南昌繩金塔數字虛擬還原的方式與價值研究

劉曉華

摘 要 古建筑由于其建造年代久遠，建造材料設計結構不夠先進科學，所以在歷史發展中經歷過風吹雨打、陽光輻射、或者蟲蛀蟻蝕等自然原因不易存留，其次在歷史發展的過程中人文社會也對其造成深刻影響，朝代變遷和戰亂都會對古建筑造成不可復原的傷害，所以數字虛擬還原技術對古建筑的還原極具優勢。文章具體著眼于南昌繩金塔的數字虛擬還原的深刻價值，介紹了將數字虛擬還原技術應用于古建筑修復的新技術手段，并介紹了此技術對繩金塔進行的虛擬還原。

關鍵詞 南昌繩金塔；古建筑還原；虛擬數字還原技術；古建筑保護意義

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）218-0127-02

南昌繩金塔是一座位于江西省南昌市西湖區原南昌進賢門外側的始建于唐代天佑年間的古塔，相傳繩金塔取名緣由是在建塔之前有僧人在此地掘出四匝金繩，驅風、鎮火、降蛟的古劍3把和一個盛有300粒舍利子的金瓶子，后人將在此建的塔稱為繩金塔。因三把寶劍故繩金塔又有“水火既濟，坐鎮江城”的美譽，在南昌地位非常高是南昌的鎮城之寶。屬于中國典型江南建筑風格的繩金塔風景秀麗，歷史悠久至今已有上千年的歷史，是古代中華兒女勞動與智慧的結晶[ 1 ]。

1 南昌繩金塔概括

朱欄青瓦，塔頂有鎏金葫蘆型頂，塔內懸掛銅鈴有傳統宗教色彩，但卻十分樸實。塔身每層都設有通向飛檐的門洞結構，有四面真門洞與假門洞，各門洞形式也各有特色，有月亮門、如意門、火焰門等形式，是典型的江南建筑藝術風格；塔剎高3m，最大內徑1.75m，以樟木為架構鎦金銅皮外釘包裹；塔基為須彌座結構，旋步梯直通塔頂，塔頂可俯瞰湖山千里遠；再下是地宮，地宮是出土古文物最多的地方，也是象征繩金塔與南昌城的寶藏之處。繩金塔整體為磚木結構，一共八面都有飛檐，塔高七層，每層都有樓梯和門結構通向飛檐[ 2 ]。由于歷史悠久見證了太多興盛衰亡所以也經歷過許多風雨滄桑，被多次摧毀又多次重建，從元末明初陳友諒與朱元璋爭奪南昌時繩金塔就受到重創，在明朝建立之后才得到重建；后在清朝康熙年間又由于年久失修再次重建；后在同治年間、乾隆年間、光緒年間都經歷過多次風雨摧殘或意外又重新修建，由于磚木結構易著火和被腐蝕所以需要定期持續地關注與修整。在建國之后，也受到了國家文物局和省、市、區人民政府的重點撥款修復，但是由于繩金塔被蟲蛀、蟻蝕、銹損、油漆脫落、磚石風化等問題得不到根本解決，所以現在社會各界都在思考繩金塔修復和最大程度保留繩金塔的新方法。

2 數字虛擬技術與古建筑還原

利用數字虛擬技術對古建筑進行還原指的是通過電腦和傳感器對古建筑進行一個模擬，是人通過傳感器能夠感受到一個非常逼真的身臨其境的古建筑旅游體驗，具體是利用計算機構造一個三維數字模型系統，用計算機圖形學、圖像處理、多傳感技術和網絡等進行技術創造模擬環境。這種方法自出現以來受到了世界各國的廣泛使用與研究創新。如今，已經有越來越多的古建筑系統被不斷地設計制作出來，制作設計的軟件平臺與硬件設備和展示的硬件設備也都隨著技術的進步不斷更新換代。參加創作設計的人員覆蓋的專業范圍越來越廣泛，從最初只是計算機專業的人員到現在的建筑設計師、藝術家、傳感領域的專家學者和考古界的專業人士都投入到工作之中，齊心協力推動這個嶄新的領域的不斷進步發展。目前虛擬還原古建筑系統已經可以更好地還原出古建筑原貌，但是對于古建筑周圍的環境，還需要渲染技術的突破和大量數據的存儲運算功能的優化，但是能夠完整還原出古建筑內部環境和一些具體細節已經達成了最初的期望和想法，相信隨著技術的發展，虛擬還原出的古建筑系統會越來越逼真。

3 南昌繩金塔數字虛擬還原方式

3.1 虛擬還原流程

對南昌繩金塔的數字模擬還原工作主要分為三個部分，具體的說有前期工作、中期工作和后期工作。前期工作包括對南昌繩金塔的修復內容的項目策劃書，策劃書中應具體描述此次修復工作的具體指導思想與技術規劃，修復的具體過程設計與使用的計算機技術或者其他虛擬現實的手法，并對這些制作手法進行在南昌繩金塔修復中的可行性分析，最后考慮將修復后的南昌繩金塔以什么樣的形式展示出來以及在什么終端通過什么設備進行具體展。中期工作是安排專業考古人員對南昌繩金塔進行實地的現場考察，搜集相關具體繩金塔建筑信息并進行還原分析，然后傳達到技術人員那里對繩金塔進行初步的系統模型的設計與制作，把系統模型的框架建好才能具體還原繩金塔內部細節設計。后期工作主要是對中期工作的改進和優化，進行繩金塔內部的場景貼圖和燈光烘焙等細節處理，最后利用虛擬漫游技術進行交互合成整個繩金塔的虛擬系統，對整體系統進行測試、改進與調整，是整個過程必不可少的一個環節，尤其是對繩金塔整體系統的試用體驗，可以請不同類別的游客進過繩金塔的沒有進過繩金塔的游客進行體驗試用。

3.2 色彩還原技術

除了對系統的整體模擬設計制作之外，對虛擬色彩的修復還原也很重要，計算機中關于虛擬色彩還原的關鍵技術是解決不同類型古建筑原有色彩的數據獲取和處理和修復后的繩金塔內部和整體色彩真實性問題，繩金塔的顏色設計非常具有特色，有朱欄青瓦和墨色的檐角，白凈的內壁和鎏金色的塔頂，各種色彩交錯混雜，在紛亂中又有著整體的統一，是因為這些顏色搭配是符合當時宗教色彩的搭配，使人們能夠領略除了建筑之外的文化。所以對色彩的還原模擬十分重要，需要專業人員對實際色彩進行準確的獲取與遷移，并保證色彩隨整體空間相互關聯，隨著整體空間色系的變化而變化，不同的時間隨著日照的變化塔內的一些色彩也都能夠模擬出細微的變化等。

3.3 三維掃描點云數據

由于技術的局限造成虛擬還原系統的整體數據量十分龐大所以又反過來限制了虛擬還原系統的布局，只能還原出繩金塔內部的具體結構而不能還原出繩金塔的周圍環境，這對繩金塔的還原工作其實是有影響的，因為在繩金塔存在的歷史中，它是與它周圍的景物環境一起生長變化的，都是歷史的見證者。所以為了能夠繼續還原繩金塔的周邊環境我們可以使用最新的三維點掃描云數據技術，這個技術是利用激光對建筑物進行掃描存儲信息然后將所有數據儲存在云空間中，云空間是一個基于計算機之外的數據庫，而不是計算機真真實實的存儲空間中，這樣可以節省計算機自身的空間進行更多的數據運算與處理。除此之外，使用激光掃描的優勢是盡可能對繩金塔內部造成最小的影響，用一種不接觸建筑物的方式得到最多最精確的三維數據，掃描速度還非?？?，數據兼容性高可以被多種軟件進行提取數據與處理運算，方便后續設計。

4 南昌繩金塔數字虛擬還原價值

4.1 文化價值

南昌繩金塔是具有中國古代文化內涵的古建筑，古建筑以其存在的這么多年和經歷過的歷史變化可以向人們證明中國歷史古國的文化內涵，包括中國古代的封建等級制度、宗教迷信色彩、各種社會制度和風俗，以及受封建等級制度源頭的儒家傳統核心內容“禮”所影響的中國古建筑都具有的“中庸”的文化內涵，所謂“中正”之美。一陣風吹過，塔內每層掛著的銅鈴發出不同的音階之聲，七層七音，又表現出古代音韻藝術文化內涵。

4.2 民族價值

南昌繩金塔的虛擬還原對傳承民族精神有著深刻意義，是勞動與智慧并存、自強不息的民族精神的具體體現。特別是南昌繩金塔對南昌附近的甚至江西省的人民都有著特殊的歷史意義，人們通過體驗虛擬還原的繩金塔能夠對其有更加深刻的認識與了解，培養出更加深厚的民族自豪感。

4.3 設計價值

因為南昌繩金塔的建筑風格不同于國外的建筑風格但是也不同于中國其他地區的建筑風格，是屬于南昌特色的古建筑，所以當地人們對其感情更加深厚，修復還原工作對當地人民來說也更加有價值。此外，對南昌繩金塔的模擬修復也是對世界建筑設計行業的重要貢獻，如果不模擬還原出來，很多沒來過的外國人都無法觀賞到如此獨具特色的中國古建筑，通過網絡平臺和展示設備將地區建筑豐富推向世界，將中國特色發揚到世界各國。

5 結論

對南昌繩金塔的數字模擬還原，無論是對于我國民族文化與民族精神的傳承，還是對于世界建筑設計行業來說都是具有深刻歷史意義的。我們相信，隨著時間的發展無論是國內還是國外，未來對古建筑進行虛擬系統還原都是必然的趨勢，面對時代發展的趨勢，我們要把握好時機，加快技術的研究與人才的培養，使我國更多的有價值的古建筑能夠留在世人眼中并被更多的人所看到和觀賞到，這也是提升我國文化軟實力的重點發展方向。

參考文獻

[1]徐蕾.繩金塔：見證古城滄桑巨變[N].南昌日報，2008-10-30（001）.

[2]張恒立.繩金塔的底蘊[J].當代江西，2007（11）：54-55.