，再利用人工智能算法在 3D 模型上识别出须要被修缮的部分，提供裂缝和塌方等破损的测量数据，用于指导物理修复。 

三、3D 模型的人工智能数字化修复 

在 3D 模型损毁识别基础上，利用最新的 3D 模型对抗生成网络，以及回归卷积网络，对城墙缺损部位进行数字化修复，并对实际的长城修缮和维护提供指导和参考建议。 

固然，最终的修补工做仍是要靠工人或者工人操纵的机械来完成。

技术从视觉和体验上带来进展

虽然技术让咱们看到了但愿，但不得不认可的是，AI 只能提供修复的建议和参考，并不能彻底地复原巴黎圣母院。

去年巴西博物馆的火灾，也让大量的珍藏文物化为灰烬，但它全面开始重建也要等到 2021 年。所面对的是来自资金、技术等各方面的阻力。

而折中的办法，就是利用数字虚拟的方式，在影像上实现复现。好比腾讯和巴西博物馆合做，经过网络用户，大量征集有关巴西博物馆的照片，使用图像识别和大数据等形式，构建一个数字化的虚拟博物馆。

火灾前的巴西博物馆

DeepMind 的研究人员，也在去年提出了一项将图片转化为 3D 场景的技术。他们利用生成查询网络（Generative Query Network，简称 GQN），结合 VR 技术，将旧照片中的场景重现。

GQN 的原理示意图，论文名称：

《 Neural scene representation and rendering 》

这让人们能够得到「身临其境」的感觉。好比「回到过去」，体验一把儿时睡过的摇篮，甚至去「参加」父母的婚礼。  

技术只能提供帮助，但没法彻底重建

反观现有的技术和手段，尽管有多种方法能实现数字化的还原，但必须认可一个事实，独一无二的巴黎圣母院，在大火燃烧、浓烟翻滚之际，就永远的离咱们而去了，而彻底的物理重建是一项不可能的工做。

咱们都清楚，数字模型只能是带来参考，或者呈现出虚拟的影像，而那些独特的建筑和艺术品，只能留在那些见识过它们美丽的人心中。

事实上，不少文物的修复工做依然要靠人工去完成。纪录片《我在故宫修文物》就向咱们讲述了一代一代修复大师用匠人精神化腐朽为神奇的故事，敦煌壁画也一样是修复师历经 6 年的工做才得以复原。

所以，咱们提倡技术，并非由于技术万能，只是由于技术还不足以上升到道德层面。也许如今的技术，并不能还原一座艺术殿堂给咱们。但至少技术的进步，能让咱们面对此类的事件时，可以保持理性，而且怀有但愿。

点击阅读原文