喀什傳統窗欞數字化保護研究的方法及應用

馬利廣

[摘要]在信息化，智能化的世界里，傳統窗欞的數字化保護勢在必行。通過對窗欞系統的數據采集和分析，利用計算機輔助設計技術，將其依存在形式分為二維，三維，四維數據，實現系統，全面，多角度的數字化保護。并搭載不同平臺應用在宣傳，科教和文化產業領域，為其提供真實，準確，全面的基礎數據。

[關鍵詞]喀什;窗欞;數字化 文章編號：2095—4085（2019）08—0028—03

隨著工業化的不斷發展，新材料，新技術的更新，讓傳統窗欞面臨著嚴峻的考研。經過初步的田野調查發現，隨著傳統民居的消失窗欞也逐漸成為了歷史，當下新建民居中使用的窗欞也被現代材料所取代。由于材料屬性的限制，傳統木雕工藝也無法體現，使其濃厚的中華民族特色和藝術形式也消失殆盡，留下的更多是工業化氣息，因此對傳統窗欞的保護工作就迫在眉睫。傳統窗欞本身承載了多民族文化，是歷史流變的產物，同時也是當地建造技藝的體現。由于它的雙重性就要我們不能停留在表面的保護研究，應該與當下計算機輔助設計技術相結合，全面，準確，深入地開展保護研究工作。

1研究現狀

通過查閱文獻，視頻，網絡資源等數據，了解到國內相關研究主要集中在，從人文社科方面對傳統民居及其門窗進行的研究，基本以論文或者書籍的形式出現。數字化技術在建筑方面的應用主要集中在大型工程方面。如故宮與IBM公司合作，耗資300萬美元開發了故宮的虛擬現實系統，這個項目為推廣故宮的宣傳和文化建設都起到了積極作用。由數字科技有限公司推出的圓明園虛擬現實系統，也使人們得以游覽這座世界著名的皇家園林。以及微軟研究院的兵馬俑，南京大學三峽文化遺產數字化展覽工程等。但是，這些數字技術在傳統民居的保護方面運用的較少。同時在疆內，對傳統民居的數字化保護和傳承上，大部分還是停留在二維的數字圖片階段，沒有系統，全面對其進行采集，整理和互動式的研究。對傳統窗欞的研究就更少了，大多是依附在民居上進行簡單說明。

2研究方法

通過前期開展的基礎研究工作確定研究方向和切入點，結合計算機輔助設計技術的特點和后期應用的要求，應從以下幾個步驟展開研究。

（1）文獻分析 通過梳理國內數字保護相關論文，從中尋找寶貴的材料和經驗，完成研究框架。對傳統窗欞的數字化保護采用重點保護和基因保護，即對于歷史悠久極具代表性的窗欞，采用重點保護。對于相對普通的窗欞提取其中優秀的部分，采用基因保護。同時，要了解當下主流的信息技術，軟件引擎及體驗終端，為后續數據采集和應用做好準備。形成一套切實可行的研究方法。

（2）田野調查 田野調查至少要做三次，首次調查是對實際情況進行摸底，借助攝影器材，對民居整體情況進行圖像采集。并對前期文獻梳理中得到的數據，在調研中進行印證，要發現前期資料與現實民居中窗欞的差別。對初次調研的信息經過篩選后確定重點研究對象，對其進行的命名編碼并制定數字采集的內容和工具。二次調查對選定窗欞進行數據采集，重點在窗欞的尺寸，材料及工，借助三維掃描，激光測繪器材，對典型窗欞進行數字測繪，主要完成平面圖，立面圖及結構分析圖的繪制。此次調研要按照預設內容有序進行，同時要對采集的數據進行編碼管理，以免后期出現尺寸不全，數據混亂而導致無法完成數據分析。比如在進行測繪前用相機記錄門牌號和民居整體效果，并對民居中窗欞進行編號后開始測繪。測繪順序應采用先整體后局部，先尺度后結構的原則展開。三次調查主要針對相應的傳統工藝，走訪當地的老藝人進行重點訪談，可從以下幾點入手，一是窗欞的圖案，造型和色彩的寓意。二是窗欞的結構，材料和工藝的特點。三是傳統窗欞的制作周期和成本。四是傳統窗欞的市場保有量如何，有哪些人群還在使用。五是傳統窗欞和現代塑鋼窗相比優點和缺點是什么。六是當下傳統窗欞的手工藝所面臨的問題，希望從哪些方面給予支持和保護。因為涉及的問題比較專業，在做訪談時要全程錄制，為準確獲取信息做準備。同時還要對窗欞的作坊進行實地考察，記錄其加工的流程和方法。

（3）數據分析與制作 對采集的數據進行初步分析，篩選出有效數據后對其分類整理。按照存在的形態可分為三大類，即二維，三維，四維，并采用相對應的數字技術，對其進行保護性研究。它們呈金字塔關系，二維處在金子底部覆蓋面最廣，內容最豐富。三維處在金字塔中部典型代表，重點表現。四維處在金字塔頂端文化經典，價值極高。

2.1二維數據

二維數據主要包括窗欞的平面圖，立面圖，剖面圖及大樣節點柱等施工圖，以及窗欞的造型樣式，圖案色彩等元素。對于此類數據首先使用手繪草圖將其主要結構和尺寸繪制在圖紙上，并對每個再利用AU-TODESK AUTOCAD，ADOBE PHOTOSHOP及ADOBEILLUSTRATOR等軟件完成數字化轉換，之后通過對數據的分析和對比，找出圖形的特點及色彩使用的規律。窗欞本身是三維幾何體，所以將三維轉化為二維時，要避免透視關系帶人二維圖形。因窗欞是手工制作，又是人工借助儀器測量，所以獲取的數據難免會出現誤差，特別是利用AUTODESK AUTOCAD繪制施工圖時，為了后期更好的二次開發，對于數據的采用可以遵循建筑模數1和四舍五入的原則，同時對于曲線要使用圓弧對其分解繪制，使其更加適應數字信息技術的運行環境。在色彩分析方面，為了保證色彩的本真性，在數字采集時要是用專業色卡，為后期校色打好基礎。同時對不同材質要盡可能的采用正視角度拍攝，為后期制作貼圖做好準備。

2.2三維數據

三維數據主要包括窗欞數字模型及所在空間環境，利用AUTODESK 3 DMAX，AUTODESK AUTO-CAD，AUTODESK MAYA等三維計算機輔助設計軟件完成數字模型的制作。打破二維形式的局限性，能夠更加真實和全面的記錄窗欞空間形態及使用環境。在二維數據的基礎上選擇有代表性傳統窗欞，對其進行三維建模及寫實表現。這里的數字建模不是簡單表現窗欞，還要重點表現結構部件。由于傳統窗欞結構相對復雜，要利用前期田野調查數據及施工圖，對其進行拆解后再完成數字建模。為了數字模型能夠更好的在網絡，移動終端等平臺上運行，建模時要遵循邊建模，邊命名，邊附材質的原則。同時要控制模型的面數，在不失真的前提下盡可能的減少面數。每個窗欞都要完成精模和簡模，以適應不同引擎的要求，擴大數字模型的應用范圍。此外還要提供模型的白模和彩模，以方便后期的查閱和調用。

2.3四維數據

四維數據主要包括施工工藝，建造過程等利用AUTODESK 3DMAX，LUMION，CULT 3D等四維計算輔助設計軟件完成動態的數字化展示，同時要實現人機交互功能。這里的四維是加入了時間維度，實現非線性的剪輯和體驗。主要從三個方面來體現：一是傳統窗欞的空間環境。也就是窗欞是依附于建筑而存在的，在完成窗欞模型的同時還要完成建筑主體的數字模型。這樣能夠讓人們了解到窗欞在現實中存在的狀態，與墻體的結合方法及窗地比等數據信息。二是傳統窗欞的使用方式。在靜態模型的基礎上，加入動畫元素，表現出窗欞的開合方式及角度，同時還要利用動畫的形式將其的加工生產的過程展現出來。三是傳統窗欞的交互體現。在數字模型的基礎上，通過交互引擎實現交互體現。如通過CULT 3D可以將窗欞的每個構件進行拆解和安裝，同時還提供與其相關的歷史背景，制作工藝及裝飾特點等信息。可以根據自己的需要針對性的獲取信息，這樣就大大提高了工作效率，縮短了研究周期。

3應用和推廣

通過數據采集，分析和整理，完成了傳統窗欞的數字化建設。想讓它真正意義上得到保護，就要給它提供生存和發展的土壤，讓傳統窗欞走向市場，在現代社會中生根發芽。主要可以從以下幾點展開。

3.1展示宣傳

要利用各種平臺，借助新媒體新技術，讓中華民族文化最耀眼的精髓快速有效的傳遞給人們。使更多的人了解和認識的到中華民族的本真性，使其成為爭奪意識形態陣地的一把利器。同時還能增強中華民族自豪感和認同感，提升民族凝聚力，為社會穩定，長治久安做出貢獻。

3.2教育科研

將傳統窗欞的研究成果引入到教學當中，幫助學生認識什么是中華民族文化。數字化保護形式，給傳統窗欞注入了現代科技的特征，使其更具時代性和主動性，更加容易被學生接受，從而引導學生形成正確的人生觀，世界觀，價值觀。此外傳統窗欞的數據庫，為科學研究提供了基礎數據，利用數據管理系統，能夠讓學者快速有效的獲取相關信息，并能實現數據橫向和縱向對比研究，大大提高了科研的工作效率。

3.3文化產業

文化創意產業一直是當下熱議的問題，所涉及的領域比較寬廣。宣揚中華傳統民族文化，促進國家軟實力建設。想要做好文化創意產業，首當其沖就是挖掘優秀的中華傳統民族文化。傳統窗欞的數字化保護研究，正好為文化產業提供了資源支持。不同文化領域可以利用這些資源，結合市場進行二次開發，衍生出不同的文化產品。如使用UNITY游戲引擎讓本土建筑文化，以游戲的形式出現在受眾面前，能引起更多人的關注。

4結語

綜上所述，隨著信息技術的不斷發展，網絡，手機平臺等新媒體已經成為了人們生活中必不可缺的通訊手段和獲取知識的有效途徑。因而要將新媒體技術引入進來，對傳統窗欞進行更好的保護和傳承。特別是使用網絡交互軟件來實現對建筑構件如門窗，梁柱等進行可拆解的數字化保護，讓受眾更加直觀和真實的體驗工藝流程和制作方法。將這些傳統的建筑藝術，引入到設計基礎課的教學中，在豐富教學內容的同時，也能更好促進對中華傳統文化的吸收和凝練，能讓更多的人去了解和認識到中華民族文化的瑰寶。