數(shù)字化模型雕刻對中國古建筑模型制作的積極意義

王 璐 汪 江 王 悅 卜 博

(遼寧科技大學(xué)建筑與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，遼寧 鞍山 114051)

1 中國古建筑的特點以及現(xiàn)狀

中國古建筑承載了中華民族的悠久歷史和燦爛文化，不同時間段的古建筑代表了其在當下當代的歷史和文化。一方面，歷經(jīng)歲月滄桑的古建筑在保存過程中，由于不可抗拒的自然因素，我國的古建筑遭到了巨大的破壞，更為嚴重的是，古建筑因為時間以及材質(zhì)的關(guān)系，一旦破壞就無法挽回。另一方面，中國古建筑大部分都是由木結(jié)構(gòu)或者磚木結(jié)構(gòu)構(gòu)成，建筑歷史比較久遠，存在火災(zāi)隱患突出、耐火等級低等隱患，所以增大了發(fā)生火災(zāi)的幾率。

中國古建筑的基本特點在于其結(jié)構(gòu)體系——慣用木構(gòu)架作房屋的承重結(jié)構(gòu)，以抬梁式結(jié)構(gòu)最為普遍。沿房屋進深方向在柱上架數(shù)層疊加的梁，梁上重疊數(shù)層瓜柱和梁，再于最上層梁上立脊瓜柱等來支撐屋頂，并且屋頂還帶有坡度和飛檐。在很多古建筑中，還采用了斗拱這種構(gòu)件，斗形墊木塊的斗和弓形短木的栱，逐層橫豎交叉疊加成托架，一層一層的托置在梁柱之間和向外挑出的屋檐。

斗栱在成型之后很長一段時間內(nèi)，被作為構(gòu)件大小的基本尺寸。為此，我們可以在其作用下，通過數(shù)字化平臺的搭建，將文獻資料上的建筑尺寸的數(shù)據(jù)在計算機上進行還原，并用機器雕刻的方法制成實體模型，還原古建筑的樣式和形態(tài)，更好的學(xué)習古建筑的結(jié)構(gòu)特點以及發(fā)展過程，進而很好的解決了我們當下面臨的無法很直觀清楚的了解古建的問題。

2 數(shù)字化模型雕刻技術(shù)簡介以及操作方法

數(shù)字化模型雕刻，簡單來說就是通過查詢《營造法式》等古書，來了解沒有遺留下來的古建筑的基本數(shù)據(jù)，隨后數(shù)據(jù)上傳于電腦，通過電腦雕刻機工作完成雕刻。電腦雕刻機分為兩種，一種是機械雕刻機，另外一種是激光雕刻機。我們可能最先接觸的就是激光雕刻機，其是將電能轉(zhuǎn)化成光能，然后利用激光和材質(zhì)作用產(chǎn)生氣化或者燒灼來完成雕刻。這也是我們時?？匆娔景逯車幸蝗谏摹安幻魑镔|(zhì)”的存在的原因。而主要使用的機械雕刻機，是利用物理力對我們使用的木板等材質(zhì)進行加工完成雕刻。首先我們需要將查閱資料得來的古建筑的數(shù)據(jù)用CAD等軟件進行編輯繪制，隨后將圖形導(dǎo)入到雕刻機中，通過指導(dǎo)雕刻機主軸控制金屬刀具在木質(zhì)板等材料上進行雕刻。機械雕刻機雕刻過程中速度很快，我們可根據(jù)材料等原因來改變速度，此方法雕刻條件下，我們得到的模型材料邊緣光滑，沒有所謂的“黑色不明物質(zhì)”，并且想要的圖案也雕刻的非常精致。

3 數(shù)字化模型雕刻機的使用對模型制作的積極影響

第一，數(shù)據(jù)更加完整，大大減少了二維圖形帶來的限制。數(shù)字化平臺的搭建是將以前少量的二維信息包括從書中查閱到的數(shù)據(jù)傳送到電腦中，并且通過信息的了解，我們也可以通過三維掃描將數(shù)據(jù)同樣上傳，三維的模型畫面，完美的再現(xiàn)了中國古建筑的更加完整的信息。古建筑因為其獨特的結(jié)構(gòu)，斗栱等構(gòu)件的穿插，屋頂曲線以及許許多多的獸形物件，使得我們無法清晰地了解古建筑的全貌。如果通過三維的掃描，包括數(shù)據(jù)在電腦中的上傳以及繪制，我們可以更輕松的將復(fù)雜的二維圖形或者枯燥的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為更清晰易懂的三維結(jié)構(gòu)的模型。繼而通過模型雕刻操作，將木板切割成我們想要的模樣，通過拼接等，完整再現(xiàn)中國古建筑立體模型。這對于學(xué)生研究古建筑來說，提供了一個更為直觀的學(xué)習方法。

第二，數(shù)字化機械雕刻節(jié)約了很多手工制作模型所需要的時間與帶來的數(shù)據(jù)偏差，在初期，不懂得如何使用機器雕刻的我們，可能最多還是選用手工制作模型，一方面浪費了大量的時間，另一方面因為手工切割木板帶來的誤差問題，使用手術(shù)刀或者裁紙刀進行切割的時候，因為刀有寬度，切割出來的木板會比測量出來的略小，一塊木板的絲毫誤差，就可能導(dǎo)致接下來所有的木板的切割都會出現(xiàn)多多少少的誤差。而機械雕刻機的使用，就不會出現(xiàn)此問題。雕刻機通過對文件的導(dǎo)入分析，選擇路徑、銑削的深度以及刀片的方面和機器運行的速度等，這一系列的設(shè)定完成之后，再進行雕刻。此方法不但節(jié)約了大量的時間，而且對于模型的準確性有了很大的提高。這對于在校學(xué)生以及從事這方面的工作人員也是一個很好的事情。

4 結(jié)語

學(xué)生時代，科技發(fā)展的時代，我們需要通過科技與學(xué)習練習起來，通過數(shù)字化模型雕刻技術(shù)來進行對古建筑的模型還原，進一步為學(xué)生研究古建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)等奠定了良好的基礎(chǔ)。并且，不光對于學(xué)生及工作人員有利，對于國家來說，也大大推進了古文化的發(fā)展。希望通過此次研究，能對機械雕刻有一個更為深入的了解，為以后的古建筑方面的學(xué)習做好充足的準備。