古代建筑實體模型制作對古代建筑虛擬還原教學的影響

【摘 要】古代建筑虛擬還原是研究古代建筑重要的技術手段，隨著科技的發(fā)展和技術的進步，古代建筑的虛擬還原研究正在由外而內的不斷深入，僅靠實地采風與資料查閱已經遠遠不能滿足教學的需要，這就需要實體模型的制作來驗證相關資料。論文從四個方面分析了古代建筑實體模型的制作對虛擬還原課程教學的影響，實體模型的制作有助于理解建筑的內部結構、整理和歸納建造工藝、鍛煉學生的創(chuàng)作心態(tài)以及豐富三維建筑模型細節(jié)，對古代建筑虛擬還原教學而言，實體模型的制作是一個夯實基礎的重要過程，加大加強建筑景觀動畫專業(yè)的實體模型制作課程，必然會對虛擬還原課程的教學產生深遠的影響。

【關鍵詞】古代建筑；實體模型；虛擬還原

目前，古建筑研究越來越多的借助于三維動畫技術，隨著三維動畫技術的飛速發(fā)展，已經不僅僅可以在三維虛擬空間中復現(xiàn)建筑物的外形，甚至可以自由的拆分組合研究古代建筑的內部結構，極大的便利了教學與科研。但是，基于三維設計軟件而發(fā)展出的虛擬還原技術在課堂教學中卻有著極大的弊端，學生在對古代建筑進行三維模型的搭建過程中，過分的注重了建筑物的外在形態(tài)，對彩繪、雕花、瓦當?shù)冉ㄖ耐獠考毠?jié)精益求精的制作，卻對建筑的內部結構和制作工藝不求甚解，極大的降低了虛擬還原項目的學術價值。

研究古代建筑的內部結構與制作工藝，僅靠紙面上的理論資料是遠遠不夠的，它需要“理論教學”與“實踐驗證”兩方面的結合。在進行古代建筑的虛擬還原之前，最佳的方案即是通過實體模型的制作來驗證古代建筑相關資料的正確性，并將這一過程中所得的經驗應用于古代建筑三維模型制作中，提高古代建筑虛擬還原項目的學術價值與科研價值。通過實際的教學實踐，建筑景觀動畫專業(yè)方向的學生進行實體模型制作對教學主要會產生以下四個方面的影響：

一、通過實體模型的制作學生可以更好理解建筑的內部結構

在古建筑虛擬還原項目中，因為客觀條件的限制，學生在采風時，往往只能采集到建筑的外在形態(tài)，如建筑的整體外形、門窗雕花、壁畫彩繪等等。在模型制作中，虛擬的三維空間可以無視空間法則的穿插組合也變相縱容了學生，使得學生只關注建筑物的外表，使得三維建筑模型徒有其表。

近幾年，建筑景觀專業(yè)方向的教師注意到了古代建筑內部結構不明確對實際項目制作的影響，開始針對性加強這方面課程的理論學習，然而，僅僅依靠生澀的理論學習并不足以讓學生完全的理解古代建筑的內部結構，枯燥的理論學習有時候反而會進一步抵消學生的學習熱情。例如，古代建筑的斗拱，既是建筑承重的組成部分又是古代建筑彩繪藝術的精華所在，歷來是學習的重點?？墒菍W生在進行古代建筑模型制作時卻很少有按照斗拱各個部件的實際樣式進行制作，因為斗拱在整個建筑物中屬于內部構架，其外漏的部分有著大量的裝飾雕刻與彩繪，觀眾的觀察點很容易被引導到其他的方面。同時，三維虛擬空間中，模型可以自由穿插的特點也被學生所利用，學生只需要制作好外部形狀就可以組合出一個看起來很精致的斗拱，從而達到以假亂真的效果。

而進行實體的古代建筑模型制作，則很難規(guī)避開建筑的內部結構，它是一個從內而外的建造過程。學生從一開始就要理解和消化所有的建筑細節(jié)，如果某一個部件的形體不準確，結構不對就很難組合到一起。實體建筑模型的制作會強化學生對于建筑結構的學習，最終學生對這些結構的理解也會應用到三維虛擬模型制作中。

二、古建筑的實體模型是對建造工藝的整理歸納研究過程

古代建筑的魅力并不僅僅停留在表面，工匠的建造工藝同樣有著極高的藝術價值，在沒有螺絲和不使用鐵釘?shù)墓糯?，工匠僅靠榫卯結構即可完成整個建筑的組合，任何一個研究古代建筑的人都會對工匠的建造技藝嘆為觀止。在對建筑遺跡進行虛擬還原時，既需要還原建筑的外觀，也需要對建造工藝進行保護性的發(fā)掘。

然而，雖然有著《營造法則》（宋代）和《工程做法則例》（清代）的官方建筑文獻，但是在地方上，古代建筑工匠技藝的傳承更多的是靠師徒關系中的言傳身教，加之古代計量單位的偏差以及圖例透視關系的混亂，在參照資料制作建筑模型部件時，經常會出現(xiàn)無法扣合的現(xiàn)象。因此對實體建筑部件的加工過程，實際上是一個不斷糾錯的過程，可以驗證建筑資料中的結構是否正確，進而反推出最接近古代實際情況的建造工藝。

三、通過實際模型的制作可以極大的鍛煉學生嚴謹與務實的創(chuàng)作心態(tài)

當代藝術設計相關專業(yè)的學生最大的問題，就是沒有精益求精的學習與創(chuàng)作心態(tài)，這也與當前社會浮躁的大環(huán)境有關。建筑景觀動畫專業(yè)方向的學生在四年的學習生活中，大部分的作業(yè)都是依靠電腦來完成，在三維軟件中對建筑進行虛擬還原，一切都來得過于簡單的和直接。

在現(xiàn)實世界中，任何可以用的建造材料都是諸多制造工藝的結晶。以一塊簡單的木板為例，它需要選材、切割、拼接、打磨拋光等等多個步驟，在考究的古代建筑中，甚至對木紋的肌理都有著嚴格要求，經常出現(xiàn)到了最后打磨階段發(fā)現(xiàn)沙眼、結巴等問題而返工重做的情況，這些都是在虛擬空間中不可能出現(xiàn)的狀況，在三維設計軟件中，僅需要一個BOX模型外加一張木紋材質貼圖就可以完成一張完全標準的木板，過于快速便捷的制作過程，學生會產生得“看上去不錯”、“大概也就這樣”的自我暗示。但是，所有的部件的“大概”和“差不多”，最終組合而成的三維建筑模型就會嚴重失真，比例上會出現(xiàn)極大的偏差，歸根結底，就是學生沒有一個嚴謹與務實的創(chuàng)作心態(tài)。

因此，在進行古代建筑三維模型制作前，學生需要進行長時間的實體模型制作練習。一方面，可以很好的夯實古代建筑內部結構的理論知識，制作過程就是一個理論、實踐的轉換過程；另一方面，在三維虛擬空間中，只要數(shù)值準確既可以保證模型的契合，但是現(xiàn)實世界的模型制作中，半個毫米的誤差都可能會導致整個結構的偏差，甚至于在很多時候，一個沒有打磨干凈的毛刺都會影響到結構的組合。通過手工模型訓練的學生，可以鍛煉出嚴謹務實的制作態(tài)度，有利于后續(xù)課程的教學。

四、通過實體模型的制作可以讓學生關注古建筑的細節(jié)，有效的緩解三維建筑模型的不真實感

在三維虛擬空間中的建筑物為什么總會感覺特別新，就是因為在虛擬空間中完全不需要考慮建筑材料，既不需要考慮材料的質地，也不需要考慮材料的加工。因此，制作出來的模型過于完美，沒有任何瑕疵，也必然會產生不真實感。

舉例來說，古代建筑中橫梁都會選擇質地堅硬的木材，在自然界中任何一種木材都無法保證百分百的直立，會有自然的節(jié)疤和一定弧度，因此橫梁木的選擇更多是在相互妥協(xié)，只要加工后能夠滿足需要即可使用。而在三維虛擬空間中完全不存在這些問題，簡單的參數(shù)設定就會獲得一根完美的橫梁木。事實上，恰恰是因為虛擬空間的過分完美才造成了三維建筑模型的不完美。古代建筑的魅力所在正是古代工匠在有限的條件下最大化的展示建筑美學。

通過實體模型的制作，學生既可以有效的認識到真實感恰恰是通過部分瑕疵與不完美換來的，加工實體模型的素材不可能百分百的滿足實際需要，需要學生打磨加工后方可使用，這也與古代建筑的實際建造情況相符合。同時，隨著時間的推移，現(xiàn)存于世的古代建筑都會出現(xiàn)很多自然風化與磨損的細節(jié)，例如，為什么很多舊房子的屋頂會呈現(xiàn)下弧形？因為隨著時間推移會因為重力因素而自然的下垂彎曲；為什么舊房子漆面的顏色上面會比較新而下面會比較舊？因為屋檐會遮擋陽光；為什么墻壁接近地面的部分會偏綠？因為土木結構的古代建筑接近地面部分濕氣比較大，會生青苔。這些古代建筑的細節(jié)部分學生在制作實體模型的部分就會自然而然的發(fā)現(xiàn)。

綜上所述，在教學手段與多媒體技術高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的教學過程非但不應該減少反而應該逐步加強。新型的三維虛擬還原技術只是極大的便利和縮短了調查研究與應用推廣之間的距離，讓人們可以足不出戶的查閱和觀看自己想要的信息，卻不能成為教學工作者全盤接受而不實際驗證的借口。通過實體建筑模型的制作可以讓學生自行驗證理論知識正確與否，親自動手來感受古代工匠制作的艱辛，可以有效的鍛煉學生嚴謹務實的創(chuàng)作態(tài)度，為古代建筑虛擬還原的教學打下一個堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 吳良墉.廣義建筑學[M]. 北京：清華大學出版社，1989.

[2] 田永復. 中國園林建筑構造設計[M].北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] 彭一剛. 中國古典園林分析.北京： 中國建筑工業(yè)出版社，1986-1-4（5）.

（作者單位：云南藝術學院文華學院）