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昨日生活,今日重现——“十二五”国家科技支撑计划项目“文物知识分析与设计素材再造关键技术研究与应用”成果

2017-04-01

国家科技支撑计划“文物知识分析与设计素材再造关键技术研究与应用”(项目编号:2013BAH62F00)由3个课题组成,分别是面向创意设计的文物知识体系研究与知识库构建、文物资源创意要素提取与设计素材库构建、基于文物素材的创意设计集成系统及示范应用。项目组织单位为国家文物局,由北京仪综测业科技发展有限公司、浙江大学、天津大学、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京盈科大成科技有限公司、西安交通大学、易游无限科技(北京)有限公司、湖南省博物馆、清华大学等共同承担。

项目组经过三年努力,攻克了一系列文物素材再造核心关键技术,研发了一批系统与装置,初步形成了基于文物的文化创意一体化技术、工具、系统和解决方案。项目开发计算机软件工具和系统9项;获得发明专利“一种面向创意设计的文物知识库系统构建方法”(专利号:ZL201510197585.5)等2项;获得软件著作权8项;发表论文13篇;获批发布企业标准2项,提交行业标准草案2项;完成研究报告1篇。创造性地组建了一支跨行业的集产学研用为一体的研发团队,培养博士、硕士研究生30名。项目相关技术实现销售收入1 075万元,推动了相关产业发展,新增产值11 226万元,实现利税1 010万元,增收节支913万元。

一、目标和任务

该项目的目标和主要研究内容是以中华文物资源为基础,面向创意设计产业,根据器物、织物、建筑、壁画等文物形式特点,研究其在造型、结构、图饰等方面所蕴含的历史、艺术和文化元素;研发文物语义知识的句法语法分析、模式匹配、图形图像和三维几何特征的知识获取和推理技术及工具,构建本体知识库;研究异构文物设计素材分类编码、表征描述、存储传输、智能检索技术,构建设计素材库;研究文物素材再造公益服务与商业运营并行互惠有效利用模式和知识产权保护机制,开发基于文物元素的现代创意设计中间件平台和设计服务平台,设计一批玩具、服饰、工艺品、家居用品等文化创意产品,打通从文物素材提取、重构和再造再到应用和服务的产业链,形成规模示范效应。

二、主要创新点

项目围绕基于文物的创意设计素材再造问题展开研究,取得多项创新成果。

1.提出了基于文物素材的公益服务与商业运营并行互惠的现代设计服务模式,通过创意设计服务平台为企业特别是中小微企业提供免费或低价的开放式在线设计服务和线下定制服务,打通了从文物素材提取、重构、再造再到应用和服务的创意设计产业链,实现了基于文物素材的开放式远程工业产品创意设计服务。

2.面向创意设计,提出基于类比、实例、语义、推理等的文物知识获取方法和工具,采用“增量式”七步法,构建器物、织物、建筑、壁画等中华文物在造型、结构、图饰等方面所蕴含的历史、艺术和文化元素的文物本体知识库,知识库包括了4 328个本体概念、10 155个本体实例、12 840个属性和1 049条知识推理规则。

3.提出采用语义、语构、语用和语境等创意设计要素来表征文物素材和文化因子的方法和模型,开发完成了器物视觉要素的提取工具、壁画视觉要素提取工具、织物视觉要素的提取工具、建筑视觉要素的提取工具,初步形成了文物素材提取工具集和系统解决方案,构建了10万量级的文物素材元素库。

4.基于文物知识库,提出了更为充分、准确地挖掘文物资源中的语义、语用、语构和语境等设计要素的方法与技术,突破传统语义推理,把空间推理和类比推理融合在基于文物的多媒体设计素材检索中,形成跨媒体的文物素材智能搜索引擎,并基于GPU并行计算技术,实现了高效的检索机制。

5.开发完成了异质海量文物创意要素与设计素材的数据快速存储系统和数据组织系统,支持大尺度、多分辨率、不同时间、不同结构的文物数据并行存储和多线索并行索引与索引压缩,满足不同层次用户对文物海量图像、超高分辨率图像(亿像素级以上)以及批量图像的快速自适应传输要求。

三、应用前景

“问渠哪得清如许,唯有源头活水来”。文物是人类宝贵的历史文化遗产,文物中包含的历史、艺术和文化元素是文化创意设计的重要源泉。我国现有博物馆4 300余座,馆藏可移动文物5 000万件(套),不可移动文物76万处。这些文物中蕴含着中华文明的丰富内涵和独特魅力,亟待挖掘和利用。

我国政府对文物工作极其重视,目前国家有关部门正在组织制定“互联网+中华文明”行动计划。该行动计划将坚持保护为主、保用结合,充分发挥市场的作用,动员全社会力量,深入挖掘和拓展文物蕴含的历史、艺术、科学价值和时代精神,丰富文化供给,促进文化消费,彰显中华文明的独特魅力,探索建立文物合理利用的新形态,推动文物领域与经济社会相关领域融合发展。

愿文物素材再造成为“中国走向世界、世界了解中国”的重要载体,为实现由“中国制造”走向“中国创造”提供创意与设计源泉。

项目负责人简介

 石镇山,教授级高级工程师,机械工业仪器仪表综合技术经济研究所副所长,北京仪综测业科技发展有限公司总经理。主要从事测控系统安全保障、装备制造业发展战略、数据共享知识管理、文化遗产保护和传承利用等研究和管理。近五年主持完成1项国家计划项目课题和5项省部级课题。获得省部级科技进步二等奖4项、三等奖1项。