寧波保國寺古建筑虛擬現(xiàn)實表現(xiàn)的應(yīng)用

摘 要：浙江省寧波市保國寺，始建于東漢，唐代被毀，后重修并賜名保國寺。保國寺是江南最早的木構(gòu)架建筑，并且較為完整地保留了宋代木結(jié)構(gòu)遺存。為后世的復(fù)原研究以及古代木構(gòu)架建筑的探究有著重要意義?？墒窃诂F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的今天，計算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，虛擬現(xiàn)實行業(yè)在全球迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)被廣泛運(yùn)用于教育、工業(yè)、旅游、城市規(guī)劃、軍事仿真、展覽展示等領(lǐng)域，然而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)手法保存下來對保國寺的參考資料并不全面。這使得我們有必要運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和建筑動畫技術(shù)來更加廣泛和深入地保存文物資料。三維虛擬數(shù)字化技術(shù)的復(fù)原以及運(yùn)用鏡頭方向的運(yùn)動形成一整套動畫的研究形式，必然會成為建筑動畫需要創(chuàng)新的一個學(xué)術(shù)目標(biāo)。通過三維虛擬技術(shù)來表現(xiàn)保國寺并且制作出一部相關(guān)的古建建筑動畫短片，通過動畫制作效果，可以使人們對保國寺有更進(jìn)一步的了解，以及對保國寺有更加直觀的感受。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今天，可以通過三維虛擬技術(shù)更好地表現(xiàn)古建筑，并且可以通過數(shù)字化的形式更加完好地保存古建筑，使人們可以通過虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來參觀和欣賞古建筑的魅力。

關(guān)鍵詞：保國寺；古建；建筑動畫；虛擬現(xiàn)實

保國寺位于浙江省寧波市西北之靈山，其前身靈山寺始創(chuàng)于東漢，唐武宗會昌滅法時被毀，此后35年的唐光明元年（880），寧波國寧寺僧上書朝廷，請求復(fù)寺，獲準(zhǔn)并賜保國寺寺名。保國寺是江南遺存年代最早的木構(gòu)建筑，并且其主體宋構(gòu)部分形制保存尚為完整。作為江南地區(qū)唯一的北宋木構(gòu)遺存，保國寺具有重要的研究價值，尤其對于探究中國江南早期木構(gòu)技術(shù)具有重要意義。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在文物保護(hù)方面也有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，埃及的金字塔就是通過在網(wǎng)絡(luò)上的體驗中心，運(yùn)用了全景虛擬技術(shù)和三維虛擬技術(shù)，而且中視典數(shù)字科技公司已經(jīng)成功運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對北京故宮進(jìn)行整體的數(shù)字化虛擬，以上這些例子都是說明虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運(yùn)用越來越廣泛。

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，虛擬現(xiàn)實行業(yè)在全球迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)被廣泛運(yùn)用于教育、工業(yè)、旅游、城市規(guī)劃、軍事仿真、展覽展示等領(lǐng)域。從而隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑動畫方面運(yùn)用的越來越廣泛和勘察的深入以及研究的深化，三維虛擬數(shù)字化技術(shù)的復(fù)原以及運(yùn)用鏡頭方向的運(yùn)動形成一整套動畫的研究形式必然成為建筑動畫需要創(chuàng)新的一個學(xué)術(shù)目標(biāo)。

通過三維虛擬技術(shù)來表現(xiàn)保國寺并且制作出一部相關(guān)的古建建筑動畫短片。虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是以人的視角向我們展現(xiàn)出全方位多角度的寧波保國寺，通過三維虛擬技術(shù)的應(yīng)用來制作動畫效果，從而可以使得人們對保國寺進(jìn)行全方位多角度的展現(xiàn)，運(yùn)用人的視角更加全面的展示，讓人有身臨其境之感，給人以更加直觀的感受。在網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)發(fā)達(dá)的今天，可以通過三維虛擬技術(shù)更好地表現(xiàn)古建筑，并且可以通過數(shù)字化的形式更加完好地保存古建筑，使人們可以通過虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來參觀和欣賞古建筑的魅力，這也是人類社會進(jìn)步的需要。

在中國建筑史上，南方的北宋建筑有著重要意義。保國寺作為江南現(xiàn)存唯一的北宋木構(gòu)架建筑，其早期的時代性與獨特的地域性特征，成為宋代建筑研究不可缺少的對象和內(nèi)容。在技術(shù)的獨特性方面，保國寺作為早期江南建筑的木構(gòu)實例，具有承上啟下的技術(shù)特征。保國寺在年代上，距吳越國滅亡僅35年，故其技術(shù)上和施工工藝等諸多方面，仍然保有吳越建筑的基本特點。

保國寺自身形制與技術(shù)特點，也決定了其在江南宋代建筑技術(shù)發(fā)展進(jìn)程上，具有相應(yīng)的地位。北宋官頒《營造法式》中江南技術(shù)因素與保國寺形制的相合，也間接證明了保國寺形制與技術(shù)上的獨特性。

在地位的獨特性方面：保國寺是一座保存較為完好的古代木構(gòu)架結(jié)構(gòu)的建筑，它比較完好地保留了建造時的建筑形制和構(gòu)件，不少作法能與《營造法式》的規(guī)定以及同時代建筑作法相印證，而且能為進(jìn)一步說明《營造法式》中的某些制度源自南方提供了佐證。同時，寧波保國寺大殿具有鮮明的地方特色，有些作法保留并影響到元代建筑，成為江浙地區(qū)慣用的建筑手法，從而為我們?nèi)嫜芯抗糯ㄖ?、深入探討《營造法式》提供了難得的實物例證，這也正是研究保國寺大殿的主要意義。

在地域的獨特性方面：建于11世紀(jì)初的保國寺，是江南現(xiàn)存最早的木作遺構(gòu)，也是江南現(xiàn)存唯一的北宋木構(gòu)建筑。相比較北方而言，南方早期木構(gòu)所存極少，這與南方地區(qū)潮濕多雨、蟲蛀蟻蠢，存之不易相關(guān)，故現(xiàn)存唐宋木作遺構(gòu)絕大多數(shù)保存在北方地區(qū)。因而，保國寺作為江南宋初遺構(gòu)，尤為珍貴。

保國寺體現(xiàn)的歷史價值：保國寺天花裝修集平棊（qi）、平闇（an）、藻井于一身，不僅在宋代建筑中，而且在早期《營造法式》成書以前的建筑中也是僅存的一例。

保國寺體現(xiàn)的藝術(shù)價值：保國寺集唐、宋、明、清等各歷史時期建筑于一體，前檐柱與前內(nèi)柱之間的空間放寬、同時在天花部分作裝修，以強(qiáng)化這里與中部、后部的不同功能，對于室內(nèi)空間明確使用功能的區(qū)分，從建筑設(shè)計的角度來衡量，是室內(nèi)空間設(shè)計水平最高的一例。

保國寺體現(xiàn)的科學(xué)價值：代表11世紀(jì)初最先進(jìn)的木結(jié)構(gòu)技術(shù)，成為產(chǎn)生中國優(yōu)秀建筑典籍的基礎(chǔ)?！稜I造法式》所吸收的保國寺大殿建造技術(shù)中有些不但指導(dǎo)著中國木構(gòu)建筑的發(fā)展，而且在世界科學(xué)史上也閃爍著光輝。

基于以上幾點，我們對保國寺的獨特性和價值性進(jìn)行了全面的分析，采用現(xiàn)代化的科技手段，來再現(xiàn)保國寺的歷史文化和建筑技法，形成一個完整的現(xiàn)代化的保國寺資料。

保國寺集唐代、宋代、明代、清代等各朝各代的建筑特色于一身，并且擁有著重要的文化歷史價值和文物保護(hù)價值。同時它又是建筑工藝與藝術(shù)的完美結(jié)合，是重要的歷史和文化載體，所以我們保護(hù)好古建筑就是保存歷史，更是保護(hù)我們自己。隨著社會發(fā)展和高科技發(fā)達(dá)的今天，我們必須探尋多元化的保護(hù)之路，然而其中數(shù)字化的保護(hù)就是新思想、新方式的體現(xiàn)。我們要運(yùn)用多種學(xué)科對于古建筑保護(hù)的方式和現(xiàn)代化的技術(shù)和手段，來對于中國古代建筑進(jìn)行保護(hù)和保存。

中國古代建筑文物的保護(hù)和再現(xiàn)及虛擬技術(shù)的運(yùn)用對于社會發(fā)展具有很高的藝術(shù)價值和科學(xué)價值，也是對于新建筑設(shè)計和未來創(chuàng)作的重要參考資料。出于對古建筑的保護(hù)和發(fā)揚(yáng)，可采用現(xiàn)代化的技術(shù)將其完整地保留與研究。然而這些歷史悠久的稀少的古建筑文化遺產(chǎn)依然受到蟲蛀、風(fēng)雨侵蝕、地震、火災(zāi)、水災(zāi)等不確定的自然因素以及城市舊城改造、大型工程項目拆遷等人為因素的影響，正經(jīng)受不同程度的損害。為了保護(hù)這些珍貴的古建筑文化遺產(chǎn)，除了加強(qiáng)保護(hù)與監(jiān)管，仍須保留這些古建筑文物的詳細(xì)三維空間信息和數(shù)據(jù)。在以前，主要采用文字記錄、列圖表、影像記錄等方式對古建筑文物的三維空間數(shù)據(jù)來進(jìn)行存檔和保護(hù)。然而運(yùn)用文字記錄和圖表等保護(hù)方式不僅數(shù)據(jù)量大且表現(xiàn)較為抽象，并且不容易表現(xiàn)古建筑文物最真實的景觀。因此我們采用先進(jìn)的三維數(shù)字化的技術(shù)對古建筑進(jìn)行復(fù)原與重建，運(yùn)用3Dmax等軟件技術(shù)更好地展示給人們，來實現(xiàn)數(shù)字化的保存。這樣既可以解決已有古建筑文物保護(hù)和保存形式中存在的不足，也可以實現(xiàn)古建筑的永久保存。

迄今學(xué)界關(guān)于保國寺的相關(guān)研究為數(shù)不少，如2003年《東來第一山保國寺》一書中對保國寺利用三維激光技術(shù)掃描測量，以及對保國寺的全面勘察。如清華大學(xué)劉暢、孫闖的《保國寺大殿大木結(jié)構(gòu)測量數(shù)據(jù)解讀》，主要側(cè)重于測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與設(shè)計尺度的權(quán)衡。兩者都存在局限性，其內(nèi)容主要側(cè)重建筑本身的尺度、樣式等方面的分析，缺少利用三維虛擬數(shù)字化技術(shù)來復(fù)原和研究。

隨著勘察的深入和研究的深化，三維虛擬數(shù)字化技術(shù)復(fù)原研究必然成為一個重要的學(xué)術(shù)目標(biāo)。然而目前關(guān)注三維虛擬數(shù)字化技術(shù)復(fù)原的比較少，一般多認(rèn)為保護(hù)現(xiàn)狀大殿的下檐及瓦作、外檐小木裝修外，在整體形式上，保存宋構(gòu)原初形態(tài)基本完整即可。然而實際上，通過深入全面的勘測調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大殿現(xiàn)狀較原初形態(tài)仍有不少的改變，且這些變化，在相當(dāng)程度上影響了今人對大殿完整性和真實性的認(rèn)識。如若不對保國寺進(jìn)行三維虛擬數(shù)字化的復(fù)原分析，將現(xiàn)狀直接視作原狀，或輕易認(rèn)為現(xiàn)狀較原狀并無太大的改變，那在研究上是相當(dāng)危險和不可靠的。所以關(guān)于保國寺的三維虛擬數(shù)字化技術(shù)復(fù)原分析，有著相應(yīng)的學(xué)術(shù)意義，并且仍有可能和必要在新史料與新視角下，作進(jìn)一步的復(fù)原分析。

過去對古建筑復(fù)原和修復(fù)都注重在文獻(xiàn)資料等方面，可利用三維虛擬數(shù)字化技術(shù)來復(fù)原古建筑文化遺產(chǎn)國內(nèi)外存在的很多不足，國外歷史的傳承，工藝的不足。國內(nèi)太過片面，多類文獻(xiàn)都只側(cè)重于對建筑本身的分析。

現(xiàn)在無論是國內(nèi)還是國外都很重視利用三維虛擬數(shù)字化技術(shù)來復(fù)原一些有價值的古建筑文化遺產(chǎn)。從政府到大學(xué)，從文物、文化遺產(chǎn)保護(hù)單位到公司，有越來越多的人進(jìn)行相關(guān)方面的研究、設(shè)計。

三維虛擬數(shù)字化古建筑復(fù)原不僅能建立具有真實的古建筑三維模型，而且可以從古建筑物三維模型上進(jìn)行諸如面積、體積、工藝、材質(zhì)等信息分析，因此利用三維虛擬數(shù)字化技術(shù)對古建筑進(jìn)行復(fù)原，可實現(xiàn)數(shù)字化保存，解決現(xiàn)在保存古建筑物中的不足之處。

作者單位：

長春建筑學(xué)院