建筑動畫于中國古建筑復(fù)原中的現(xiàn)實意義淺談

緒 言 李英歌(長春建筑學(xué)院 吉林長春 130012)

建筑動畫于中國古建筑復(fù)原中的現(xiàn)實意義淺談

緒 言 李英歌
(長春建筑學(xué)院 吉林長春 130012)

利用建筑中三維動畫技術(shù)對古建筑進行建模后的精確修復(fù)是近年來興起的古建筑復(fù)原的新途徑，精確化復(fù)原的古建筑實體對于古建筑文化研究的推廣的意義重大。本文首先闡述了建筑動畫和古建筑復(fù)原技術(shù)的內(nèi)涵，然后分析了建筑動畫在古建筑復(fù)原中的實際應(yīng)用范圍，最后詳細陳述了建筑動畫于中國古建筑復(fù)原的現(xiàn)實意義。

建筑動畫；虛擬現(xiàn)實；古建筑；文物修復(fù)

一、建筑動畫與古建筑復(fù)原技術(shù)

建筑動畫是在計算機中利用三維建模、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)和手段，將尚未實施或完工的建筑物的外形、內(nèi)部構(gòu)造以及周圍相關(guān)生活場景以電影的手法展示出來。

建筑三維動畫改寫了建筑展示中一直沿用平面效果圖的歷史，相對于靜態(tài)的二維圖片，建筑動畫能更加生動形象地展示建筑立體化的效果，能使觀看者自由選定視角了解建筑的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，因而被廣泛地應(yīng)用于房地產(chǎn)、城市規(guī)劃、古建筑修復(fù)等領(lǐng)域。

古建筑是某一歷史時期建造的反映了該時期文化或該地區(qū)風(fēng)俗習(xí)慣的物質(zhì)性遺產(chǎn)，作為記錄人類歷史發(fā)展軌跡的遺跡，古建筑具有極高的文化研究價值。中國的古建筑多采用木質(zhì)結(jié)構(gòu)，木質(zhì)結(jié)構(gòu)的建筑物不利于保存，經(jīng)過漫長的歷史時期，多數(shù)古建筑已經(jīng)破損或完全損壞。在計算中采用三維建模、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)和手段建立起完整的建筑模型，對比殘缺的古建筑，能計算出修復(fù)的工程量，模擬出多種修復(fù)方案，使古建筑修復(fù)更加精確。這種古建筑修復(fù)的實例不在少數(shù)，比如故宮博物館修復(fù)工程、武當玉虛宮修復(fù)工程等均采用了建筑動畫建模修復(fù)的技術(shù)。

二、建筑動畫在古建筑復(fù)原中的實際應(yīng)用

1、建筑動畫技術(shù)在古代建筑群體結(jié)構(gòu)復(fù)原中的作用

中國古建筑中有較多的古建筑物以群體方式建造，建筑物采用積聚的方式反映出一定的建筑美學(xué)概念或文化思想，建筑群體各部分的大小、高低以及距離都可能與當時歷史時期該地區(qū)的階級思想和建造技術(shù)密不可分。比如故宮建筑群，其沿中軸線對稱的分布格局就反映出了當權(quán)者強烈的中央集權(quán)思想。研究古建筑不僅僅是為了能將這些古建筑能更好地流傳下去，更重要的是通過這些古建筑發(fā)掘出當時歷史時期該地區(qū)的文化思想以及建造技術(shù)，從而啟迪現(xiàn)代人的生活方式。

在古建筑群修復(fù)過程中，通過數(shù)碼相機和專業(yè)的測量設(shè)備對殘存的古建筑群進行

拍攝和測量后，將圖片和數(shù)據(jù)輸入計算機相應(yīng)的建模軟件內(nèi)，采用三維動畫和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段建立起古建筑群的模型，能從多個自由選定的視角了解到古建筑群的分布格局以及建筑樣式。對于數(shù)據(jù)不夠完善的古建筑群體，建模軟件進行分析后還能提供多種可能的分布格局和建筑樣式參考。

2、建筑動畫技術(shù)在古建筑雕刻裝飾復(fù)原中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑三維動畫展示技術(shù)趨于精細化方向發(fā)展，除了以往展示出建筑結(jié)構(gòu)和外形外，三維動畫需要盡可能多地展示出建筑細節(jié)，比如各細部裝飾顏色和花紋樣式。在古建筑復(fù)原中涉及到的建筑動畫展示，也

需要展示出古建筑中的雕刻裝飾等，因為往往這些雕刻裝飾才是古建筑文化研究的核心內(nèi)容，比如反映了中國佛教文化的敦煌飛天石窟壁畫。在古建筑雕刻裝飾修復(fù)工作中采用建筑動畫技術(shù)，以激光反射的原理采集古建筑殘缺的雕刻裝飾的大量點云數(shù)據(jù)，能夠精確、全面、無損傷、安全地獲取古建筑雕刻裝飾的相關(guān)復(fù)原數(shù)據(jù)，從而達到對古建筑雕刻裝飾這些極細微構(gòu)造的精確復(fù)原，能更好地指導(dǎo)實際中的古建筑復(fù)原工作。

3、建筑動畫技術(shù)在古建筑生活場景復(fù)原中的作用

一方面，建筑動畫展示技術(shù)朝著更加精細化的方向發(fā)展，建筑動畫展示中被要求展示出更多的細部結(jié)構(gòu)，比如雕刻裝飾等；一方面，各行業(yè)對建筑動畫展示提出了生動形象展示的要求，展示內(nèi)容不僅僅局限于建筑本身的結(jié)構(gòu)和細部構(gòu)造，

更多的生活化的場景被納入建筑動畫展示的考慮范圍，比如生活場景中的人、動物、自然景觀等。建筑動畫展示更加生動形象化展示的發(fā)展方向?qū)τ诠沤ㄖ?fù)原無疑是有著促進作用的。古建筑文化的推廣應(yīng)該不僅僅依靠建筑本身，古建筑文化的推廣過程中需要傳遞出更加符合某一歷史時期某地區(qū)的生活場景，這就需要組成生活化場景的各物件加入到展示隊伍中，比如當時歷史時期的生活器具、勞動工具等。在計算機軟件中通過建筑動畫技術(shù)，原來建筑中存在過的字畫、陶瓷等內(nèi)容都可以重新被布置，使復(fù)原后的古建筑場景更加生活化。

三、建筑動畫對中國古建筑復(fù)原的積極作用

1、修復(fù)精確度

傳統(tǒng)的建筑展示形式是二維的平面效果圖展示，為了能更好地傳遞出展示信息，建筑行業(yè)規(guī)定了在二維的平面效果圖中統(tǒng)一的展示圖例，這些展示圖例由于嚴格的規(guī)范性而缺乏了靈活性，因而展示效果不佳。此外，平面圖難以綜合反映不同的視角的建筑效果，不能傳達出足夠的平面和立面信息。三維的建筑展示手段給建筑展示帶來了革新式的轉(zhuǎn)變，也給古建筑復(fù)原工作帶來了便利。在古建筑復(fù)原工作，最重要的是對古建筑物殘缺部分做到精確修復(fù)，然而實際中還是發(fā)生了諸多失敗的修復(fù)工作，一方面是修復(fù)不足的問題，一方面是修復(fù)過多的問題。

在古建筑修復(fù)工作中采用建筑動畫技術(shù)，將古建筑物的現(xiàn)存各項數(shù)據(jù)輸入建模軟件中，把實際的古建筑轉(zhuǎn)化為軟件中虛擬的建筑模型，使修復(fù)工作者能從各個角度各個圖層上了解到足夠的修復(fù)信息，提高實際修復(fù)的精確程度。此外，建模軟件還提供多種的修復(fù)方案，并且能虛擬出不同的修復(fù)方案實施后的效果圖利用建筑動畫展示給修復(fù)工作者，以供修復(fù)工作者進行比選。這樣一來，古建筑復(fù)原工作將極大提高精確度。

2、成本投入

在實際的古建筑復(fù)原工作中，古建筑殘缺部分的修復(fù)工作需要耗費大量的人力物力，成本投入遠超出現(xiàn)階段同等建筑物的價值。一方面，古建筑修復(fù)中需要尋找合適的材料并將它按照1:1的比例制作出來，同時還要經(jīng)過精確的計算進行最后的修補和維護工作；另一方面，實際中古建筑物的修復(fù)工作大都不可撤銷，一旦開始修復(fù)工作，必將對古建筑產(chǎn)生一定的擾動，錯誤的計算和修復(fù)方案將對古建筑產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的傷害，特別是對于中國這樣的以木質(zhì)結(jié)構(gòu)為主的古建筑物。修復(fù)中對古建筑造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害，必將加大以后修復(fù)工作的難度。而建筑動畫的出現(xiàn)解決了古建筑復(fù)原工作的成本投入問題，通過建筑動畫，修復(fù)人員可以在虛擬的古建筑模型上進行可撤銷的修復(fù)練習(xí)，還能看到修復(fù)后的效果圖，基本不用考慮修復(fù)失敗帶來的成本問題，這種利用計算機模擬技術(shù)進行古建筑復(fù)原的方法可以以較少的投入取得最好的復(fù)原效果。

3、傳播效果

時代的變遷和社會的高速發(fā)展加速了古建筑文化生態(tài)的破壞，很多精美的古建筑正面臨著消失的威脅，古建筑文化的推廣工作也更加艱難。應(yīng)該認識到古建筑真正的威脅不是建筑實體的損壞，而是人們對于古建筑文化認識的淡化。作為推廣古建筑文化的最好工具，實體的古建筑最能引起人們對于古建筑文化的關(guān)心和求知欲。

為了人們能夠更加清楚了解到古建筑的文化底蘊，促進古建筑文化的不斷傳播，建筑動畫實現(xiàn)了古建筑文物資源的科學(xué)性、高精度性和永久性的保存。利用建筑動畫技術(shù)將修復(fù)保護工程方案制作成一套全面、準確、具體、生動的歷史古建筑修復(fù)虛擬仿真系統(tǒng)，對古建筑文化的傳播具有重要的現(xiàn)實意義。

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