數字技術在武漢里份建筑傳保護與傳承中的應用探索

劉 星

（武昌理工學院藝術設計學院，湖北武漢 430223）

隨著城市發展，城市中的典型建筑必然會經歷衰落乃至消亡的命運。民居作為不同地區人類棲居場所，實際上既承載了城市發展的歷史、保留了人類適應自然的痕跡，又孕育了人類特定階段的文化。可以說是人類物質與非物質文化遺產的雙料寶庫。近年來我國不斷加大對于各地傳統民居的保護力度，從政策以及政府工作層面來看，傳統民居保護工作已經提升到了刻不容緩的高度。

1 武漢里份民居建筑保護與傳承的相關工作進展

居住區特別是傳統居住區作為城市居民生活方式的載體，應該代表一個城市、代表一個階層去思考更新和改造的問題，居住環境和居住品味的定位實際上是城市價值的導向。系統重疊和可持續發展的人類住區規劃、精心建設優越的生活環境，會迅速增強該區域的價值，使該地區的居住風格多元化以及復合的人居理念來引導武漢城市文化的復興。里份民居屬于傳統街區，是有著悠久的建造歷史，空間富有地域文化特色，管理比較開放，鄰里關系密切，守望相助、富有人情味的城市居住區。居住在傳統街區的居民，多為低收入人群和老年人，在物質社會高度豐裕的今天，關注社會弱勢群體，關注社會弱勢群體的生活逐漸成為社會共識。在里份這樣的傳統居住區內，居民對居住更新的要求更為迫切與廣泛。

2 典型里份“輔堂里”民居建筑現狀分析

漢口輔堂里就是武漢典型的里份建筑群之一。位于漢口中山大道西北側的友益街和車站路上，原法租界北端的輔堂街。其北為京漢街，南為友益街，其東為車站路，其西毗鄰新成里。輔堂里現有住宅102棟，占地2187㎡。目前整體格局保存較好，居住環境外鬧內靜。內部是純住宅，大部分沒有獨立衛生間。整體居住環境相對簡單，居住密度較高。總體布局呈規整長方形，是典型的主次巷型結構的里份住宅。輔堂里建筑為單元聯排式布局，形成大門入口—前天井—堂屋—后天井—廚房—后門的空間序列。為了適應武漢冬冷夏熱的氣候和地形狹長等特點，采用了“小開間、大進深、高天井”的單體建筑形式。輔堂里具有一般里份住宅的特點，也是將傳統民居的“四合院”環境核心與近代西方住宅的“聯排”環境相融合，演變為“中西結合”的近代早期風格的居住環境。在調研中發現，里份中常有門不閉戶之情況，居住安全性較高。石門、木窗、磚檐口、木欄桿的細部處理上簡潔明了，墻面水泥砂漿粉刷，體現了早期漢口租界建筑的傳統特色。輔堂里有鮮明的人文特色，除了日常外出以外，居民經常在巷道里進行各種社交活動如聊天、喝茶、打麻將、下棋等。

3 以“輔堂里”為研究對象的歷史建筑數字化保護策略

3.1 信息收集、處理和數據庫建立

輔堂里建筑群的虛擬復原過程，首先通過調研和走訪收集歷史文獻，確定整個建筑群在城市總體布局中的定位和周邊環境；其次研究組群中單體建筑的規模、形制，參考該地區相同或相近時期建筑的做法，來確定建筑使用的模數尺寸；再次確定建筑構造；最后，根據現場測繪的數據和已有研究資料繪制平、立、剖面圖及三位空間模型，制圖成果包括可視化建筑從基礎到屋頂的生成過程，各個環節的虛擬復原都能清晰的表達，以數字化的方式存儲準確完整的輔堂里建筑的信息數據。

3.2 三維激光掃描儀的運用

三維激光掃描技術能夠有效地采集空間數據，能夠準確、快速地獲取反映客觀事物實時動態變化和真實形態特征的數據信息。由于歷史建筑的形制和結構的復雜性和多樣性，傳統測量方法的局限性導致對歷史建筑特征的獲取不夠準確和詳細，以三維激光掃描技術為代表的先進測繪儀器恰恰彌補了這些不足。將三維激光掃描系統應用于歷史建筑的調查研究，將其與傳統測量技術相結合，相互補充，提出一種以“采集—分類—建模”為驅動的差分迭代測量建模技術，極大地提高了歷史建筑測量建模的精度。

3.3 虛擬仿真復原

虛擬仿真復原利用數字技術，在數據提取和數字化得到的原始數據信息的基礎上，系統地建立三維空間模型，能夠全方位、多層次地展示歷史建筑形態，在輔堂里虛擬復原研究中，模型的建構分為四個部分：

（1）復原建筑構件。單體建筑包含大量的構件，如結構、構造和裝飾構件等。它們有機地結合在一起，形成了單體建筑的內部框架體系和表面特征。

（2）復原建筑整體。將每一個組成部分和每一個構件進行整合來呈現建筑單元的整體形象。

（3）復原建筑組群整體。根據測繪的總體布局，結合建筑單體，運用附屬院墻、道路等，完成整個院落的復原模型。

（4）復原周邊環境。在構建模型基礎上，能夠顯示不同的視角，為了達到視覺藝術效果，可以在畫面輸出前對模型進行虛擬氛圍調整。建筑群體的周邊環境，如水體、植物等，根據歷史檔案、資料、建筑判斷等作為整體原貌進行建模，作為建筑復原的環境要素。

3.4 環境氛圍渲染及數據信息后期處理

構建的虛擬模型利用3DMAX和VR中的材質編輯器進行復合材質與貼圖，將模型的色彩和紋理經過處理，增強建筑群體的空間藝術感。建筑模型的材質來源，可以是實物照片的提取，以恢復歷史原貌為標準。設置色彩和材質，能夠體現輔堂里建筑細節的裝飾，以及建筑群體的和諧統一。虛擬復原的數據信息成果主要有：應用CAD技術獲取的圖紙文件；應用Sketchup技術構建三維模型文件；掃描和模型渲染得到的圖像文件；以及Lumion技術渲染的動畫視頻。部分成果應用PhotoShop軟件和它強大的濾鏡功能來調整效果。最后，匯總、收集、分類、存儲這些數據和信息，以便將來提取應用。

4 結語

經過多年的洗禮，城市中的歷史建筑已不同程度地遭到破壞或變成廢墟。通過數字化技術，對歷史建筑實體本身、各類歷史材料及其他相關信息材料進行了一系列標準化的收集、處理、存儲和展示等。將歷史建筑的演變過程進行有序梳理和傳承，汲取建筑遺產不斷被破壞的慘痛歷史教訓，還原和延續城市的歷史脈絡，豐富武漢城市的圖形和歷史材料。此外，通過歷史建筑信息模型和歷史資料知識庫，可以為其他歷史建筑保護、修復、開發、研究等項目提供有價值的參考。讓數字保護技術在建筑遺產保護研究中得到廣泛的應用。在繼承和發展前人研究成果的過程中，我們應該運用更加豐富的手段對歷史建筑進行立體、形象化保護傳承，使其為更多的人所熟悉和認可。具體來說，通過對武漢“輔堂里”數字保護研究，追溯老漢口的歷史，并從建筑文化的角度展現老漢口的社會風貌和歷史文化。

現在基于數字技術的歷史建筑保護研究以VR虛擬現實、3DMAX技術為代表，正朝著信息數字化、集約化、智能化的方向發展。但總體而言，數字技術在歷史建筑保護中的應用水平還不高，未來將會有更多的發展空間和潛力。同時，數字保護的諸多成果也可以激發更多的人對歷史建筑及相關傳統文化產生興趣，形成自覺保護歷史文化遺產的意識。