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，人們對于古建筑的保護(hù)意識也顯著提高。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于了解古建筑文化的更高需求。實(shí)地考察也會浪費(fèi)時(shí)間和金錢。同時(shí)，政府加大了對古建筑的保護(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)，可以減少對古建筑人為損壞，對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)又不會對結(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。此項(xiàng)目對我國運(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。