三維虛擬技術在中國古建筑維護中的應用現狀及發展路徑探索

董 慧

（無錫科技職業學院，江蘇 無錫 214000）

三維虛擬技術在中國古建筑維護中的應用現狀及發展路徑探索

董 慧

（無錫科技職業學院，江蘇 無錫 214000）

隨著我國科學技術水平的逐漸提升，我國在進行古建筑維護過程中，為了進一步做好相關的維護工作，逐漸將新型的技術運用到我國古建筑維護的過程中。作為我國古代建筑的重要文物，古建筑的建立和發展，充分顯示了我國古代勞動人民的智慧結晶。同時，在一定程度上也見證了人類文明及歷史的發展，體現了古代勞動人民在建筑工程、文化藝術方面的成就。部分古代建筑在發展的過程中受到了大自然和部分人群的摧殘。因此，為了保證古建筑的進一步發展，做好古建筑質量方面的維護工作，有利于促進古建筑更好地進行古代文化方面的傳播。為了做好相關的研究工作，本文主要對三維虛擬技術的概念以及三維虛擬技術在古建筑維護中的意義、應用現狀以及應用方式進行了深入分析，從而為促進古建筑的進一步發展提供一定的幫助。

三維虛擬技術；中國古建筑；應用現狀

引言

我國在不斷的建設和發展過程中，留下了許許多多形態各異的古代建筑，充分顯示了我國古代勞動人民的智慧結晶。同時在一定程度上，也見證了人類文明及歷史的發展，具有一定的紀念價值和研究價值。但是隨著時間的發展，古建筑的質量受到了時間和人為方面的嚴重摧殘，生存現狀令人堪憂。如果不及時制定相關的維護措施，就會導致古建筑在一定的時間內遭受到嚴重的破壞，甚至是倒塌，嚴重影響我國對于古建筑的維護工作。我國在進行古建筑維修方面，通常都是通過使用手工修繕維護技術進行相關的工作的。由于需要消耗大量的時間和人力資源，因此存在著極大的難度。不過隨著時間的發展，我國的科學技術手段有了空前的發展，通過使用相關技術手段對古建筑進行及時的維護和修復方面的工作，對于促進我國古建筑的修復工作，有著極大的幫助。而三維虛擬技術作為一種新型的維護古建筑的手段，有利于幫助我國更好地進行相關的工作。

一、三維虛擬技術的概念

三維虛擬技術是以三維數字技術作為基礎，集成建設工程項目各類相關信息的工程信息模型，同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化技術[1]。通過這種方式進行古建筑的維護工作，能夠將古建筑的建筑建模和建筑信息進行收集整合，通過自身可視性、協調性、模擬性等特點進行相關的工作，有著重要的意義。三維虛擬技術在20世紀90年代就已經被初步運用于古建筑維護方面的領域之中，但是在我國的應用依舊處于初步階段，因此，為了做好古建筑的維護工作，必須將三維虛擬技術進行進一步深入運用[2]。

二、三維虛擬技術在古建筑維護中的意義

（一）有利于促進文化傳承工作得到廣泛的傳播

三維虛擬技術的運用為古建筑的保護、研究以及廣泛傳播提供了新的技術支持，增加了對古建筑傳播以及傳承的途徑[3]。我國在很長的一段時間內，都是通過傳統的古建筑維護方式進行相關的維護工作。但是在進行維護的過程中，由于需要提供大量的人力資源和時間，影響了維護工作的進度。隨著技術的進步，通過三維虛擬技術進行古建筑的維護工作，有利于在一定程度上對傳統的古建筑傳播和保護方式進行改善，通過利用數字化的形式，將古建筑的歷史由來及建筑風貌再次展現在人們的眼前，從而使古建筑在虛擬現實之中，有效地得到了永久的保護。通過這種方式，有利于更加便利地對古建筑進行展示，同時也能夠在一定程度上做好宣傳方面的工作，有利于促進館藏文物的增加，從而推動古建筑中文化傳承工作的進一步開展。

（二）有利于進一步的體現出相關的科研價值

我國古建筑在不斷的建設和發展地過程中，由于時間和人為因素的影響，從而導致不同程度的損壞。雖然部分建筑可以通過相應的方式得到有效維修，但是由于不同時期的建筑材料、技術、修復者審美觀念都存在著一定的差異，導致在使用傳統的維修技術進行古建筑的維護工作時出現了一定程度的問題，不利于古建筑修復工作的進一步開展。隨著三維虛擬技術的發展，可以通過相應的方式使得古建筑的修復工作變得更加簡單化，能夠在短時間內還原出古建筑在當年的真實樣貌，從而體現出古建筑的真實價值。同時，利用這種技術進行古建筑的維修工作，可以幫助古建筑研究者在進行相關研究工作時，能夠為其提供直觀的科研價值，從而使古建筑所承載的文化資源得以更加廣泛的研究與挖掘，有利于古建筑的進一步發展[4]。

三、三維虛擬技術在古建筑維護中的應用現狀

（一）基于三維數字技術的全息幾何模型

隨著我國信息技術水平的提升，在進行三維虛擬技術研究的過程中，相關人士是通過三維數字技術的全息幾何模型進行相關研究工作的。并且，其主要的應用方式體現在記錄古建筑生命周期的信息方法。比如石若明等人在進行研究工作過程中，主要以府學胡同36號院作為研究對象進行了相關研究工作，為了保證三維虛擬技術的模型在GIS環境下能夠得到有效共享，將三維虛擬技術的“族”文件進行了建立，進而將通過IFC文件建立的實體模型先轉換為GML文件建立的表面模型，從而順利開展了相關工作。

（二）局部構件信息模型

在使用三維虛擬技術進行古建筑維護工作的過程中，維護人員還通過使用局部構件信息模型進行了相關工作。根據之前相關人員的研究顯示，通過建立古建筑的構件庫框架，進而對古建筑構件的相關參數進行設定工作，利用相關的技術設計構件相應的參數化設計界面，在擁有相應的支撐平臺的前提之下，實現了在其主界面下管理和調用參數化的構件庫，從而完成了相關的工作。但是由于相關因素的限制，相關人員在進行工作的過程中依舊無法有效地建立一個完整、系統的古建筑模型，存在著一定的問題。

古建筑在使用三維虛擬技術進行維護過程中，還使用了整體建筑信息模型和基于BIM的古建筑全生命周期管理及分析這兩種方式的應用，以促進三維虛擬技術的進一步發展。

四、三維虛擬技術在古建筑維護中的應用方式

為了保證我國在進行古建筑維護工作的過程中，促進工作質量的進一步提升，從而推動我國古建筑更好地進行古代文化方面的傳播工作，必須使用三維虛擬技術進行相關工作。而三維虛擬技術在古建筑維護中的應用方式，主要包括了以下幾個方面。

（一）進行文物建筑三維虛擬模型的制作

為了做好古建筑的維護工作，在使用三維虛擬技術進行相關工作之前，必須做好建立和維護三維虛擬技術模型方面的工作。而這工作的開展，主要是根據文物建筑保護方案的要求進行相關工作。通過這種方式進行相關的工作，有利于在一定程度上做好總體團隊維護信息的收集整理方面的工作，從而消除項目中的信息孤島，并且將得到的信息結合三維模型進行整理和儲存，以備項目全過程中項目各相關方隨時能夠得到共享[5]。而在進行文物建筑三維虛擬模型的制作工作的過程中，為了使得所制作的模型符合當前的維護項目現有條件和使用用途，可以使用“分布式”三維虛擬技術模型的方式進行相關工作，從而促進工作的順利開展，使維護人員在進行工作的過程中，能夠及時有效地掌握到古建筑模型的信息，從而使得所開展的工作更加具有效率性。

（二）分析好文物建筑的周邊環境

相關的維修人員在進行古建筑維護工作的過程中，由于周邊的地貌、植被、氣候條件等方面的因素會對制定文物保護措施產生一定的影響，因此必須做好文物建筑周邊環境的分析工作。但是我國在長時間的古建筑維護工作的過程中，都是采用傳統的方式進行相關工作，因此在對相關信息分析的過程中，會受到人為主觀因素的制約，影響工作的開展。但是隨著信息技術的進步，通過使用三維虛擬技術建立相關的信息系統，可以在工作過程中為文物建筑周邊及文物建筑物空間數據進行建模方面的工作，從而從中制定出分析保護和維護方案，有利于更好地幫助我國的古建筑進行維修工作。

（三）做好文物建筑保護可視化的增強工作

隨著信息技術水平的提升，我國古建筑的維護人員在使用三維虛擬技術進行古建筑的維護工作時，為了減少因為缺乏對傳統建筑圖紙的理解能力而造成的交流鴻溝方面的問題，相關人員可以使用相應的三維可視化設計軟件進行相關工作，用以表達和展現文物建筑信息，以保證相關工作有效進行。但是由于相關因素的限制，致使在使用過程中依舊存在著諸多問題，影響工作的開展。因此，必須做好相關改進措施，以促進工作質量的提升。

五、結語

隨著我國信息技術水平的顯著提升，我國在進行古建筑的維護工作的過程中，將三維虛擬技術運用到了相關工作中。通過使用這種方式，有利于進一步的提高文物建筑保護的科學技術水平，促進文物建筑保護全面信息化和現代化，具有巨大的應用價值和廣闊的應用前景，對于我國古建筑維修工作的進一步開展有著極大的促進作用。

[1]鄭華海.BIM技術研究與應用現狀[J].結構工程師，2015，31（4）：233-241.

[2]李艷.成功運用BIM技術于歷史建筑保護的關鍵因素分析[J].海南大學學報自然科學版，2015，33（3）：258-263.

[3]趙景學.BIM技術在文物建筑保護中的應用可能性研究[J].土木建筑工程信息技術，2012，4（1）：43-46.

TU948

A

董慧（1978-），男，本科，無錫科技職業學院，講師，研究方向：三維動畫。