南昌繩金塔數(shù)字虛擬還原的方式與價(jià)值研究

劉曉華

摘 要 古建筑由于其建造年代久遠(yuǎn)，建造材料設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不夠先進(jìn)科學(xué)，所以在歷史發(fā)展中經(jīng)歷過風(fēng)吹雨打、陽光輻射、或者蟲蛀蟻蝕等自然原因不易存留，其次在歷史發(fā)展的過程中人文社會也對其造成深刻影響，朝代變遷和戰(zhàn)亂都會對古建筑造成不可復(fù)原的傷害，所以數(shù)字虛擬還原技術(shù)對古建筑的還原極具優(yōu)勢。文章具體著眼于南昌繩金塔的數(shù)字虛擬還原的深刻價(jià)值，介紹了將數(shù)字虛擬還原技術(shù)應(yīng)用于古建筑修復(fù)的新技術(shù)手段，并介紹了此技術(shù)對繩金塔進(jìn)行的虛擬還原。

關(guān)鍵詞 南昌繩金塔；古建筑還原；虛擬數(shù)字還原技術(shù)；古建筑保護(hù)意義

中圖分類號 TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）218-0127-02

南昌繩金塔是一座位于江西省南昌市西湖區(qū)原南昌進(jìn)賢門外側(cè)的始建于唐代天佑年間的古塔，相傳繩金塔取名緣由是在建塔之前有僧人在此地掘出四匝金繩，驅(qū)風(fēng)、鎮(zhèn)火、降蛟的古劍3把和一個(gè)盛有300粒舍利子的金瓶子，后人將在此建的塔稱為繩金塔。因三把寶劍故繩金塔又有“水火既濟(jì)，坐鎮(zhèn)江城”的美譽(yù)，在南昌地位非常高是南昌的鎮(zhèn)城之寶。屬于中國典型江南建筑風(fēng)格的繩金塔風(fēng)景秀麗，歷史悠久至今已有上千年的歷史，是古代中華兒女勞動與智慧的結(jié)晶[ 1 ]。

1 南昌繩金塔概括

朱欄青瓦，塔頂有鎏金葫蘆型頂，塔內(nèi)懸掛銅鈴有傳統(tǒng)宗教色彩，但卻十分樸實(shí)。塔身每層都設(shè)有通向飛檐的門洞結(jié)構(gòu)，有四面真門洞與假門洞，各門洞形式也各有特色，有月亮門、如意門、火焰門等形式，是典型的江南建筑藝術(shù)風(fēng)格；塔剎高3m，最大內(nèi)徑1.75m，以樟木為架構(gòu)鎦金銅皮外釘包裹；塔基為須彌座結(jié)構(gòu)，旋步梯直通塔頂，塔頂可俯瞰湖山千里遠(yuǎn)；再下是地宮，地宮是出土古文物最多的地方，也是象征繩金塔與南昌城的寶藏之處。繩金塔整體為磚木結(jié)構(gòu)，一共八面都有飛檐，塔高七層，每層都有樓梯和門結(jié)構(gòu)通向飛檐[ 2 ]。由于歷史悠久見證了太多興盛衰亡所以也經(jīng)歷過許多風(fēng)雨滄桑，被多次摧毀又多次重建，從元末明初陳友諒與朱元璋爭奪南昌時(shí)繩金塔就受到重創(chuàng)，在明朝建立之后才得到重建；后在清朝康熙年間又由于年久失修再次重建；后在同治年間、乾隆年間、光緒年間都經(jīng)歷過多次風(fēng)雨摧殘或意外又重新修建，由于磚木結(jié)構(gòu)易著火和被腐蝕所以需要定期持續(xù)地關(guān)注與修整。在建國之后，也受到了國家文物局和省、市、區(qū)人民政府的重點(diǎn)撥款修復(fù)，但是由于繩金塔被蟲蛀、蟻蝕、銹損、油漆脫落、磚石風(fēng)化等問題得不到根本解決，所以現(xiàn)在社會各界都在思考繩金塔修復(fù)和最大程度保留繩金塔的新方法。

2 數(shù)字虛擬技術(shù)與古建筑還原

利用數(shù)字虛擬技術(shù)對古建筑進(jìn)行還原指的是通過電腦和傳感器對古建筑進(jìn)行一個(gè)模擬，是人通過傳感器能夠感受到一個(gè)非常逼真的身臨其境的古建筑旅游體驗(yàn)，具體是利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造一個(gè)三維數(shù)字模型系統(tǒng)，用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、多傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)造模擬環(huán)境。這種方法自出現(xiàn)以來受到了世界各國的廣泛使用與研究創(chuàng)新。如今，已經(jīng)有越來越多的古建筑系統(tǒng)被不斷地設(shè)計(jì)制作出來，制作設(shè)計(jì)的軟件平臺與硬件設(shè)備和展示的硬件設(shè)備也都隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷更新?lián)Q代。參加創(chuàng)作設(shè)計(jì)的人員覆蓋的專業(yè)范圍越來越廣泛，從最初只是計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員到現(xiàn)在的建筑設(shè)計(jì)師、藝術(shù)家、傳感領(lǐng)域的專家學(xué)者和考古界的專業(yè)人士都投入到工作之中，齊心協(xié)力推動這個(gè)嶄新的領(lǐng)域的不斷進(jìn)步發(fā)展。目前虛擬還原古建筑系統(tǒng)已經(jīng)可以更好地還原出古建筑原貌，但是對于古建筑周圍的環(huán)境，還需要渲染技術(shù)的突破和大量數(shù)據(jù)的存儲運(yùn)算功能的優(yōu)化，但是能夠完整還原出古建筑內(nèi)部環(huán)境和一些具體細(xì)節(jié)已經(jīng)達(dá)成了最初的期望和想法，相信隨著技術(shù)的發(fā)展，虛擬還原出的古建筑系統(tǒng)會越來越逼真。

3 南昌繩金塔數(shù)字虛擬還原方式

3.1 虛擬還原流程

對南昌繩金塔的數(shù)字模擬還原工作主要分為三個(gè)部分，具體的說有前期工作、中期工作和后期工作。前期工作包括對南昌繩金塔的修復(fù)內(nèi)容的項(xiàng)目策劃書，策劃書中應(yīng)具體描述此次修復(fù)工作的具體指導(dǎo)思想與技術(shù)規(guī)劃，修復(fù)的具體過程設(shè)計(jì)與使用的計(jì)算機(jī)技術(shù)或者其他虛擬現(xiàn)實(shí)的手法，并對這些制作手法進(jìn)行在南昌繩金塔修復(fù)中的可行性分析，最后考慮將修復(fù)后的南昌繩金塔以什么樣的形式展示出來以及在什么終端通過什么設(shè)備進(jìn)行具體展。中期工作是安排專業(yè)考古人員對南昌繩金塔進(jìn)行實(shí)地的現(xiàn)場考察，搜集相關(guān)具體繩金塔建筑信息并進(jìn)行還原分析，然后傳達(dá)到技術(shù)人員那里對繩金塔進(jìn)行初步的系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)與制作，把系統(tǒng)模型的框架建好才能具體還原繩金塔內(nèi)部細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。后期工作主要是對中期工作的改進(jìn)和優(yōu)化，進(jìn)行繩金塔內(nèi)部的場景貼圖和燈光烘焙等細(xì)節(jié)處理，最后利用虛擬漫游技術(shù)進(jìn)行交互合成整個(gè)繩金塔的虛擬系統(tǒng)，對整體系統(tǒng)進(jìn)行測試、改進(jìn)與調(diào)整，是整個(gè)過程必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是對繩金塔整體系統(tǒng)的試用體驗(yàn)，可以請不同類別的游客進(jìn)過繩金塔的沒有進(jìn)過繩金塔的游客進(jìn)行體驗(yàn)試用。

3.2 色彩還原技術(shù)

除了對系統(tǒng)的整體模擬設(shè)計(jì)制作之外，對虛擬色彩的修復(fù)還原也很重要，計(jì)算機(jī)中關(guān)于虛擬色彩還原的關(guān)鍵技術(shù)是解決不同類型古建筑原有色彩的數(shù)據(jù)獲取和處理和修復(fù)后的繩金塔內(nèi)部和整體色彩真實(shí)性問題，繩金塔的顏色設(shè)計(jì)非常具有特色，有朱欄青瓦和墨色的檐角，白凈的內(nèi)壁和鎏金色的塔頂，各種色彩交錯(cuò)混雜，在紛亂中又有著整體的統(tǒng)一，是因?yàn)檫@些顏色搭配是符合當(dāng)時(shí)宗教色彩的搭配，使人們能夠領(lǐng)略除了建筑之外的文化。所以對色彩的還原模擬十分重要，需要專業(yè)人員對實(shí)際色彩進(jìn)行準(zhǔn)確的獲取與遷移，并保證色彩隨整體空間相互關(guān)聯(lián)，隨著整體空間色系的變化而變化，不同的時(shí)間隨著日照的變化塔內(nèi)的一些色彩也都能夠模擬出細(xì)微的變化等。

3.3 三維掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)

由于技術(shù)的局限造成虛擬還原系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)量十分龐大所以又反過來限制了虛擬還原系統(tǒng)的布局，只能還原出繩金塔內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)而不能還原出繩金塔的周圍環(huán)境，這對繩金塔的還原工作其實(shí)是有影響的，因?yàn)樵诶K金塔存在的歷史中，它是與它周圍的景物環(huán)境一起生長變化的，都是歷史的見證者。所以為了能夠繼續(xù)還原繩金塔的周邊環(huán)境我們可以使用最新的三維點(diǎn)掃描云數(shù)據(jù)技術(shù)，這個(gè)技術(shù)是利用激光對建筑物進(jìn)行掃描存儲信息然后將所有數(shù)據(jù)儲存在云空間中，云空間是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)之外的數(shù)據(jù)庫，而不是計(jì)算機(jī)真真實(shí)實(shí)的存儲空間中，這樣可以節(jié)省計(jì)算機(jī)自身的空間進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理。除此之外，使用激光掃描的優(yōu)勢是盡可能對繩金塔內(nèi)部造成最小的影響，用一種不接觸建筑物的方式得到最多最精確的三維數(shù)據(jù)，掃描速度還非?？?，數(shù)據(jù)兼容性高可以被多種軟件進(jìn)行提取數(shù)據(jù)與處理運(yùn)算，方便后續(xù)設(shè)計(jì)。

4 南昌繩金塔數(shù)字虛擬還原價(jià)值

4.1 文化價(jià)值

南昌繩金塔是具有中國古代文化內(nèi)涵的古建筑，古建筑以其存在的這么多年和經(jīng)歷過的歷史變化可以向人們證明中國歷史古國的文化內(nèi)涵，包括中國古代的封建等級制度、宗教迷信色彩、各種社會制度和風(fēng)俗，以及受封建等級制度源頭的儒家傳統(tǒng)核心內(nèi)容“禮”所影響的中國古建筑都具有的“中庸”的文化內(nèi)涵，所謂“中正”之美。一陣風(fēng)吹過，塔內(nèi)每層掛著的銅鈴發(fā)出不同的音階之聲，七層七音，又表現(xiàn)出古代音韻藝術(shù)文化內(nèi)涵。

4.2 民族價(jià)值

南昌繩金塔的虛擬還原對傳承民族精神有著深刻意義，是勞動與智慧并存、自強(qiáng)不息的民族精神的具體體現(xiàn)。特別是南昌繩金塔對南昌附近的甚至江西省的人民都有著特殊的歷史意義，人們通過體驗(yàn)虛擬還原的繩金塔能夠?qū)ζ溆懈由羁痰恼J(rèn)識與了解，培養(yǎng)出更加深厚的民族自豪感。

4.3 設(shè)計(jì)價(jià)值

因?yàn)槟喜K金塔的建筑風(fēng)格不同于國外的建筑風(fēng)格但是也不同于中國其他地區(qū)的建筑風(fēng)格，是屬于南昌特色的古建筑，所以當(dāng)?shù)厝藗儗ζ涓星楦由詈瘢迯?fù)還原工作對當(dāng)?shù)厝嗣駚碚f也更加有價(jià)值。此外，對南昌繩金塔的模擬修復(fù)也是對世界建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的重要貢獻(xiàn)，如果不模擬還原出來，很多沒來過的外國人都無法觀賞到如此獨(dú)具特色的中國古建筑，通過網(wǎng)絡(luò)平臺和展示設(shè)備將地區(qū)建筑豐富推向世界，將中國特色發(fā)揚(yáng)到世界各國。

5 結(jié)論

對南昌繩金塔的數(shù)字模擬還原，無論是對于我國民族文化與民族精神的傳承，還是對于世界建筑設(shè)計(jì)行業(yè)來說都是具有深刻歷史意義的。我們相信，隨著時(shí)間的發(fā)展無論是國內(nèi)還是國外，未來對古建筑進(jìn)行虛擬系統(tǒng)還原都是必然的趨勢，面對時(shí)代發(fā)展的趨勢，我們要把握好時(shí)機(jī)，加快技術(shù)的研究與人才的培養(yǎng)，使我國更多的有價(jià)值的古建筑能夠留在世人眼中并被更多的人所看到和觀賞到，這也是提升我國文化軟實(shí)力的重點(diǎn)發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]徐蕾.繩金塔：見證古城滄桑巨變[N].南昌日報(bào)，2008-10-30（001）.

[2]張恒立.繩金塔的底蘊(yùn)[J].當(dāng)代江西，2007（11）：54-55.