古建筑數(shù)字化保護(hù)與推廣

馬珂研，潘毅，靳俊山

（西北民族大學(xué)）

1 引言

古建筑是中華民族歷史和文明的見證與載體，是我國古代思想文化和風(fēng)俗習(xí)慣的反映。我國的古建筑與西方古建筑不同，我國的古建筑大多采用木材建造，由于材料的特殊性，所以易受環(huán)境的影響。隨著科技與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于古建筑的保護(hù)意識(shí)也顯著提高。由于年代久遠(yuǎn)加之人為破壞，建筑的修復(fù)變得越來越復(fù)雜，同時(shí)也有大量岌岌可危的古建筑需要被保護(hù)。保護(hù)古建筑就是保護(hù)歷史悠久的中華民族文化，是每個(gè)中國人責(zé)無旁貸的義務(wù)。

2 數(shù)字化技術(shù)的概述

數(shù)字化是將許多復(fù)雜多變的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以編碼的數(shù)字，再將這些數(shù)字信息構(gòu)建起合適的數(shù)字化模型，把它們轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼，并輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，再進(jìn)行統(tǒng)一處理，這個(gè)過程就是數(shù)字化基本程序[1]。古建筑的數(shù)字化就是將建筑實(shí)體各個(gè)構(gòu)件的尺寸信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)。通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建起建筑的三維模型，從而對(duì)古建筑進(jìn)行數(shù)字展示、保護(hù)、數(shù)字修復(fù)等工作。數(shù)字化技術(shù)在對(duì)古建筑的保護(hù)與推廣中，具有即時(shí)、虛擬、仿真、游戲化、沉浸感等特點(diǎn)。

3 古建筑數(shù)字化的意義

3.1 有利于古建筑保護(hù)

中國的古建筑大多采用木材建造，由于材料的特殊性，受環(huán)境的影響較大，隨著時(shí)間的推移，建筑物必然會(huì)發(fā)生某種變化；此外還有不可預(yù)測的自然災(zāi)害和人為因素的損壞。

中國的古建筑和近現(xiàn)代的仿古建筑是中國的歷史見證，代表了中國建筑的發(fā)展歷程。隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展、城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)以及旅游資源的大量開發(fā)使得古建筑受到了許多人為因素的損壞，古建筑文化遺產(chǎn)的保護(hù)面臨著嚴(yán)重的情勢。

使用紙質(zhì)文件來記錄古建筑尺寸、結(jié)構(gòu)、歷史等的方式，這些紙質(zhì)文件占據(jù)空間、不易保存、不方便查閱。二十世紀(jì)六七十年代，攝影攝像等技術(shù)的發(fā)展使得文化遺跡信息的記錄能以錄像和相片的形式保存，但這些資料同樣存在難以保存而且不夠準(zhǔn)確的問題[2]。數(shù)碼攝影技術(shù)的發(fā)展使得古建筑可以以二維圖形的形式保存，但這種方式也存在一些弊端。

近年來，數(shù)字化技術(shù)的迅猛發(fā)展為古建筑的保護(hù)與推廣開辟了新的途徑。數(shù)字化在很大程度上解決了上述的問題，首先在信息存儲(chǔ)上就有很大的進(jìn)步，不需要占用很大空間；其次數(shù)字化模型還具有高精度、高仿真度等優(yōu)勢。古建筑的修復(fù)、保護(hù)等工作可以借助數(shù)字化技術(shù)來提高效率，從而達(dá)到更好的效果。

3.2 有利于教學(xué)研究

對(duì)于古建筑教學(xué)來說，現(xiàn)在的教學(xué)還是停留在以書本上的二維圖像為主，網(wǎng)絡(luò)上的視頻資料也不夠清晰。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方式已經(jīng)落后，并不能滿足現(xiàn)代教學(xué)。教學(xué)手段應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，我們應(yīng)該運(yùn)用數(shù)字技術(shù)使古建筑教學(xué)更具即時(shí)性、游戲性等特點(diǎn)。比如VR 技術(shù)，我們可以利用這些技術(shù)讓學(xué)生們身臨其境，不需要走出課堂就可以近距離感受古建筑，對(duì)古建筑構(gòu)造進(jìn)行細(xì)致地觀察。

3.3 有利于文化傳播

古建筑數(shù)字化模型在古建筑推廣傳播中也會(huì)產(chǎn)生積極的作用。越來越多的人想要去了解古建筑，但只能通過圖書、紀(jì)錄片或者實(shí)地考察。圖書、紀(jì)錄片這種二維平面的資料是不能滿足人們對(duì)于了解古建筑文化的更高需求。實(shí)地考察也會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和金錢。同時(shí)，政府加大了對(duì)古建筑的保護(hù)力度，很多重點(diǎn)保護(hù)的建筑物已經(jīng)不允許參觀者進(jìn)入。

而數(shù)字化技術(shù)即可解決上述問題。創(chuàng)建好古建筑數(shù)字化模型后，便可運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)古建筑進(jìn)行虛擬展示，從而應(yīng)用于古建筑文化遺產(chǎn)的旅游產(chǎn)業(yè)[3]。虛擬展示的優(yōu)勢在于，當(dāng)人們實(shí)地觀賞古建筑時(shí)，可以減少對(duì)古建筑人為損壞，對(duì)于古建筑中難以觀察的結(jié)構(gòu)，也可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)了解這些精美絕倫的細(xì)節(jié)。既滿足了參觀游覽的需求，同時(shí)又不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)造成損壞。

4 古建筑數(shù)字化模型的實(shí)例

中國作為文明古國擁有眾多的古建筑資源，如何更好地保護(hù)古建筑成為一個(gè)難題。毫無疑問，數(shù)字化技術(shù)在建筑保護(hù)領(lǐng)域提供了巨大的幫助。

數(shù)字化技術(shù)在古建筑領(lǐng)域被廣泛的開發(fā)與應(yīng)用。近幾年來越來越多的相關(guān)學(xué)者把古建筑數(shù)字化技術(shù)作為一種新的保護(hù)手段與展示途徑。比較著名的是故宮博物院“數(shù)字故宮”項(xiàng)目、敦煌莫高窟“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目、白馬寺云塔項(xiàng)目、哈爾濱圣· 阿列克謝耶夫教堂修復(fù)項(xiàng)目。

1）故宮古建筑數(shù)字化模型

故宮博物院是在明清兩朝皇宮紫禁城的基礎(chǔ)上建立的。是世界上規(guī)模最大、保存最完整的木結(jié)構(gòu)宮殿建筑群，它是中華民族的驕傲所在，也是全人類的珍貴文化遺產(chǎn)[4]。故宮古建筑數(shù)字化模型首先運(yùn)用了三維掃描、數(shù)碼攝影等技術(shù)進(jìn)行建筑基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的搜集，再利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)再現(xiàn)了故宮古建筑群的原貌。這對(duì)于故宮古建筑群的研究和展示有著積極的促進(jìn)作用，全方位的推進(jìn)了數(shù)字化在故宮博物院的綜合應(yīng)用。

2）哈爾濱圣·阿列克謝耶夫教堂

哈爾濱圣· 阿列克謝耶夫教堂建于1931年，為哈爾濱東正教徒活動(dòng)中心之一，是典型的俄羅斯式建筑[5]。測量主要利用了全站儀、三維掃描等技術(shù)，通過測、記、算、等方式得到建筑的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。三維模型則主要利用草圖大師、3Ds max 等三維軟件進(jìn)行創(chuàng)建。運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)全面復(fù)原了這座教堂。并在三維瀏覽動(dòng)畫的創(chuàng)建中融入了影視剪輯和鏡頭技巧，使數(shù)字化建筑看起來更加豐富、真實(shí)、生動(dòng)。此項(xiàng)目對(duì)我國運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)保護(hù)古建筑具有非常重要的指導(dǎo)意義。

5 結(jié)語

數(shù)字化技術(shù)在古建筑領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)較為成熟，并且有很多實(shí)踐案例。古建筑數(shù)字化模型對(duì)于古建筑的保護(hù)、推廣以及修復(fù)有著非常重要的作用。本文簡要概述了數(shù)字化技術(shù)；論述了數(shù)字化技術(shù)在古建筑領(lǐng)域的意義；列舉了數(shù)字化技術(shù)在古建筑領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。要想真正的保護(hù)與推廣古建筑好需要全社會(huì)共同的努力，數(shù)字化只是其中的一種手段和技術(shù)，以數(shù)字化為落腳點(diǎn)，深入研究和探討數(shù)字化技術(shù)在古建筑中的應(yīng)用。希望更多的人能夠參與到這項(xiàng)研究中來，建立起適合當(dāng)代的多元化展示體系，提升文化軟實(shí)力。