三維數(shù)字技術(shù)在重慶優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護中的功能與作用＊

唐湘暉TANG Xianghui

重慶人文科技學(xué)院，重慶401524 （Chongqing Institute of Humanities and technology ,401524 Chongqing）

從19世紀中期開始至20世紀70年代，在歷史的發(fā)展進程中，重慶出現(xiàn)了眾多優(yōu)秀建筑，其中有會館、教堂，也有學(xué)校、民居等，形式多樣，但卻都有一個共同的特點，就是建筑具有較高的藝術(shù)水平，其風貌體現(xiàn)了重慶城市建設(shè)的時代特征，其形態(tài)則承載了重慶城市的歷史記憶[1]。

然而隨著重慶城市化速度的加快，市政改造、建設(shè)導(dǎo)致不少歷史建筑的消失，再加上部分建筑年久失修，于是出現(xiàn)了一些不可避免的自然損毀，或長期無人居住，或遭人為破壞，優(yōu)秀建筑的生存成了亟待解決的問題。于此，重慶市政府相當重視，優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑的保護很快就被提上了議事日程。

一、重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑的保護現(xiàn)狀

早在2005年，重慶市就開始了對能夠反映重慶城市發(fā)展、具有較高歷史文化價值、尚未確定為文物保護單位的建筑物和構(gòu)筑物進行了普查與清理。重慶市規(guī)劃局為普查工作的具體承辦方。通過實地調(diào)查、測繪，進而交由相關(guān)專家論證評審，最終確定了98處建筑為第一批保護單位。接著，重慶市規(guī)劃局、重慶大學(xué)對這98處近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑進行了現(xiàn)狀整理和分級。為加強保護的力度，重慶市人民政府于2008年頒布了71號文，即《重慶市人民政府關(guān)于加強優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護和利用的通知》，隨之于2009年開始對98處建筑進行“掛牌保護”。2013年，重慶市政府又專門下發(fā)78號文，即《重慶市人民政府辦公廳關(guān)于優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑規(guī)劃保護的指導(dǎo)意見》，為優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑的保護與利用問題提出了更加全面、科學(xué)和可行的建設(shè)性意見。

通過整治，尤其是成為政府行為之后，重慶市大部分近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑得以煥發(fā)新機，并且以不同的面目重新進入了人們的視野。

1.部分具有歷史見證意義的建筑得以“復(fù)活”，即重建還原

這批建筑包括位于渝中區(qū)五四路中段的中英聯(lián)絡(luò)處舊址、位于太平門白象街的海關(guān)公署、大清郵局、汪全泰號等。建筑的性質(zhì)都是重慶市對外聯(lián)絡(luò)、開埠通商等歷史印記的重要記憶載體。重慶市政府出資對上述建筑實施了重建。尤其是中英聯(lián)絡(luò)處舊址，曾被鑒定為D級危樓險遭拆除，現(xiàn)以修舊如舊的方式繼續(xù)矗立在大街之上。

2.部分公館采用以商養(yǎng)房的方式，煥發(fā)出新機

如位于張家花園勝利路187號的陳誠公館，原建筑多已損毀。協(xié)信集團在重慶市政府的支持下，對該公館修繕之后再按原貌改造成了會所——以商養(yǎng)房，不失為優(yōu)秀傳統(tǒng)建筑的一個重要保護手段。

3.部分公共建筑由使用單位實施保護性使用

在98處優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑中，有很大一部分屬于公共建筑，而且依然被多個單位所占用。在重慶市政府的要求下，這些建筑由使用單位重點保護，定期修繕。如重慶市體育局辦公樓，重慶工學(xué)院內(nèi)的重慶第一機械制造工業(yè)學(xué)校實驗樓，重慶大學(xué)內(nèi)的原重慶大學(xué)理學(xué)院、工學(xué)院，西南大學(xué)內(nèi)的原西南農(nóng)學(xué)院第四教學(xué)樓、原西南師范學(xué)院第一教學(xué)樓、第二教學(xué)樓等，在使用中保護，在保護中使用，因此建筑狀況始終良好。值得強調(diào)的是，西南大學(xué)校園內(nèi)的原西南師范學(xué)院第一教學(xué)樓2008年曾因火災(zāi)被燒毀，西南大學(xué)則按照相關(guān)保護規(guī)定，依原樣重新修復(fù)了這座大樓。

但并非所有進入保護名錄的建筑都得到了有力、有效地保護。區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的不平衡，建筑的歷史意義不太重大，或者位置比較偏遠等原因，導(dǎo)致部分優(yōu)秀建筑的保護力度不夠強大。如同樣是公館，與陳誠公館大相徑庭的則是位于郵局巷16號的李耀庭公館，雖無拆遷、破壞之憂，但因地域偏僻，修繕保護時間被推遲，部分構(gòu)建已有破損。與此情況相同的還有豐都縣杜氏莊園、北碚蔡家陳舉人大院等。

二、 三維數(shù)字技術(shù)在重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護中的應(yīng)用現(xiàn)狀

三維數(shù)字技術(shù)是指利用計算機信息技術(shù)和三維虛擬建模技術(shù)，對現(xiàn)實生活中的物體信息數(shù)據(jù)實施采集，從而形成物體的三維數(shù)字信息，亦即信息的采集、存儲、加工和分發(fā)等各個環(huán)節(jié)均納入數(shù)字化的軌道。

將三維數(shù)字技術(shù)運用于建筑保護，可以更直觀、更方便地保存建筑細部、紋理、形態(tài)和結(jié)構(gòu)，恢復(fù)建筑的原貌，具有超出傳統(tǒng)保護手段而不可比擬的特點。

利用三維數(shù)字技術(shù)進行建筑保護的研究，不少學(xué)者從不同的層面進行了努力。如清華大學(xué)建筑學(xué)院徐桐發(fā)表在《建筑學(xué)報》（2014年第8期）上的《基于數(shù)字技術(shù)的古建筑信息公眾傳播研究——兼論“建筑圖像比對識別技術(shù)”在其中的應(yīng)用前景》的論文，提出了利用數(shù)字信息技術(shù)對古建筑進行數(shù)字化信息的采集與傳播，以期借助現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)達到“見形即見意”的傳播效果，進而達到保護、傳承古建筑的目的；李潤、蘭嵐發(fā)表在《現(xiàn)代裝飾：理論》（2012年第11期）的《論數(shù)字技術(shù)在云南古建筑保護中的作用》的論文，闡述了利用數(shù)字化虛擬復(fù)原技術(shù)對云南古建筑的數(shù)字進行存檔、修復(fù)、改造、展示與保護的意義。另外還有利用數(shù)字技術(shù)還原北京長城、開封鐵塔等方面的論文，說明應(yīng)用三維數(shù)字技術(shù)對古建筑、歷史遺跡的數(shù)字化信息傳播、數(shù)字化復(fù)制復(fù)原、數(shù)字化現(xiàn)實再現(xiàn)等已有相當多的理論或者是經(jīng)驗。

通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)利用三維數(shù)字技術(shù)研究重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑并實施有效保護的論文卻相對要少，發(fā)表的有關(guān)重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護的絕大部分論文所討論的重點多是現(xiàn)實的技術(shù)性問題，如重慶市規(guī)劃設(shè)計研究院曹春霞、代丹發(fā)表在《重慶建筑》（2008年第12期）上的《重慶市近現(xiàn)代建筑保護與利用研究》的論文，提出了重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護與規(guī)劃的構(gòu)想，卻與數(shù)字技術(shù)無關(guān)；重慶市設(shè)計院李敏發(fā)表在《重慶建筑》（2014年第5期）上的《重慶近現(xiàn)代建筑文化的保護和發(fā)展》的論文，旨在探討重慶優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護的歷史背景及現(xiàn)實意義，著力的內(nèi)容是重慶優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑地域特征和所蘊含的歷史文化意義，也沒有涉及三維數(shù)字技術(shù)。

對重慶優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑清理最具影響的是重慶市規(guī)劃局的《重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑》（重慶大學(xué)出版社，2007年版），將列入保護名錄的建筑做了全面的圖像存儲，并對部分建筑進行了CAD繪制，遺憾的是，三維數(shù)字化的資料卻基本空缺。

由此可見，將三維數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑的保護只是開了一個頭，之后的任務(wù)還很艱巨。

三、 三維數(shù)字技術(shù)在重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護中的作用與應(yīng)用

利用三維數(shù)字技術(shù)對重慶優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑數(shù)字仿真，可以將重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑轉(zhuǎn)化為數(shù)字文件，保存建筑原有的各種型式數(shù)據(jù)乃至空間關(guān)系等重要資源，并真實、完整地存儲到計算機之中，而實行歷史建筑科學(xué)、高精度和永久性的存檔；可以將客觀世界的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的互動模型，營造一個“三維互動世界”；可以生成具有視、聽、觸多種感知、逼真互動的虛擬環(huán)境，打破時間和空間的限制，實現(xiàn)資源共享，提高建筑保護、利用和展示的力度[2]。

然而現(xiàn)今使用三維數(shù)字技術(shù)進行建筑保護卻有一個趨勢，即僅僅應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)、三維建模技術(shù)將建筑本身的數(shù)據(jù)采集到計算機內(nèi)，對建筑建造的時代背景、建筑周邊的景觀環(huán)境、建筑中歷史人物的生活狀態(tài)表現(xiàn)較少；雖有動態(tài)表達，但能夠與觀者主動實施互動的方式卻相對要少。重要的是，一些可以分享的資源由于受硬件的限制，無法提供更大范圍的共享。

如何創(chuàng)新思路對優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑進行數(shù)字保護也就成了亟待解決的問題。

1. 利用云技術(shù)打造數(shù)據(jù)庫

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，“云”概念開始擴展到生活、工作的各個方面。“云存儲”作為一種新興的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，是從“云計算”的概念中發(fā)展出來的，它是指利用網(wǎng)絡(luò)集群技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)，將大量不同類型的存儲設(shè)備在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中集合起來，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。“云”作為一個核心，可以提供海量數(shù)據(jù)計算，也可以成為數(shù)據(jù)存儲中心，人們可以不再局限于自有硬件設(shè)備，而是突破時間、地域的限制，通過任何可連網(wǎng)的裝置鏈接到“云”上而方便地存取數(shù)據(jù)。

優(yōu)秀建筑保護由于存在現(xiàn)實客觀條件的限制，有些保護得很好，有些卻已經(jīng)年久失修，特別是城市化進程的加速，有些建筑已經(jīng)無法保存。人們在惋惜這些建筑的同時，也可以使用數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)建筑的三維還原，并將其上傳到利用云存儲建立的專門數(shù)據(jù)庫之中。數(shù)據(jù)保存安全、長久，而且研究者在取用時不受時間、地點的限制，有著優(yōu)秀建筑實體保護所無法達到的方便特性。

（1）利用“云存儲”建立近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑的模型庫、貼圖紋理庫。每個地區(qū)、每個城市都有能夠體現(xiàn)自身特點、傳承歷史文化的優(yōu)秀建筑，這些建筑的結(jié)構(gòu)如何？建筑立面的紋理、圖案有哪些？雖說研究者無法親自出現(xiàn)在每座建筑面前，但利用三維數(shù)字技術(shù)，不同地區(qū)的研究人員便可以將本地區(qū)優(yōu)秀建筑的模型、貼圖紋理、構(gòu)件等制作成數(shù)字文件，上傳至“云端”，其海量數(shù)據(jù)所形成的優(yōu)秀建筑模型庫、貼圖紋理庫，其他研究人員就能夠十分方便地從“云端”下載讀取，可以極大地方便研究及其保護。

（2）利用“云存儲”建立近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑的文史資料庫。在對歷史優(yōu)秀建筑實施保護時，建筑修造的時代背景、使用建筑的人物、建筑環(huán)境的變遷情況等都是研究、保護的內(nèi)容。利用“云端”匯集相關(guān)資料，形成近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑的文史資料庫，也是保護工作的重要內(nèi)容之一。

（3）利用“云存儲”建立近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑互動展覽廳。前面兩項內(nèi)容主要服務(wù)于研究人員，對普通民眾而言，可聽、可看、三維互動的虛擬現(xiàn)實的建筑展示，可以極大地提高他們對保護優(yōu)秀歷史建筑的熱情?！霸萍夹g(shù)”所提供的海量存儲、訪問能力，使建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)字近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑互動展覽廳成為現(xiàn)實。觀者將足不出戶，通過網(wǎng)絡(luò)在家就可以訪問、研究各種優(yōu)秀建筑。

2. 實現(xiàn)建筑的環(huán)境還原

利用數(shù)字技術(shù)還原優(yōu)秀建筑，大多數(shù)是還原建筑的本身，因為建筑結(jié)構(gòu)、建筑表面紋理圖案、建筑樣式客觀存在，數(shù)據(jù)、照片、參考資料較多，對計算機技術(shù)而言，難度較小。而建筑周邊環(huán)境的還原卻相對要難，如山體土丘蜿蜒起伏，沒有規(guī)律，花草樹木雜亂無章，變化多端，水流河渠質(zhì)感透明，反射多彩，利用計算機處理，就有較大難度，如材質(zhì)不易逼真，完成之后進行渲染對所擁有設(shè)備的技術(shù)要求非常之高[3]，因而造成很多建筑在數(shù)字還原時，只有建筑本身。而對歷史建筑而言，沒有環(huán)境的歷史建筑就會失去它的歷史感，也會失去它的生命力，單調(diào)空洞乏味。因此，研究提高還原環(huán)境的技術(shù)，保留建筑周邊的客觀環(huán)境形態(tài)，是利用三維技術(shù)保護優(yōu)秀歷史建筑的重要內(nèi)容之一。

在第一批重慶近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑保護名錄中，最能體現(xiàn)周邊環(huán)境問題的是中英聯(lián)絡(luò)處舊址。中英聯(lián)絡(luò)處居于商圈的核心，這里寸土寸金，除了中英聯(lián)絡(luò)處建筑本身，周邊環(huán)境已被現(xiàn)代化的高樓所包圍，受到單獨保護的古樸西式小洋樓就非常特別。查閱資料得知，這棟建筑建于1910年，時稱“真元堂”，占地391.18平方米，1939年才將此處用作中英聯(lián)絡(luò)處。查閱重慶解放碑的老照片，找尋出該建筑周邊曾經(jīng)的歷史面貌、建筑特征，并通過三維數(shù)字技術(shù)將其還原，才能揭示出這棟歷史建筑的真實面目。

3. 實現(xiàn)建筑的生活還原

建筑是為人活動、生存而修造的。只有建筑，沒有在建筑中生活的人，這樣的建筑也只是一棟死物，只有當人活動其間，才能使建筑由“死”變“活”，充滿生氣。歷史建筑之所以為人們所懷念，除了建筑本身，其使用期間內(nèi)中人們的生活也是回憶、追思的重點。利用三維技術(shù)，可以虛擬當時人們的生活、工作場景，還原人們的衣著打扮、使用的器物甚至是風俗習(xí)慣，與建筑一起，成為優(yōu)秀建筑數(shù)字保護的特別內(nèi)容。

如名列重慶近現(xiàn)代優(yōu)秀建筑保護名錄中的北碚陳舉人樓，是清末舉人陳介白的兒子陳庚虞為紀念其父為官清廉而修建命名的。陳介白是清政府官員，清廷被推翻后便回鄉(xiāng)辦學(xué)教書，其人和藹可親，樂善好施，因此其子陳庚虞1933年專門聘請外國設(shè)計師親自到北碚考察而設(shè)計建造了“舉人樓”， 1936年竣工。該樓為典型的折衷主義建筑，聯(lián)排樓閣廊柱與歇山式屋頂相互呼應(yīng)，兼具中式建筑與西式建筑風格，柱頭花紋精美，且紋飾大多無重復(fù)。此樓綠樹環(huán)擁，身處其中，幽靜安謐。但隨著歲月的流逝，原主人早已不在，僅剩殘樓。通過調(diào)查研究，在數(shù)字還原建筑之余，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、家居陳設(shè)也同時需要進行數(shù)字還原，并利用模型技術(shù)對陳介白及家人用三維方式塑造，通過骨骼綁定、動作設(shè)定，模擬出陳老先生與家人相聚、與鄉(xiāng)鄰會面等情況，使觀者在領(lǐng)略三維建筑模型的同時，同時能夠步入陳老先生的生活場景之中——數(shù)字技術(shù)保護歷史建筑的優(yōu)勢立馬體現(xiàn)。

四、結(jié)語

重慶市優(yōu)秀近現(xiàn)代建筑保護雖然寫進了重慶市人民政府的文件之中，并且部分建筑得到了有效保護，但也有部分建筑由于種種原因，保護的力度不大。數(shù)字化建筑不受時間、空間的約束，可以很好地還原建筑本身以及建筑周邊的場景、建筑中的人，這也是優(yōu)秀歷史建筑保護不可或缺的重要內(nèi)容。

[1]李敏.重慶近現(xiàn)代建筑文化的保護和發(fā)展[J].重慶建筑，2014（5）：10-12.

[2]賈秀清，王玨.數(shù)字化手段在我國文化遺產(chǎn)傳承與創(chuàng)新領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代傳播：中國傳媒大學(xué)學(xué)報，2012（2）：112-115.

[3]胡亞希.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護中的應(yīng)用[J].江西社會科學(xué)，2012（8）：196-200.