數(shù)字技術(shù)在傳統(tǒng)建筑保護(hù)中的應(yīng)用研究

目前，一些傳統(tǒng)建筑因自然風(fēng)化、人為破壞、缺乏有效維護(hù)等因素所影響而日益破損，這在一定程度上就會(huì)給傳統(tǒng)建筑的保護(hù)帶來(lái)較大壓力?；诖?，要想改善現(xiàn)狀，滿(mǎn)足城市發(fā)展需求，當(dāng)務(wù)之急就是要積極運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，不斷加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)建筑的保護(hù)和修繕，如3D掃描、虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字技術(shù)，以此發(fā)揮出傳統(tǒng)古建筑在城市發(fā)展中具有的獨(dú)特文化傳承作用和社會(huì)功能。

一、傳統(tǒng)建筑三維掃描與模型構(gòu)建中的應(yīng)用

3D掃描技術(shù)是傳統(tǒng)建筑保護(hù)中一種比較常見(jiàn)的數(shù)字技術(shù)之一。在具體應(yīng)用時(shí)，主要通過(guò)利用高精度三維激光掃描儀，來(lái)對(duì)古建筑的三維空間信息進(jìn)行獲取和分析，以便在此基礎(chǔ)上生成高精度的三維數(shù)字模型，從而將古建筑的原貌和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)等進(jìn)行全面展示，為后續(xù)修繕設(shè)計(jì)、虛擬展示等提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。例如，黔東南某苗寨有著獨(dú)特的歷史文化淵源，包括苗族文化、傳統(tǒng)文化風(fēng)俗、中國(guó)民間藝術(shù)等，其原生態(tài)的建筑結(jié)構(gòu)不僅層次豐富，繁雜多變，而且還具有一定的藝術(shù)鑒賞價(jià)值和文化傳承意義，很適合數(shù)字技術(shù)介入。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，首先要利用有RTK模塊的無(wú)人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影，對(duì)木質(zhì)吊腳樓建筑群體的整體風(fēng)貌信息進(jìn)行全面收集；其次，單體建筑風(fēng)貌信息要運(yùn)用無(wú)人機(jī)貼近飛行測(cè)量，和圖像拍攝技術(shù)進(jìn)行采集；最后，根據(jù)特征點(diǎn)匹配，運(yùn)用實(shí)景三維重建系統(tǒng)還原黔東南傳統(tǒng)建筑真實(shí)風(fēng)貌，生成完整的建筑模型。

二、傳統(tǒng)建筑形變情況檢測(cè)中的應(yīng)用

數(shù)字技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)古建筑物變形和損壞情況可以進(jìn)行全方位的展現(xiàn)，以此為后續(xù)古建筑修繕措施的合理制定提供可靠的參考依據(jù)，從而最大化提高傳統(tǒng)建筑的保護(hù)效率。例如，在對(duì)某古村落木雕樓建筑物墻體進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過(guò)數(shù)字技術(shù)的有效利用，可以將其墻體表面存有的病害問(wèn)題、平整度、垂直度等充分顯現(xiàn)出來(lái)。在具體應(yīng)用時(shí)，相關(guān)工作人員首要任務(wù)就是要將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 Trimble RealWorks 等數(shù)字處理軟件中，然后再運(yùn)用剪切工具切出待檢測(cè)墻體，并經(jīng)由基準(zhǔn)面擬定、網(wǎng)格設(shè)置、限差設(shè)置等一系列流程后獲得墻體檢測(cè)結(jié)果。最后，還要通過(guò)彩虹圖偏差進(jìn)行分析，以此形成清晰、完整的圖表，這樣才能為后續(xù)建筑修繕工作的開(kāi)展提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支撐。

三、傳統(tǒng)建筑修繕設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

對(duì)于傳統(tǒng)建筑而言，定期的修繕對(duì)于延長(zhǎng)其使用壽命，推動(dòng)古建筑文化傳承等都有著重要的作用。在具體執(zhí)行時(shí)，為了確保修繕?lè)桨冈O(shè)計(jì)的合理性，相關(guān)工作人員可充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。首先，要將3D掃描技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字模型導(dǎo)入到VR系統(tǒng)中，進(jìn)以讓方案設(shè)計(jì)人員更好的觀(guān)察和體驗(yàn)傳統(tǒng)建筑物空間，對(duì)其整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和存在的維修問(wèn)題等予以全面了解，這樣才能有利于修繕?lè)桨傅哪M優(yōu)化，做出完善可行的修繕決策。例如，在修繕某古村木雕樓建筑之前，相關(guān)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就要積極運(yùn)用VR技術(shù)對(duì)各個(gè)建筑單元進(jìn)行沉浸式模擬設(shè)計(jì)。這樣設(shè)計(jì)師就可全面、直觀(guān)的觀(guān)察和分析建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并在虛擬環(huán)境中對(duì)各種修繕?lè)桨傅目尚行哉归_(kāi)仿真測(cè)試,，以此通過(guò)擇優(yōu)選取，制定出更具針對(duì)性與合理性的修繕策略，最大化發(fā)揮木雕樓建筑獨(dú)有的文化傳承作用和社會(huì)功能。另外，在在修繕設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了3D掃描技術(shù)和AR技術(shù)的運(yùn)用，還要重視數(shù)字化建模技術(shù)應(yīng)用的重要性，即利用該數(shù)字技術(shù)對(duì)建筑物的數(shù)字模型進(jìn)行仿真分析，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)不同修繕?lè)桨傅膶?duì)比評(píng)估，確保最終修繕決策的可行性和效果。如在對(duì)某古村木雕樓建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，為提高修繕設(shè)計(jì)效率，工作人員可利用有限元分析法等數(shù)字化手段，對(duì)預(yù)先制定的加固方案進(jìn)行全面模擬，進(jìn)而對(duì)建筑物的整體荷載分布情況及關(guān)鍵構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)等展開(kāi)全方位了解和評(píng)估，這樣才能以此為依據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保修繕效果。

四、傳統(tǒng)建筑虛擬漫游展示中的應(yīng)用

傳統(tǒng)建筑數(shù)字化保護(hù)工作實(shí)施開(kāi)展的前提就是要做好相應(yīng)的展示，即遵循“以展促?！钡脑瓌t，利用適宜的虛擬漫游展示手段來(lái)促進(jìn)傳統(tǒng)建筑的活態(tài)傳承。一般情況下，虛擬漫游展示手段主要分為數(shù)字云虛擬漫游和 VR 虛擬漫游兩種模式。在運(yùn)用時(shí)，必須以點(diǎn)云數(shù)字模型構(gòu)建為基礎(chǔ)，再通過(guò)虛擬引擎和相關(guān)硬件設(shè)備的輔助，才能達(dá)讓游覽人員通過(guò) 3D 實(shí)景漫游了解傳統(tǒng)建筑構(gòu)造、空間布局、風(fēng)貌特色等，從而真正到對(duì)傳統(tǒng)建筑遺產(chǎn)實(shí)體全方位展示的目的。例如，某古村木雕建筑虛擬漫游展示過(guò)程中，相關(guān)工作人員首先要運(yùn)用3D激光掃描技術(shù)構(gòu)建木雕建筑群和單體建筑的點(diǎn)云模型，然后再使用 Scene VR軟件直接導(dǎo)出建筑全景圖，并通過(guò)數(shù)字云軟件對(duì)獲取的全景掃描照片進(jìn)行虛擬漫游制作。這樣游覽人員就可根據(jù)自身需求，通過(guò)虛擬漫游全景掃描圖片就可直觀(guān)的近距離觀(guān)看木雕樓建筑單體的木雕結(jié)構(gòu)或壁畫(huà)紋樣等特點(diǎn)，從而在增強(qiáng)自身體驗(yàn)感的同時(shí)，更好的了解傳統(tǒng)建筑文化，形成良好的古建筑保護(hù)修繕意識(shí)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于傳統(tǒng)建筑遺產(chǎn)保護(hù)工作也提出了較高的要求。為了滿(mǎn)足這種高要求，相關(guān)工作人員就要積極促進(jìn)數(shù)字技術(shù)和傳統(tǒng)建筑保護(hù)修復(fù)工作的有機(jī)結(jié)合，從而通過(guò)在傳統(tǒng)建筑三維掃描和建模以及修繕設(shè)計(jì)、虛擬漫游展示、形變檢測(cè)等方面的應(yīng)用，更好的提高傳統(tǒng)建筑遺產(chǎn)保護(hù)工作效率和質(zhì)量，進(jìn)而為傳統(tǒng)建筑文化的良好傳承打下良好基礎(chǔ)。

文章來(lái)源：  《安徽科技報(bào)》   http://xwlcp.cn/w/qt/35317.html