Tóm tắt
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 khiến xu thế chuyển đổi số đang tái cấu trúc cách thức tạo lập và khai thác giá trị trong lĩnh vực di sản kiến trúc tại Việt Nam. Nghiên cứu tập trung phân tích các xu hướng ứng dụng công nghệ thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR) trong bảo tồn, phục dựng và phát huy giá trị di sản kiến trúc bền vững. Thông qua khảo sát dự án thực tiễn Việt Nam, nghiên cứu làm rõ vai trò của công nghệ nhập vai trong việc nâng cao trải nghiệm người dùng và tạo kết nối cảm xúc với quá khứ.
Nghiên cứu tích hợp phân tích hạ tầng kỹ thuật từ mô hình thông tin di sản đến các công cụ hiển thị thời gian thực như Unity3D, đồng thời sử dụng các khung đánh giá chuẩn hóa (như UEQ, SSQ) để đo lường sự hài lòng. Kết quả nghiên cứu chỉ ra xu hướng dịch chuyển từ các hệ thống VR cố định sang các ứng dụng AR trên thiết bị di động và việc xây dựng “cặp song sinh số” trên nền tảng Metaverse. Mặc dù VR/AR mang lại tiềm năng lớn trong việc quảng bá di sản, nghiên cứu cũng nhận diện những rào cản tại Việt. Nghiên cứu đề xuất khung chính sách dựa trên bốn trụ cột chính: Chuẩn hóa dữ liệu di sản, tái cấu trúc cơ chế đào tạo liên ngành, xây dựng mạng lưới hỗ trợ theo chuỗi giá trị, ưu tiên không gian thử nghiệm thực chứng để đảm bảo sự hài hòa giữa khả thi kinh tế và trách nhiệm văn hóa.
Từ khóa: Thực tế ảo (VR), Thực tế tăng cường (AR), Di sản kiến trúc Việt Nam, Trải nghiệm người dùng (UX), Chuyển đổi số di sản.
Đặt vấn đề
Di sản văn hóa và các công trình kiến trúc lịch sử không chỉ là cấu trúc vật chất đơn thuần mà còn là thành phần thiết yếu của bản sắc quốc gia, đóng vai trò như một chiếc cầu nối giữa hiện tại và quá khứ. Tại Việt Nam, các quần thể di tích như Cố đô Huế, Thành Nhà Hồ (Thanh Hoá) hay Hoàng thành Thăng Long (Hà Nội)… không chỉ là những công trình nghệ thuật mà còn là những “trang sách lịch sử” lưu giữ dấu ấn thời gian và triết lý Á Đông. Tuy nhiên, dưới tác động của thời gian, khí hậu và những biến động lịch sử, nhiều công trình bị hư hại, thậm chí biến mất hoàn toàn, để lại những “khoảng trống” trong việc truyền tải giá trị văn hóa cho các thế hệ.
Chuyển đổi số trở thành một xu hướng tất yếu với mục tiêu tái cấu trúc cách thức tạo lập, lưu chuyển và khai thác giá trị trong mọi lĩnh vực đời sống xã hội. Công nghệ số không chỉ là công cụ hỗ trợ tác nghiệp mà còn là nền tảng làm thay đổi mô hình tổ chức và logic tạo giá trị phát triển di sản[4]. Trong đó, công nghệ thực tế ảo (VR0 và thực tế tăng cường (AR) là những giải pháp cho phép tăng cường nhận thức thực tại thông qua sự kết hợp giữa nội dung do máy tính tạo ra với thế giới thực[1],[9].
VR tạo ra môi trường mô phỏng hoàn toàn, cho phép người dùng tương tác với một thế giới ảo từ mọi góc độ, có ý nghĩa trong phục dựng các di sản kiến trúc đã bị phá hủy. Ngược lại, AR cho phép tích hợp các đối tượng số vào thế giới thực, giúp du khách tương tác trực tiếp với các mô hình hoa văn, hiện vật ngay trên thiết bị di động cá nhân. Sự kết hợp này mang lại trải nghiệm sống động, cá nhân hóa và tự nhiên so với các phương thức tiếp nhận thông tin truyền thống. Việc ứng dụng VR/AR không chỉ giúp bảo tồn giá trị nguyên bản của di sản mà còn nâng cao tính tương tác, biến người xem từ thế thụ động sang tham gia vào quá trình khám phá lịch sử [7].
Tại Việt Nam, Luật Di sản văn hóa năm 2024 đã nhấn mạnh yêu cầu bảo vệ di sản gắn liền với ứng dụng khoa học công nghệ và chuyển đổi số. Một số dự án thực tế đã mang lại kết quả đáng, tiêu biểu như trải nghiệm VR “Đi tìm Hoàng cung đã mất” tại Huế, nơi du khách có thể quan sát các cung điện đã bị thiêu rụi qua kính thông minh, đưa Khu di sản Hoàng cung Huế trở thành đơn vị thứ ba trên thế giới thử nghiệm công nghệ tiên tiến này. Hay tại Thanh Hóa, di sản thế giới Thành Nhà Hồ đã được số hóa bằng công nghệ quét 3D để tạo ra các mô hình ảo chi tiết, phục vụ cả công tác bảo tồn lẫn du lịch từ xa.
Tuy nhiên, từ tiềm năng đến khả năng vận hành thực tế vẫn còn khoảng cách. Dù công chúng có nhận thức tích cực về vai trò của công nghệ số trong di sản, nhưng mức độ tham gia thực tế và năng lực chuyển hóa ý tưởng thành các sản phẩm thương mại hóa vẫn còn ở mức trung bình [2]. Việc triển khai VR/AR tại Việt Nam vẫn đối mặt với những rào cản hệ thống: Chi phí đầu tư cao, hạ tầng công nghệ chưa đồng bộ, sự thiếu hụt nhân lực có năng lực/kiến thức về cả công nghệ và giá trị văn hóa…
Vấn đề hiện nay không chỉ là khuyến khích ứng dụng công nghệ, mà phải nhận diện được xu hướng kỹ thuật mới như metaverse (vũ trụ ảo), digital twins (cặp song sinh số) và các tiêu chuẩn quốc tế về dữ liệu di sản để xây dựng lộ trình phát triển bền vững. Việc nghiên cứu “Xu hướng ứng dụng công nghệ thực tế ảo VR và thực tế tăng cường AR trong trải nghiệm không gian di sản kiến trúc tại Việt Nam” là cần thiết. Nó giúp làm rõ cách thức công nghệ nhập vai có thể phá bỏ các rào cản về địa lý và chi phí. Đồng thời, tạo ra không gian thử nghiệm để chuyển hóa tài nguyên văn hóa thành giá trị kinh tế – xã hội, bảo đảm tính xác thực và trách nhiệm bảo tồn trong kỷ nguyên số.
Đối tượng, mục đích và phương pháp nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là Xu hướng ứng dụng công nghệ thực tế ảo VR và thực tế tăng cường AR trong trải nghiệm không gian di sản kiến trúc tại Việt Nam, được xác định ở hai bình diện chính: Công nghệ và trải nghiệm di sản tại Việt Nam.
Thứ nhất, về công nghệ, nghiên cứu tập trung vào hệ thống công nghệ VR, AR và Thực tế hỗn hợp (MR), cùng các nền tảng mở rộng như Metaverse. Nghiên cứu các thành phần hạ tầng kỹ thuật từ khâu thu thập dữ liệu, xử lý dữ liệu, đến các công cụ hiển thị thời gian thực.
Thứ hai, về thực tiễn di sản là các không gian kiến trúc tiêu biểu tại Việt Nam như: Quần thể di tích Cố đô Huế, Di sản thế giới Thành Nhà Hồ tại Thanh Hóa, và các không gian văn hóa tại Hà Nội. Đồng thời, nghiên cứu cũng hướng tới đối tượng người dùng là công chúng Việt Nam nhằm đánh giá khả năng chuyển hóa tri thức di sản thông qua công nghệ.
Mục đích nghiên cứu
Mục đích của nghiên cứu là nhận diện và phân tích các xu hướng ứng dụng công nghệ nhập vai để tạo lập một phương thức tiếp cận di sản kiến trúc mới tại Việt Nam, qua đó đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả bảo tồn và phát triển du lịch bền vững.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu vận dụng cách tiếp cận liên ngành giữa khoa học di sản, công nghệ thông tin và quản lý công, sử dụng tổ hợp các phương pháp sau:
Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Được sử dụng để tổng hợp dữ liệu từ các dự án thực tiễn tại Việt Nam và thế giới. Nghiên cứu thực hiện rà soát các báo cáo về ứng dụng công nghệ tại Huế, Thanh Hóa và Hà Nội, từ đó đối chiếu với các xu hướng công nghệ toàn cầu. Điều này giúp nhận diện thành công và điểm nghẽn hệ thống trong công tác số hóa di sản.
Phân tích hạ tầng kỹ thuật và mô hình: Phân tích quy trình tích hợp giữa các phương pháp thu thập dữ liệu (như TLS, SfM-MVS) với công nghệ HBIM để tạo thư viện thành phần kiến trúc có độ chính xác cao. Điều này giúp làm rõ cách thức chuyển đổi dữ liệu vật lý sang môi trường số, thông qua các engine như unity3D hay unreal engine, đảm bảo tính xác thực trong việc phục dựng di sản.
Phân tích kiến trúc năm lớp (architectural layering): Vận dụng mô hình kiến trúc để phân tách các thành phần cần thiết cho một HST di sản số bền vững tại Việt Nam, bao gồm:
- Lớp hạ tầng: Các máy chủ đám mây, mạng 5G/6G và blockchain;
- Lớp nền tảng: Các bộ công cụ SDK, nền tảng metaverse (như decentraland);
- Lớp nội dung: Các mô hình 3D, dữ liệu lịch sử và hoa văn cổ;
- Lớp tương tác: Các thiết bị HMD, cảm biến chuyển động và phản hồi xúc giác;
- Lớp ứng dụng: Các tour tham quan ảo, trò chơi giáo dục và nền tảng bảo tồn.
Bằng việc kết hợp các phương pháp, nghiên cứu đảm bảo trong việc đánh giá cả năng lực kỹ thuật lẫn giá trị văn hóa – xã hội mà công nghệ VR/AR mang lại cho di sản Việt Nam.
Kết quả nghiên cứu
Xu hướng công nghệ và thiết bị dịch chuyển sang HST nhập vai di động
Lĩnh vực di sản kiến trúc ghi nhận lộ trình chuyển đổi hạ tầng kỹ thuật mang tính hệ thống, chuyển dịch từ các hệ thống VR dựa trên máy tính cố định sang các hệ sinh thái nhập vai di động và thiết bị đeo thông minh HMD [1],[7]. Sự dịch chuyển này phản ánh xu thế tối ưu hóa tính linh động, cho phép người dùng tiếp cận và tương tác với dữ liệu di sản ngay tại hiện trường thay vì bị giới hạn trong không gian phòng thí nghiệm hay bảo tàng cố định.
Công nghệ AR đang trở thành công cụ chủ đạo nhờ sự phổ biến của thiết bị cá nhân. Dự báo đến năm 2030, các ứng dụng AR sẽ đạt độ phổ biến tương đương với mã QR, cho phép người dùng “làm sống động” các hiện vật hoặc tái lập toàn bộ không gian kiến trúc [8],[9]. Các ứng dụng này khai thác tối đa hệ thống cảm biến tích hợp như camera, hệ thống định vị toàn cầu và các đơn vị đo lường quán tính để thực hiện việc chồng lấp thông tin số lên thực thể vật lý với độ chính xác cao.
Bên cạnh thiết bị cầm tay, các loại thiết bị đeo như Oculus Rift, Microsoft HoloLens, HTC Vive đang thiết lập những tiêu chuẩn về trải nghiệm đắm chìm. Sự phát triển của kính thông minh (Smart glasses) hỗ trợ Thực tế hỗn hợp MR cho phép quan sát các lớp dữ liệu 3D trong khi vẫn duy trì sự kết nối với thế giới thực, thay vì tách rời hoàn toàn. Sự kết hợp này tạo ra một môi trường tương tác đa chiều, nơi vật thể thực và kỹ thuật số cùng tồn tại và phản hồi lẫn nhau trong thời gian thực.
Hiệu quả này phụ thuộc vào sự đổi mới của hạ tầng điện toán đám mây và mạng viễn thông thế hệ mới. Công nghệ đám mây cho phép di dời các thao tác xử lý đồ họa phức tạp sang các máy chủ từ xa, và truyền tải dữ liệu đến thiết bị của người dùng với độ trễ thấp. Điều này đảm bảo tính tương tác mượt mà và độ chân thực cao cho các mô hình kiến trúc 3D dung lượng lớn trên các thiết bị di động có giới hạn về năng lực xử lý tại chỗ.
Về phương diện kỹ thuật, quy trình xây dựng dữ liệu đang tập trung vào việc tích hợp HBIM (mô hình thông tin di sản kiến trúc). Xu hướng là kết hợp dữ liệu quét laser 3D (TLS) và kỹ thuật Photogrammetry để tạo ra các thư viện thành phần kiến trúc có độ chính xác cao về cả hình học và tính lịch sử [5]. Sau giai đoạn mô hình hóa, các dữ liệu này được cấu hình trong các công cụ trò chơi như Unity3D. Nền tảng này hỗ trợ quản lý các tập tin tham chiếu từ xa, cho phép tải dữ liệu động và duy trì khả năng tương tác linh hoạt trên nhiều loại thiết bị đeo và di động khác nhau, giúp quy trình bảo tồn và phát huy giá trị di sản trở nên bền vững.
Quy trình xây dựng dữ liệu số hiện nay đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa Quét laser mặt đất (TLS) và Phép đo ảnh (Photogrammetry) để tạo ra các mô hình có độ chính xác cấp milimet. Sau khi thu thập dữ liệu đám mây điểm (point clouds), quy trình HBIM sẽ thực hiện việc mô hình hóa tham số, cho phép lưu trữ không chỉ hình dáng kiến trúc mà còn cả các thuộc tính vật liệu và dữ liệu lịch sử phi vật thể. Việc kiểm định chất lượng mô hình số sau khi quét là bắt buộc để đảm bảo sai số nằm trong giới hạn cho phép, phục vụ cho việc quản lý vòng đời di tích lâu dài thay vì chỉ phục vụ mục đích trình diễn thị giác đơn thuần.
Tái dựng kỹ thuật số các di sản đã mất
Trong bảo tồn di sản, công nghệ VR/AR không chỉ dừng lại ở việc tái hiện hình khối công trình mà còn phải đóng vai trò bảo tồn các giá trị không gian, tỷ lệ, cấu trúc và đặc tính vật liệu. Bản chất của di sản kiến trúc nằm ở mối liên hệ giữa vật thể và bối cảnh lịch sử – Do đó, các mô hình 3D cần được xử lý để phản ánh chính xác các lớp dữ liệu ngữ nghĩa như kỹ thuật xây dựng truyền thống hay triết lý phong thủy Á Đông. Tuy nhiên, cần nhận thức rõ giới hạn của công nghệ trong việc phản ánh tính xác thực (authenticity) theo các nguyên tắc bảo tồn quốc tế – Vì các rào cản về độ phân giải và khả năng truy xuất dữ liệu trực tuyến đôi khi có thể làm giảm đi “linh hồn” và cảm giác thực của không gian di sản.
Việc ứng dụng công nghệ VR và AR trong bảo tồn di sản đang tập trung vào khả năng tái dựng kỹ thuật số các công trình đã bị biến dạng hoặc phá hủy do chiến tranh và tác động của thời gian [1],[6]. Quá trình này không chỉ là giải pháp trực quan hóa mà còn đóng vai trò trong thiết lập hệ thống dữ liệu tham chiếu cho công tác quản lý và bảo tồn di tích.
Kỹ thuật mô hình hóa dựa trên hình ảnh (IBM) đóng vai trò chủ đạo khi phục dựng các di sản đã mất hoặc chỉ còn lại phế tích [6]. Bằng cách khai thác các nguồn tài liệu thị giác như ảnh lưu trữ cũ, bản đồ lịch sử và các bản vẽ kỹ thuật, các nhà nghiên cứu thiết lập các mô hình 3D có độ chính xác về tỷ lệ, kích thước và hình khối kiến trúc. Tại Việt Nam, xu hướng này được thể hiện qua các dự án tái hiện những công trình trong Tử Cấm Thành như Điện Cần Chánh và Điện Kiến Trung tại Huế, giúp người xem tiếp cận diện mạo của di sản trước khi bị thiêu rụi [3].
Tính xác thực và độ tin cậy của dữ liệu là yếu tố đảm bảo mô hình ảo có giá trị khoa học và tính nguyên bản. Nghiên cứu hiện nay nhấn mạnh quy trình kiểm chứng và đối soát dữ liệu từ nhiều nguồn sử học, khảo cổ học và các báo cáo hiện trạng để củng cố độ tin cậy cho kết quả phục dựng. Việc tái dựng không chỉ giới hạn ở cấu trúc hình học mà còn đi vào các lớp dữ liệu ngữ nghĩa, bao gồm các hệ thống hoa văn tinh xảo, sắc độ màu sắc và đặc tính vật liệu đặc trưng của từng thời kỳ.
Trải nghiệm “phòng trưng bày ảo” dựa trên VR và thực tế hỗn hợp (MR) cho phép tạo ra các không gian triển lãm kỹ thuật số tự do, loại bỏ các rào cản vật lý hay tường kính bảo vệ trong bảo tàng truyền thống. Người dùng có thể tương tác với các hiện vật, đứng trước các di tích bao lâu tùy thích và quan sát từ mọi góc độ trong một môi trường mô phỏng đa giác quan. Điển hình là trải nghiệm thực tế ảo “Đi tìm Hoàng cung đã mất” tại Đại nội Huế, công chúng sử dụng thiết bị đeo thông minh (kính Nreal glass) để thấy lại các cung điện xưa cũ được lồng ghép vào bối cảnh thực tại, tạo nên hành trình “xuyên không” có tính giáo dục cao
Nâng cao trải nghiệm tương tác tại chỗ và giáo dục di sản
Công nghệ AR hiện đang đóng vai trò trong việc tái cấu trúc phương thức tiếp nhận thông tin của công chúng tại các điểm di sản, chuyển đổi hành trình tham quan từ quan sát thụ động sang quá trình khám phá chủ động và tương tác đa chiều.
Sự đổi mới này được thể hiện qua các khía cạnh:
- Thông tin lớp phủ (overlay information): Bằng cách sử dụng thiết bị di động trỏ vào các hiện vật hoặc bảng chỉ dẫn, du khách có thể quan sát các lớp dữ liệu kỹ thuật số như văn bản, hình ảnh phục dựng hoặc video 3D chồng lấp trực tiếp lên môi trường thực. Kỹ thuật này không chỉ bổ sung thông tin trực quan mà còn hỗ trợ giải mã các giá trị ngữ nghĩa ẩn sau các hệ thống hoa văn kiến trúc cung đình hay các triết lý phong thủy Á Đông vốn khó diễn đạt bằng bảng biểu truyền thống.
- Hướng dẫn viên ảo và kể chuyện số (digital storytelling): Ứng dụng AR, khi được tích hợp AI, cho phép xây dựng các nhân vật lịch sử ảo đóng vai trò người dẫn đường, cá nhân hóa trải nghiệm kể chuyện dựa trên vị trí và mối quan tâm của người dùng. Sự kết hợp giữa ứng dụng thuyết minh tự động đa ngôn ngữ và hình ảnh AR giúp xóa bỏ rào cản ngôn ngữ, cho phép công chúng tiếp cận các giá trị di sản.
- Trò chơi hóa (gamification): Việc tích hợp các yếu tố trò chơi giáo dục như truy tìm kho báu ảo hoặc giải đố hoa văn cổ ngay tại di tích đang trở thành xu hướng để thu hút công chúng. Phương pháp này tạo ra môi trường học tập vui nhộn, kích thích tò mò và giúp các kiến thức lịch sử khô khan trở nên sống động, dễ ghi nhớ so với việc chỉ tiếp nhận qua các nhãn mô tả tĩnh trong bảo tàng truyền thống.
Có thể nhận định, AR không chỉ làm phong phú thêm hành trình tham quan mà còn tạo ra cầu nối công nghệ giúp bảo tồn và lan tỏa các giá trị di sản văn hóa bền vững và sáng tạo trong kỷ nguyên số.
Metaverse và “cặp song sinh số” (digital twins) của di sản
Metaverse hiện được nhận diện là bước phát triển tiếp theo trong quy trình trải nghiệm và bảo tồn di sản, thiết lập một môi trường nơi không gian vật lý và không gian kỹ thuật số hội tụ.[7] Thay vì chỉ là các ứng dụng đơn lẻ, Metaverse tạo ra một không gian ảo, cho phép người dùng thực hiện các tương tác đa chiều với các thực thể di sản trong thời gian thực.
Trọng tâm kỹ thuật là việc xây dựng các “cặp song sinh số” của các quần thể di tích kiến trúc. Đây là mô hình kỹ thuật số có độ chính xác cao, tích hợp các lớp dữ liệu về hình học, kết cấu, vật liệu và các thuộc tính lịch sử phi vật thể. Cặp song sinh số đóng vai trò là hệ thống dữ liệu tham chiếu phục vụ công tác giám sát sự biến dạng của công trình theo thời gian, hỗ trợ lập kế hoạch bảo tồn và phát triển du lịch từ xa [4],[7]. Tại Việt Nam, công nghệ Metaverse đã bắt đầu được thử nghiệm tại khu di sản Mỹ Sơn, cho phép du khách tham quan trực tuyến và tương tác với không gian đền tháp từ xa.
Về phương diện xã hội, Metaverse không chỉ dừng lại ở các mô hình 3D tĩnh mà chuyển thành một không gian văn hóa xã hội ảo. Thông qua các nhân vật đại diện kỹ thuật số, người dùng có thể tham gia vào các môi trường chia sẻ tương tác, giao lưu và học tập. Môi trường này hỗ trợ tổ chức các lễ hội văn hóa ảo, các không gian triển lãm nghệ thuật trực tuyến hoặc các khóa học chuyên sâu về kiến trúc truyền thống. Phương thức học tập này thúc đẩy sự kết nối cảm xúc và gia tăng hiệu quả nhận thức về di sản thông qua quá trình trải nghiệm và tương tác xã hội trực tiếp trong không gian ảo.
Cần phân biệt rõ giữa các công nghệ đã ứng dụng đại trà và các xu hướng đang thử nghiệm tại Việt Nam. Trong khi VR Tour360 (như tại Văn Miếu, Gò Đống Đa) đã được triển khai ổn định, thì các nền tảng Metaverse và Cặp song sinh số hiện vẫn đang ở giai đoạn xây dựng lộ trình tại các khu di tích lớn như Mỹ Sơn hay Hoàng cung Huế. Cấu trúc của một hệ sinh thái Metaverse di sản bền vững cần được vận hành theo mô hình 5 lớp: (1) Lớp hạ tầng (5G, Đám mây); (2) Lớp nền tảng (SDK, Game Engine); (3) Lớp nội dung (Dữ liệu 3D, hoa văn cổ); (4) Lớp tương tác (Avatar, HMD); và (5) Lớp ứng dụng (Tour ảo, giáo dục).
Để duy trì tính toàn vẹn của hệ sinh thái di sản số, việc ứng dụng Blockchain và NFT (mã thông báo không thể thay thế) đang trở thành xu hướng [4],[7]. Blockchain cung cấp cơ chế lưu trữ phi tập trung, đảm bảo dữ liệu di sản không bị giả mạo và xác thực tính nguyên bản của các nguồn tư liệu số hóa. Việc tạo ra các NFT di sản giúp xác lập quyền sở hữu kỹ thuật số với các hiện vật hoặc phiên bản số của di tích, ngăn chặn việc buôn bán và giả mạo tài sản văn hóa. Sự kết hợp này không chỉ hỗ trợ bảo tồn giá trị nguyên bản mà còn mở ra cơ hội phát triển kinh tế văn hóa số, cho phép các tổ chức quản lý di sản huy động vốn cộng đồng và khai thác giá trị kinh tế từ các tài nguyên văn hóa được số hóa một cách bền vững.
Để phục vụ quản lý di sản bền vững, xu hướng tất yếu là tích hợp VR/AR với mô hình HBIM (Historic building information modeling). HBIM hoạt động như một cơ sở dữ liệu tham số, cho phép lưu trữ thông tin về hình học, thuộc tính vật liệu và cả các dữ liệu phi vật thể trong suốt vòng đời di tích. Sự kết hợp này giúp thiết lập các “Cặp song sinh số” có khả năng cập nhật dữ liệu liên tục, hỗ trợ các nhà quản lý theo dõi tình trạng biến dạng, hư hại của công trình theo thời gian thực và lập kế hoạch duy tu, bảo dưỡng dựa trên bằng chứng kỹ thuật chính xác.
Thực trạng triển khai và các dự án tiêu biểu tại Việt Nam
Tại Việt Nam, việc ứng dụng AR và VR vào bảo tồn và phát huy giá trị di sản kiến trúc đạt được những kết quả cụ thể, chuyển đổi từ các thử nghiệm đơn lẻ sang các dự án có quy mô hệ thống.
Cố đô Huế hiện là đơn vị đi đầu trong triển khai các công nghệ thực tế tại khu di sản. Dự án “Đi tìm Hoàng cung đã mất” ứng dụng thiết bị đeo thông minh (kính Nreal glass) kết hợp với nền tảng máy chủ ảo cá nhân để tái lập các công trình bị hủy hoại hoặc không còn nguyên vẹn trong quần thể Đại nội. Hệ thống này cho phép công chúng quan sát di tích ở nhiều góc độ lịch sử khác nhau, tương tác với hiện vật thông qua các dịch vụ như AR photo kiosk (chụp ảnh với bối cảnh và nhân vật lịch sử ảo) hoặc sử dụng máy chạy bộ tại chỗ (treadmills). Việc Huế trở thành một trong những đơn vị sớm nhất trên thế giới thử nghiệm công nghệ XR tiên tiến này cho thấy tiềm năng hội nhập công nghệ toàn cầu của ngành bảo tàng Việt Nam.
Tại Thành Nhà Hồ (Thanh Hóa), quy trình số hóa được thực hiện thông qua công nghệ quét laser 3D (scanning) để thiết lập các mô hình kỹ thuật số có độ chi tiết cao. Các dữ liệu này không chỉ phục vụ mục đích lưu trữ và nghiên cứu kiến trúc mà còn đóng vai trò trong thiết lập hệ thống giám sát, theo dõi tình trạng biến dạng hoặc xuống cấp của di sản theo thời gian thực. Ngoài ra, việc xây dựng các tour tham quan ảo dựa trên dữ liệu số hóa 3D giúp mở rộng khả năng tiếp cận di sản cho công chúng, đặc biệt là những người không có điều kiện đến thăm trực tiếp, giảm thiểu áp lực lên hiện trạng vật lý của di tích.
Quy trình xây dựng mô hình từ dữ liệu Quét laser mặt đất (TLS) và Phép đo ảnh (Photogrammetry) đòi hỏi các bước kiểm định chất lượng (Quality control) khắt khe để đảm bảo sai số hình học nằm trong ngưỡng cho phép. Đối với các trường hợp phục dựng di sản đã mất bằng kỹ thuật Mô hình hóa dựa trên hình ảnh (IBM), thách thức lớn nhất là sự thiếu hụt dữ liệu lịch sử. Để đảm bảo độ tin cậy, dữ liệu cần được xác minh và tham chiếu chéo (cross-reference) từ nhiều nguồn tư liệu như ảnh lưu trữ, bản vẽ kỹ thuật cũ và các báo cáo khảo cổ học, nhằm tránh việc phục dựng dựa trên các giả định chủ quan. Việc kiểm chứng dữ liệu thực nghiệm giúp mô hình số không chỉ có giá trị trình diễn mà còn có giá trị khoa học cao.
Tại Hà Nội, sự hình thành các hệ sinh thái di sản số tại quận Đống Đa minh chứng cho xu hướng tích hợp đa nền tảng trong quản lý văn hóa. Các dự án như trang thông tin điện tử “Đống Đa 360 độ” hay website “Godongda” đã số hóa các địa điểm như Văn miếu Quốc Tử Giám và Gò Đống Đa, cho phép người dùng truy cập dữ liệu thông qua hệ thống mã QR và trải nghiệm không gian qua công nghệ VR Tour360. Việc triển khai không chỉ nâng cao hiệu quả tương tác cho công chúng mà còn tạo ra kho lưu trữ dữ liệu số, hỗ trợ công tác giáo dục lịch sử và quảng bá di sản. Những bước đi này khẳng định sự chuyển dịch của Việt Nam trong việc tận dụng công nghệ để bảo tồn tính nguyên bản và gia tăng giá trị trải nghiệm cho di sản kiến trúc dân tộc.
Đánh giá và thảo luận
Đánh giá về tác động và lợi ích của VR/AR đối với di sản kiến trúc
Việc triển khai các công nghệ VR và AR không chỉ dừng lại ở giải pháp kỹ thuật mà đã tạo ra những tác động mang tính tái cấu trúc đối với lĩnh vực di sản văn hóa tại Việt Nam. Những công nghệ này đóng vai trò là phương tiện trong việc bảo tồn, quản lý và lan tỏa các giá trị di sản.
Một trong những lợi ích quan trọng là khả năng phá bỏ rào cản về tiếp cận và địa lý. Công nghệ số đã thiết lập “cửa ngõ” mới cho di tích, cho phép người dùng vượt qua giới hạn vật lý để khám phá không gian một cách không giới hạn [8]. Kết quả thực tiễn tại các điểm di sản như Cố đô Huế và Thành Nhà Hồ cho thấy: Hệ thống tour tham quan ảo và Tour360 giúp công chúng tiếp cận được những khu vực đang trong quá trình tu bổ hoặc những phế tích đã bị hủy hoại theo thời gian. Điều này mang lại giá trị cao cho công chúng và các nhà nghiên cứu, giúp họ thực hiện việc quan sát và phân tích chi tiết hoa văn, kiến trúc từ xa mà không cần di chuyển đến hiện trường.
VR/AR cũng đã thay đổi vị thế của công chúng, tạo ra “trải nghiệm đắm chìm” và kết nối cảm xúc với di sản. Thay vì tiếp nhận thông tin thụ động qua mô tả tĩnh, người dùng trở thành chủ thể tương tác trực tiếp thông qua các nhân vật lịch sử ảo và nội dung kể chuyện số. Các dự án tiêu biểu như Trải nghiệm XR “Đi tìm Hoàng cung đã mất” tại Huế tạo ra sự đắm chìm, làm sống động các thực thể kiến trúc xưa. Sự tương tác này không chỉ nâng cao hiệu quả nhận thức mà còn xây dựng một liên kết cảm xúc giữa cộng đồng, với các giá trị văn hóa truyền thống của dân tộc.
Về phương diện kỹ thuật, sự kết hợp giữa mô hình HBIM (mô hình thông tin di sản kiến trúc) và dữ liệu quét laser 3D (TLS) đã cho phép thiết lập các “cặp song sinh số” (digital twins) với độ chính xác cao. Đây là hệ thống dữ liệu tham chiếu giúp các cơ quan quản lý theo dõi, giám sát tình trạng biến dạng hoặc hư hại của công trình theo thời gian. Đồng thời, các mô hình này cung cấp cơ sở khoa học để các chuyên gia lập phương án phục dựng và bảo tồn, đảm bảo tính nguyên bản và độ tin cậy của dữ liệu lịch sử. Nhìn chung, việc ứng dụng công nghệ nhập vai đang trở thành lộ trình để bảo tồn bền vững và phát huy tối đa giá trị tài nguyên văn hóa trong bối cảnh hội nhập quốc tế.
Thảo luận về những rào cản và thách thức
Mặc dù có tiềm năng lớn, nhưng quá trình triển khai thực tế tại Việt Nam vẫn đang đối mặt với những “điểm nghẽn” hệ thống cần được tháo gỡ.
- Thách thức về kỹ thuật và hạ tầng thiết bị: Hệ thống phần cứng để vận hành trải nghiệm VR/AR chất lượng cao thường đắt đỏ. Việc trang bị các thiết bị đeo (HMD) như Oculus hay HoloLens vẫn là thị trường ngách và chưa phổ biến do chi phí đầu tư và bảo trì lớn. Ngoài ra, các sai số định vị và độ trễ của cảm biến trong môi trường di sản ngoài trời vẫn thường xuyên xảy ra, làm giảm tính chân thực của trải nghiệm.
- Yếu tố con người và khả năng thích ứng: Dù đánh giá cao vai trò của công nghệ số nhưng năng lực thực tế để chuyển hóa ý tưởng thành sản phẩm di sản số có khả năng vận hành vẫn còn yếu. Ngoài ra, một bộ phận người dùng và chuyên gia bảo tồn vẫn còn tâm lý e ngại công nghệ sẽ làm “mất tính nguyên bản” hoặc thương mại hóa các giá trị linh thiêng của di sản. Hội chứng say thực tế ảo, mỏi mắt và mất phương hướng khi sử dụng kính VR trong thời gian dài cũng là vấn đề sức khỏe cần được xem xét [7],[10].
- Thách thức về dữ liệu và tiêu chuẩn hóa: Hiện nay Việt Nam vẫn thiếu một bộ tiêu chuẩn chung về định dạng dữ liệu di sản số và các metadata mô tả. Sự phân mảnh trong việc lưu trữ khiến dữ liệu từ các dự án khác nhau không thể liên thông và chia sẻ. Vấn đề bảo mật thông tin và quyền sở hữu trí tuệ đối với các mô hình 3D sau khi số hóa cũng là thách thức pháp lý chưa có lời giải, khiến các dữ liệu di sản dễ bị sao chép hoặc sử dụng trái phép trên không gian số.
Định hướng phát triển và cơ chế chính sách
Để thu hẹp khoảng cách giữa tiềm năng và thực tế, nghiên cứu đề xuất các định hướng chiến lược dựa trên các trụ cột sau:
Tái cấu trúc đào tạo liên ngành: Thay vì đào tạo rời rạc, các trường đại học nên xây dựng các học phần tích hợp giữa công nghệ, kiến trúc và khoa học di sản. Cần tập trung phát triển năng lực người học theo chuỗi dự án thực tế: Từ việc nhận diện giá trị di sản đến thiết kế trải nghiệm người dùng (UX) và mô hình kinh doanh bền vững.
Xây dựng hạ tầng dữ liệu dùng chung: Nhà nước cần ưu tiên đầu tư vào các thư viện số, bản đồ số di sản với cơ chế truy cập theo tầng lớp. Việc chuẩn hóa dữ liệu theo các tiêu chuẩn quốc tế (như glTF hay X3D) là điều kiện để xây dựng hệ sinh thái metaverse di sản bền vững.
Xây dựng mạng lưới hỗ trợ theo chuỗi giá trị: Cần thiết lập kết nối giữa bốn chủ thể: Cơ quan quản lý (điều phối chính sách) – Nhà trường (ươm tạo, đào tạo) – Thiết chế văn hóa (cung cấp bối cảnh, thẩm định nội dung) – Doanh nghiệp công nghệ (cung cấp giải pháp kỹ thuật).
Cân bằng giữa khả thi kinh tế và trách nhiệm văn hóa: Ứng dụng VR/AR cần được kiểm chứng bởi các chuyên gia văn hóa để đảm bảo tính xác thực lịch sử. Việc khai thác giá trị di sản trong khởi nghiệp sáng tạo phải tôn trọng cộng đồng sở hữu di sản, tránh việc sử dụng chất liệu văn hóa hời hợt hoặc sai lệch.
VR/AR là một lớp tăng cường giúp di sản kiến trúc Việt Nam có sức sống mới trong kỷ nguyên số. Xu hướng tất yếu là dịch chuyển sang các nền tảng mở, đa tương tác và tích hợp AI để cá nhân hóa khám phá của công chúng. Thành công của các dự án tại Việt Nam đã chứng minh, khi công nghệ được đặt trên nền tảng của văn hóa và sự đồng thuận của cộng đồng, nó sẽ trở thành công cụ để bảo tồn hồn cốt dân tộc trước sự tàn phá của thời gian.
Kết luận
Nghiên cứu về xu hướng ứng dụng công nghệ VR và AR trong trải nghiệm di sản kiến trúc tại Việt Nam cho thấy đây là cuộc cách mạng trong phương thức bảo tồn và tiếp cận văn hóa. Công nghệ “nhập vai” đã trở thành “cây cầu” kết nối quá khứ và tương lai, cho phép những giá trị kiến trúc đã mất hoặc đang xuống cấp được tái sinh. Xu hướng chuyển dịch từ các hệ thống VR cố định sang các ứng dụng AR trên thiết bị di động và các không gian di sản ảo trên nền tảng Metaverse là tất yếu để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của công chúng. Việc tích hợp các mô hình HBIM với dữ liệu quét laser không chỉ nâng cao tính thẩm mỹ mà còn bảo đảm tính xác thực khoa học cho công tác phục dựng di sản.
Tuy nhiên, nghiên cứu cũng nhận diện những rào cản tại Việt Nam như chi phí đầu tư hạ tầng cao, hạ tầng công nghệ chưa đồng bộ và sự thiếu hụt nhân lực liên ngành có năng lực số hóa. Để hiện thực hóa tiềm năng này, cần một lộ trình chính sách dựa trên việc chuẩn hóa dữ liệu di sản dùng chung và xây dựng mạng lưới hỗ trợ theo chuỗi giá trị giữa các bên: Nhà trường, Nhà quản lý di tích và Doanh nghiệp công nghệ. Trong tương lai, hướng nghiên cứu và ứng dụng tiếp theo cần tập trung vào việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) để cá nhân hóa hành trình kể chuyện di sản và ứng dụng blockchain để bảo vệ bản quyền dữ liệu số hóa. Việc tiếp tục phát triển các không gian di sản ảo tương tác không chỉ giúp quảng bá hình ảnh đất nước ra thế giới mà còn góp phần quan trọng vào việc giáo dục lòng tự hào dân tộc và ý thức trách nhiệm bảo tồn di sản một cách bền vững trong kỷ nguyên số.
ThS.KTS Lê Đình Trinh*
*Khoa Đa phương tiện – Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 08-2026)
Tài liệu tham khảo
[1] M. K. Bekele, R. Pierdicca, E. Frontoni, E. S. Malinverni, và J. Gain: A Survey of Augmented, Virtual, and Mixed Reality for Cultural Heritage – ACM Journal on Computing and Cultural Heritage, vol. 11, số 2, bài 7, tr. 1-36, Tháng 3/ 2018;
[2] N. D. Hiệp và N. T. Thuỷ: Chính sách hỗ trợ sinh viên ứng dụng công nghệ số trong khởi nghiệp sáng tạo nhằm khai thác các giá trị của di sản văn hoá tại Hà Nội – Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2026;
[3] N. T. Việt và T. Q. V. Anh: Một cách tiếp cận mới trong nghiên cứu hoa văn cổ quần thể di tích Cố đô Huế: Ứng dụng công nghệ VR/AR để tạo ra trải nghiệm tương tác cho sinh viên ngành thiết kế đồ hoạ – Tháng 1/ 2026;
[4] V. T. Thuy: Applying Digital Transformation in Heritage Preservation for Tourism Development – Trường Đại học Văn hóa, Thể thao và Du lịch Thanh Hóa, 2025;
[5] A. T. Albourae, C. Armenakis, và M. Kyan: Architectural Heritage Visualization Using Interactive Technologies – The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. XLII-2/W5, tr. 7-12, 2017;
[6] S. Günay: Virtual Reality for Lost Architectural Heritage Visualization Utilizing Limited Data – The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. XLVI-2/W1-2022, tr. 253-259, 2022;
[7] M. S. Anwar, J. Yang, J. Frnda, A. Choi, N. Baghaei, và M. Ali: Metaverse and XR for cultural heritage education: Applications, standards, architecture, and technological insights for enhanced immersive experience – Virtual Reality, vol. 29, bài 51, Tháng 3/2025;
[8] T. Q. Ưng: Ứng dụng công nghệ thực tế ảo vào trong di tích và bảo tàng, thuận lợi và thách thức – Tháng 12/2024;
[9] M. Mekni và A. Lemieux: Augmented Reality: Applications, Challenges and Future Trends – Applied Computing and Computer Science, tr. 205-214;
[10] N. Anas, N. H. Aziz, A. C. Ahmat, và E. A. Z. E. Alwi: Digital Addiction and Mental-Physical Health: A Scenario in Asia – International Journal of Academic Research in Business and Social Sciences, vol. 13, số 1, tr. 1682-1690, Tháng 1/ 2023;
