有连云2024年11月14日发布:看过来！古建保护如何云上“破次元”？

多年来，由于自然灾害、保护措施不完善和人为破坏等诸多因素，历史建筑正遭受着持续的损坏。同时，建筑遗产的开发利用与文化旅游资源的保护之间的矛盾也逐渐突显。时间具有不可逆性，不同的历史建筑有其不同的性格特征，建筑本体的体量关系、结构特征和材质纹理，以及建筑现象背后所蕴含的艺术特色、人文思想和社会表现，这些都赋予了古建筑物十分重要的意义。

面对古建筑等历史遗迹，我们如何解决损坏严重、修缮困难等诸多难题？如何协调社会各方推进行之有效的保护措施？如何借助数字化技术赋能文化遗产保护？

在故宫进行消防演练时的消防机器人

图源：新华社

随着数字化技术水平提升，将现代数字化科技手段应用于历史建筑物的复原和修缮，建筑遗址所蕴含的多样化信息作进一步保存、诠释和展现，已是一种趋势。

这种方式不仅可以降低后期维护的成本和难度，还可以减少在实际活动中对历史建筑的人为破坏，最大程度地保护古代建筑物的历史价值和文化价值。当代数字化技术与建筑文化遗产保护之间的联系日渐密切。

《威尼斯宪章》中曾声明：“历史建筑的保护和修缮，必须依据所有能为建筑遗产研究和保护支撑的科学和技术”。建筑遗产保护修复需要权衡人文艺术与科学技术，越来越多的科学技术为更好地完善古建筑保护机制提供了助力。

在建筑文化遗产保护形势日益严峻的情况下，世界多国对于数字化技术在建筑遗产保护领域的研究，已形成了不少的案例。

巴黎圣母院、敦煌莫高窟、圆明园……

古建筑“上云”成趋势

法国巴黎圣母院是天主教教堂、哥特建筑代表作，更是法兰西乃至欧洲文明的象征。然而，2019年突发的一场大火，将教堂顶部大部分木质结构烧毁，具有象征意义的尖塔也在火中倒塌。所幸，最先进的技术被应用到前期拯救行动中，也在此后的修复工作中持续扮演着极为重要的角色。

火灾发生不久，多架配备摄像头的无人机就将空中观测到的图像传送到消防队总部，以实时了解教堂损毁情况及大火蔓延的实况。据了解，在无人机的协助下，消防队及时将工作重点聚焦到对两座钟塔的救援上，避免火灾引发进一步大范围坍塌。在火灾后的几天里，无人机和机器人分别从外部和内部拍摄大教堂受损图像，人们得以3D形式绘制出圣母院的最新状况。

图源：新华社

为了协调在现场同时实施的各类修复作业，巴黎圣母院重建团队创建了一套高效的建筑信息模型，应用三维、实时、动态的模型，将教堂的几何、空间、地理、各种建筑组件的性质及工料等各方面信息涵盖其中。

坐落在巴黎的凡尔赛宫被誉为世界五大宫殿之一。进入凡尔赛宫参观，游客可以下载一个包括11种语言的手机软件，实时更新所处位置，还能通过图片和视频讲解参观这座“法兰西式”的大花园。

图源：凡尔赛宫官网

通过虚拟现实技术，游客们从不同角度深入观察房间内部结构、艺术品、家具等。在这片虚拟空间内，游客可以查看并随意移动这些家具和艺术品，甚至在镜厅虚拟参加路易十五组织的盛装舞会。

图源：新华网

同法国一样，近年来中国在古建筑保护与修复中越来越多地使用三维全景、虚拟现实等数字技术，一方面拉近人们同历史和艺术的距离，另一方面为古建筑保护利用与修复带来更多便利和可能。

位于中国甘肃的敦煌莫高窟，是华夏文化的基因库，汇四方文化之瑰宝。早在上世纪90年代，敦煌研究院就提出“数字敦煌”构想。截至2022年底，敦煌研究院已完成289个洞窟数字化摄影采集，178个洞窟图像处理，45身彩塑、140个洞窟、7处大遗址三维重建，162个洞窟全景漫游节目制作，5万余张档案底片的数字化。

2022年，“数字敦煌”入选世界互联网大会“携手构建网络空间命运共同体”精品案例。

图源：人民网

精美绝伦的壁画，栩栩如生的彩塑，翩跹起舞的飞天……走进敦煌，游客在虚拟的AR内容中和九色鹿合影，与飞天互动，“窟内文物窟外看”是怎么实现的？既要满足游客对敦煌壁画的认识和了解，又要最大限度保护好文物，减少人类活动对壁画的伤害，如何平衡这一矛盾？

图源：“云游敦煌”小程序

对敦煌壁画进行采集、拼接图像的数字化过程并不简单。相关人员进入小小的洞窟，动手组装仪器、铺设轨道，腾挪都在方寸间，既要保证拍摄精度，还要避免伤害壁画。采集不易，拼接更难。每张照片都是某个局部，要拼接出完整的壁画，都是人工盯着屏幕一点点修正，拼接误差需要控制在毫米间，人物的根根发丝也要“无缝对接”。

图源：新华社

2020年初，敦煌景区暂停开放，敦煌研究院等单位在3个星期内上线“云游敦煌”小程序。基于敦煌研究院多年数字化海量资源及敦煌学研究积累，全球首个基于区块链的数字文化遗产开放共享平台——“数字敦煌·开放素材库”于2022年12月上线。通过该平台，全球学者、文化爱好者、艺术创意者，可以获取来自敦煌莫高窟、西千佛洞、瓜州榆林窟、天水麦积山石窟、永靖炳灵寺石窟、庆阳北石窟等石窟遗址，及敦煌藏经洞文献的6500余份高清数字资源档案。

图源：“数字敦煌·开放素材库”网站

面对圆明园的断壁残垣，中国北京理工大学“数字圆明园”创作团队，采用了户外AR关键技术，以虚拟景象叠加在真实场景之上从而实现虚拟重构的方式，对圆明园进行了数字化修复。通过头盔显示器（HDM）可穿戴式增强现实系统，及用户通过可穿戴设备观察场景，并且在一定范围内自由行走，可以“看”到并体验到圆明园建筑信息三维可视化呈现的效果。