數(shù)字化模型對古建筑的推廣 

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摘要：古建筑作為傳統(tǒng)文化的瑰寶，一方面反映了不同時(shí)代不同地域的文化思想和風(fēng)俗習(xí)慣，另一方面也對建筑行業(yè)的發(fā)展有重要的啟迪作用。傳統(tǒng)的古建筑推廣，除了實(shí)地觀察古建筑遺址外，更多的是查閱歷史文獻(xiàn)中的記載?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展革新了古建筑的推廣方式，通過數(shù)字化雕刻技術(shù)將古建筑制作成模型，還原出古建筑的樣式和形態(tài)，有利于古建筑文化的保護(hù)和傳承。本文通過列舉古建筑建立數(shù)字化模型的實(shí)例，分析了建筑數(shù)字化模型對于古建筑推廣的積極意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化模型三維建模古建筑貼片紋理

一、引語

古建筑是傳遞文化信息的特殊載體，是反映某個(gè)地區(qū)一定時(shí)期思想文化和風(fēng)俗習(xí)慣的藝術(shù)瑰寶，反映出人類歷史文明的發(fā)展歷程。因此保護(hù)和傳承古建筑是當(dāng)代人義不容辭的責(zé)任。在我國大多數(shù)古建筑中，其結(jié)構(gòu)多采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，極易受環(huán)境變化的影響，此外人為因素也將影響古建筑的留存，古建筑的安全一度面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對古建筑建立數(shù)字化的模型為古建筑的保護(hù)工作提供了新的途徑。古建筑物建立起數(shù)字化的模型后有利于展示推廣古建筑文化。

二、古建筑建立數(shù)字化模型的實(shí)例研究

近年來，數(shù)字化技術(shù)手段被廣泛地應(yīng)用于古建筑的推廣中，比較著名的是故宮博物院與日本凸版印刷株式會(huì)社合作的“數(shù)字故宮”項(xiàng)目，此外還有浙江大學(xué)開發(fā)的敦煌石窟虛擬漫游與壁畫復(fù)原系統(tǒng)，以及秦兵馬俑博物館與西安四維航測遙感中心合作的“秦俑博物館二號坑遺址三維數(shù)字建模”項(xiàng)目等。這些項(xiàng)目的共同之處是均通過數(shù)字化的技術(shù)手段建立起了古建筑物的模型。三維的古建筑模型在古建筑的推廣中比傳統(tǒng)的相片展示方式有著更為直觀的特點(diǎn)。因此，三維立體模型展示技術(shù)被廣泛地應(yīng)用古建筑物的展示推廣中。

1故宮古建筑三維數(shù)字模型

故宮博物館是反映了明清兩超的紫禁城典型木結(jié)構(gòu)宮殿，是中華民族珍貴的文化瑰寶，具有極高的藝術(shù)價(jià)值。建立故宮古建筑三維數(shù)字模型，對于研究中華民族傳統(tǒng)的文化思想和歷史有著非常重要的作用。故宮古建筑三維數(shù)字建模是利用三維掃描和數(shù)碼攝影等技術(shù)手段采集了古建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及其它相關(guān)技術(shù)手段立體再現(xiàn)了文化瑰寶的原貌，這對于古建筑的研究和展示推廣均有著促進(jìn)作用。

2白馬寺齊云塔三維數(shù)字模

在白馬寺齊云塔的數(shù)字建模中，首先采用了GPS測設(shè)精密控制網(wǎng)來測定白馬寺齊云塔的方位及各項(xiàng)坐標(biāo)，然后利用三維激光掃描儀獲取密集點(diǎn)云來建立數(shù)字化模型，再采用高精度的免棱鏡全站儀測定某些特征點(diǎn)，最后將這些特征數(shù)據(jù)與三維激光掃描結(jié)果進(jìn)行比對。該三維數(shù)字模型的建立，在點(diǎn)云拼接、數(shù)字建模以及數(shù)據(jù)分析處理方面為古建筑數(shù)字化建模工作提供了優(yōu)良的方法和技術(shù)。

三、建立數(shù)字化模型對古建筑推廣的意義

1建立數(shù)字化模型有利于探索古建筑原真性

在傳統(tǒng)的古建筑物的保護(hù)、修繕和推廣工作中，盲目地進(jìn)行探索對建筑物造成了諸多難以復(fù)原的創(chuàng)傷。比如為了還原古建筑在繁盛時(shí)代的真實(shí)面貌，在缺乏數(shù)據(jù)和先進(jìn)技術(shù)的情況下，拼湊出了不符合實(shí)際情況的還原方案，最終使得古建筑面目全非。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在計(jì)算機(jī)中建立數(shù)字化的模型對于科學(xué)探索古建筑的原真性有著非常重要的意義。建立起數(shù)字化的模型后，便于采用多種復(fù)原方案對古建筑模型進(jìn)行操作，且這些操作是可以被撤銷的，以便于探索出最合理最具原真性的復(fù)原方案。古建筑的原真性越高，越有利于更加真實(shí)地展示古建筑的原有面貌，促進(jìn)古建筑的推廣和古建筑文化的保護(hù)與傳承。

2建立數(shù)字化模型有利于解決地區(qū)開發(fā)與古建筑保護(hù)推廣的矛盾

建立數(shù)字化的古建筑模型以后，便可通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對古建筑進(jìn)行虛擬展示，從而應(yīng)用于旅游產(chǎn)業(yè)。一方面，人們在接觸古建筑的時(shí)候，可以減少對古建筑實(shí)體的擾動(dòng)，另一方面，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助人們增加對古建筑細(xì)節(jié)方面的了解。對于實(shí)體古建筑物中難以直接觸碰的、細(xì)部不易觀察到的部位，人們即使沒有身臨其境，也可通過現(xiàn)代化的技術(shù)手段了解這些精美絕倫的建筑。在傳統(tǒng)的古建筑文化推廣中，實(shí)體建筑一直是作為推廣的主體資料，這也是為什么文物保護(hù)單位與建筑開發(fā)商頻頻爆發(fā)矛盾的根源所在。但是建立了三維的數(shù)字化模型后，古建筑的研究數(shù)據(jù)得以保留，在古建筑文化的推廣中也有了更好的模型替實(shí)體，故建立數(shù)字化模型有利于解決地區(qū)開發(fā)與古建筑保護(hù)推廣的矛盾。

3建立數(shù)字化模型有利于再現(xiàn)人類文明的輝煌

美國洛杉磯曾舉辦過一場的“古羅馬重生”的數(shù)字展示，該數(shù)字展示由美國弗吉利亞大學(xué)完成，“古羅馬重生”重現(xiàn)了古羅馬城在公元320年鼎盛時(shí)期約7000座古建筑的風(fēng)貌。這樣的數(shù)字化模型在古建筑文化的推廣中比實(shí)體的古建筑起到更好的推廣作用。一方面，古建筑經(jīng)受時(shí)代的變遷，多數(shù)已經(jīng)支離破碎，難以展示輝煌時(shí)期的面貌，這對人們認(rèn)識當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐乃枷胛幕蜌v史是有一定限制的，而數(shù)字化模型通過復(fù)原等手段能夠再現(xiàn)人類文明的輝煌，使人們能更加充分的了解到人類文明的輝煌；另一方面，古建筑模型比實(shí)體建筑更加生動(dòng)，人類借助數(shù)字化的建模手段以及先進(jìn)的虛擬感應(yīng)設(shè)備，可以身臨其境地穿梭在三維的虛擬環(huán)境中體驗(yàn)感受過去的生活場景和氛圍，從而更好地保存和展示出過往那些有價(jià)值卻已不適應(yīng)時(shí)展水平的生活方式。

4古建筑數(shù)字化模型啟迪現(xiàn)代建筑行業(yè)

推廣古建筑一方面是為了保護(hù)和傳承古建筑文化，幫助人們了解過去歷史時(shí)期的思想文化和歷史，滿足人們精神上對于文化的需求，另一方面，也是為了使人們認(rèn)識到古建筑的建筑思想，啟迪現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展。眾所周知，我國古建筑大多采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，其少數(shù)采用竹質(zhì)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)如何布置、如何支撐起較大的建筑實(shí)體、如何進(jìn)行防護(hù)是值得現(xiàn)代建筑行業(yè)思考的?，F(xiàn)代建筑行業(yè)多采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)等多樣化的結(jié)構(gòu)。而隨著時(shí)代的發(fā)展和人們經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對于建筑行業(yè)和居住環(huán)境的期待越來越來，希望建筑結(jié)構(gòu)和形式更加多樣化，也強(qiáng)調(diào)人居觀念，甚至可能追求建筑形式的復(fù)古化。因而建筑行業(yè)可能會(huì)需要用到古建筑中的一些建筑思想，建立數(shù)字化的古建筑模型能夠幫助建筑工程師更好地認(rèn)識到古建筑的建筑思想和理念，這無疑對啟迪現(xiàn)代建筑行業(yè)是有利的。

四、結(jié)語

就古建筑建立數(shù)字化模型該項(xiàng)技術(shù)而言，已經(jīng)運(yùn)用較為成熟，并且有較多的優(yōu)秀成果。古建筑建立數(shù)字化模型對于古建筑物的展示推廣、保護(hù)和傳承古建筑文化有著多方面的積極意義。但由于古建筑的多樣化，統(tǒng)一的建模公式難以滿足不同建筑物不同精細(xì)程度的還原要求，此外虛擬的數(shù)字化模型仍然與實(shí)體建筑存在差異，比如三維模型的顏色及紋理與原實(shí)體建筑的匹配程度問題。因此，為了更好地推廣古建筑物、保護(hù)和傳承古建筑文化，人們應(yīng)當(dāng)以建立數(shù)字化模型為著眼點(diǎn)，深入研究，探索更加精細(xì)化建模的技術(shù)。

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作者：何巖 高寧 單位：長春建筑學(xué)院