DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xlviii-2-w12-2026-207-2026
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Thomas P. Kersten وآخرون
الموضوع الرئيسي: المسح ثلاثي الأبعاد والتراث الثقافي
نظرة عامة
تتناول ورقة البحث دمج تقنيات الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR) في الحفاظ على التراث الثقافي وتصوراته، مع التركيز بشكل خاص على إعادة بناء قلعة هورنبرغ، التي لم تكن موجودة منذ ما يقرب من 400 عام. باستخدام شاشة عرض مثبتة على الرأس (HMD) وأدوات نمذجة ثلاثية الأبعاد متقدمة، طور المؤلفون تطبيقات غامرة تتيح للمستخدمين استكشاف السياق التاريخي للقلعة. يتيح تطبيق الواقع الافتراضي للمستخدمين تجربة الحياة داخل مجمع القلعة في العصور الوسطى، بينما يسمح تطبيق الواقع المعزز للزوار بتصور هياكل القلعة في مواقعها الأصلية باستخدام الأجهزة المحمولة.
تضمنت التنفيذ الفني إعادة بناء نماذج ثلاثية الأبعاد من رسومات معمارية ثنائية الأبعاد ومخططات مواقع، والتي تم دمجها بعد ذلك في محرك Unreal Engine 5 لتحسين التصور. تبرز الورقة إمكانيات هذه التطبيقات ليس فقط كوجهات سياحية ولكن أيضًا كأدوات تعليمية تسهل التعلم التفاعلي حول تاريخ القلعة. تم اقتراح تحسينات مستقبلية، بما في ذلك ميزات تفاعلية إضافية وعناصر سرد القصص لجذب المستخدمين بشكل أكبر وتعزيز فهمهم للفترة الوسطى. من المقرر أن تكون التطبيقات متاحة في متحف هورنبرغ للحرف اليدوية وعبر الإنترنت، مما يسمح لجمهور أوسع بتجربة الأهمية التاريخية لقلعة هورنبرغ.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الاهتمام المتزايد في تطبيقات الواقع الافتراضي (VR) لإعادة بناء الهياكل التاريخية رقميًا، مما يمكّن المستخدمين من تصور والتفاعل مع البيئات والأشياء التي قد لا توجد بعد الآن. تسهل تقنيات الواقع الافتراضي التجارب الغامرة، مما يسمح بنقل المعرفة بشكل مبتكر من خلال تفاعل المستخدمين داخل هذه المساحات الافتراضية. مثال تم تقديمه هو تطبيق الواقع الافتراضي الذي تم تطويره للسفينة التاريخية بكينغ، والذي يثقف المستخدمين حول أشرعتها وأعلامها من خلال عناصر تفاعلية ونمذجة بيانات فوتوغرامترية.
على النقيض من ذلك، يعزز الواقع المعزز (AR) التجارب الواقعية من خلال تراكب المعلومات الرقمية على البيئة الفيزيائية، مما يسمح للمستخدمين بالتفاعل مع العناصر الحقيقية والافتراضية في الوقت نفسه. للواقع المعزز تطبيقات متنوعة عبر مجالات مختلفة، بما في ذلك التراث الثقافي، حيث يمكنه عرض المواقع التاريخية وتوفير معلومات سياقية. تقدم هذه الورقة مشروعًا يجمع بين الواقع الافتراضي والواقع المعزز لإعادة بناء وتصوير قلعة هورنبرغ، مما يمكّن المستخدمين من تجربة الموقع إما في إعداد متحف باستخدام نظارات الواقع الافتراضي أو في الموقع الأصلي باستخدام أجهزة الواقع المعزز. ستفصل الأقسام التالية من الورقة الأعمال ذات الصلة، وتاريخ قلعة هورنبرغ، وعملية إعادة البناء ثلاثية الأبعاد، والتنفيذ الفني لتطبيقات الواقع الافتراضي والواقع المعزز.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على التقدم الكبير في تقنيات الواقع الافتراضي (VR) والواقع المعزز (AR) في سياق التراث الثقافي والتعليم. يسهل الواقع الافتراضي التفاعل العام مع القطع الأثرية التاريخية والنصب التذكارية، خاصة تلك التي تعرضت للتلف أو يصعب الوصول إليها، كما أشار العديد من الباحثين (Addison, 2000; Al-Ansi et al., 2023). تؤكد الورقة على النمو الأسي للواقع المعزز والواقع الافتراضي في البيئات التعليمية، مدفوعًا بشكل كبير بالأجهزة القابلة للارتداء، بينما تحدد أيضًا فجوة في التنفيذ السريع لهذه التقنيات في المؤسسات التعليمية. تم تطوير تطبيقات واقع افتراضي ملحوظة في جامعة هافن سيتي هامبورغ، تركز على المواقع التاريخية، بما في ذلك قلعة هورنبرغ، التي تم إعادة بنائها باستخدام تقنيات الاستكشاف الجيومغناطيسي ونمذجة ثلاثية الأبعاد.
تعتبر إعادة بناء قلعة هورنبرغ دراسة حالة لتطبيق الواقع الافتراضي والواقع المعزز في إحياء المواقع التاريخية. استخدم المشروع محرك Unreal Engine 5 لتطبيق الواقع الافتراضي، مما يسمح بتجارب غامرة تشمل تفاعلات واقعية ورسوم متحركة، مثل الرماية وعمليات الجسر المتحرك. انتقل تطبيق الواقع المعزز، الذي تم تطويره في البداية في Unity، إلى تنسيق قائم على الويب باستخدام WebXR وThree.js، مما يعزز الوصول وسهولة الصيانة. تشير النتائج إلى أن هذه التقنيات لا تعزز فقط التجربة التعليمية ولكنها توفر أيضًا منصة للتوسعات المستقبلية، بما في ذلك سرد القصص والتعلم التفاعلي حول الحياة في العصور الوسطى. تهدف تطبيقات الواقع الافتراضي والواقع المعزز إلى جذب الزوار في متحف هورنبرغ للحرف اليدوية، مما يسمح لهم باستكشاف السياق التاريخي للقلعة بشكل افتراضي وعبر الموقع.
DOI: https://doi.org/10.5194/isprs-archives-xlviii-2-w12-2026-207-2026
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Thomas P. Kersten et al.
Primary Topic: 3D Surveying and Cultural Heritage
Overview
The research paper discusses the integration of virtual reality (VR) and augmented reality (AR) technologies in the preservation and visualization of cultural heritage, specifically focusing on the reconstruction of the Horneburg Castle, which has been non-existent for nearly 400 years. Utilizing a head-mounted display (HMD) and advanced 3D modeling tools, the authors developed immersive applications that allow users to explore the castle’s historical context. The VR application enables users to experience life within the medieval castle complex, while the AR application allows visitors to visualize the castle’s structures in their original locations using mobile devices.
The technical implementation involved reconstructing 3D models from 2D architectural drawings and site plans, which were then integrated into the Unreal Engine 5 for enhanced visualization. The paper highlights the potential of these applications not only as tourist attractions but also as educational tools that facilitate interactive learning about the castle’s history. Future enhancements are proposed, including additional interactive features and storytelling elements to further engage users and enrich their understanding of the medieval period. The applications are intended to be accessible at the Horneburg Craft Museum and online, allowing a broader audience to experience the historical significance of Horneburg Castle.
Introduction
The introduction highlights the growing interest in virtual reality (VR) applications for the digital reconstruction of historic structures, enabling users to visualize and interact with environments and objects that may no longer exist. VR technologies facilitate immersive experiences, allowing for innovative knowledge transfer through user interaction within these virtual spaces. An example provided is the VR application developed for the historic ship Peking, which educates users about its sails and flags through interactive elements and photogrammetric data modeling.
In contrast, augmented reality (AR) enhances real-world experiences by overlaying digital information onto the physical environment, allowing users to engage with both real and virtual elements simultaneously. AR has diverse applications across various fields, including cultural heritage, where it can display historical sites and provide contextual information. This paper presents a project that combines VR and AR to reconstruct and visualize Horneburg Castle, enabling users to experience the site either in a museum setting with VR headsets or at the original location using AR devices. The subsequent sections of the paper will detail related work, the history of Horneburg Castle, the 3D reconstruction process, and the technical implementation of the VR and AR applications.
Discussion
The discussion highlights the significant advancements in virtual reality (VR) and augmented reality (AR) technologies in the context of cultural heritage and education. VR facilitates public engagement with historical artifacts and monuments, particularly those that are damaged or inaccessible, as noted by various researchers (Addison, 2000; Al-Ansi et al., 2023). The paper emphasizes the exponential growth of AR and VR in educational settings, driven largely by wearable devices, while also identifying a gap in the rapid implementation of these technologies in educational institutions. Notable VR applications have been developed at HafenCity University Hamburg, focusing on historical sites, including Horneburg Castle, which has been reconstructed using geomagnetic prospecting and 3D modeling techniques.
The reconstruction of Horneburg Castle serves as a case study for the application of VR and AR in bringing historical sites back to life. The project utilized Unreal Engine 5 for the VR application, allowing for immersive experiences that include realistic interactions and animations, such as archery and drawbridge operations. The AR application, initially developed in Unity, has transitioned to a web-based format using WebXR and Three.js, enhancing accessibility and ease of maintenance. The findings suggest that these technologies not only enhance the educational experience but also provide a platform for future expansions, including storytelling and interactive learning about medieval life. The VR and AR applications aim to engage visitors at the Horneburg Craft Museum, allowing them to explore the castle’s historical context both virtually and on-site.