信息科技時(shí)代下古建筑數(shù)字化保護(hù)分析

郭藝嬌

（太原市太山博物館）

一、數(shù)字化技術(shù)的基本概述

數(shù)字化技術(shù)，其實(shí)就是利用先進(jìn)的技術(shù)將各類(lèi)復(fù)雜多變的數(shù)據(jù)信息科學(xué)地轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂芯幋a的數(shù)字，在此基礎(chǔ)之上將這些具有編碼的數(shù)字構(gòu)建成數(shù)字化模型，將其科學(xué)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制代碼，并精準(zhǔn)地輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中進(jìn)行統(tǒng)一處理，這個(gè)過(guò)程則被稱(chēng)為數(shù)字化程序。古建筑數(shù)字化，能夠?qū)⒐沤ㄖ母黝?lèi)構(gòu)件信息精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并根據(jù)古建筑信息轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的三維模型，由此幫助和引導(dǎo)古建筑展示、古建筑保護(hù)以及古建筑修復(fù)等相關(guān)工作的有序開(kāi)展。

二、古建筑數(shù)字化保護(hù)的重要作用

（一）能顯著提升古建筑保護(hù)的整體效果

不管是古建筑，還是近代的仿古建筑，它們都是代表著中國(guó)的歷史與中國(guó)的發(fā)展歷程。在古建筑的保護(hù)中，傳統(tǒng)的形式是利用紙質(zhì)文件的方式進(jìn)行，也就是將古建筑的具體結(jié)構(gòu)、尺寸以及相關(guān)歷史信息等內(nèi)容都記錄在紙質(zhì)文件中，這樣的保存方式不僅僅會(huì)占據(jù)較大的空間，還會(huì)影響保存效果與查閱效率。早在二十世紀(jì)六七十年代，攝影技術(shù)就已經(jīng)得到了發(fā)展與應(yīng)用，而在古建筑的保存方面則已經(jīng)由紙質(zhì)文件記錄轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗥弯浵裼涗浀男问?，相比紙質(zhì)文件保存法而言，相片和錄像形式具有了明顯的進(jìn)步，但是保存資料的精準(zhǔn)性仍然無(wú)法得到本質(zhì)上的保障與進(jìn)步。即便是后期發(fā)展起來(lái)的數(shù)碼攝影技術(shù)，利用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)古建筑的二維圖形保存，但是該類(lèi)型的保存方式也存在明顯的不足。數(shù)字化保護(hù)技術(shù)，打破了紙質(zhì)記錄形式，相片與錄像記錄形式以及數(shù)碼記錄形式的禁錮和影響，不僅僅提升了信息的存儲(chǔ)量，同時(shí)占用空間小，而且數(shù)字化模式的高精準(zhǔn)度和高仿真度優(yōu)勢(shì)能夠顯著提升古建筑保護(hù)的整體效果，使得古建筑的修護(hù)工作具有了更加先進(jìn)的技術(shù)支持。

（二）能為文化傳播提供促進(jìn)和保障作用

積極推廣與應(yīng)用古建筑數(shù)字化保護(hù)，能為文化的傳播提供有力的促進(jìn)和保障作用。人們想更加全面徹底地了解古建筑，通常是通過(guò)查閱圖書(shū)、觀看紀(jì)錄片或者實(shí)地考察的方式進(jìn)行，而圖書(shū)和紀(jì)錄片都是利用二維平面的方式進(jìn)行古建筑信息的展示，根本無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)古建筑的了解需求，但是實(shí)地考察需要大量的時(shí)間、資金以及專(zhuān)業(yè)知識(shí)作為支撐，并且大部分的重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域根本無(wú)法進(jìn)行實(shí)地考察。數(shù)字化技術(shù)則能有效地解決上述問(wèn)題。利用數(shù)字化技術(shù)，則能結(jié)合古建筑的具體尺寸、結(jié)構(gòu)等信息構(gòu)建數(shù)字化模型，再利用虛擬技術(shù)對(duì)古建筑進(jìn)行虛擬化的展示，以供人們考察和參觀。虛擬化技術(shù)，不僅僅能滿(mǎn)足人們對(duì)古建筑的觀賞需求，還能避免人們?cè)谟^賞時(shí)對(duì)古建筑造成損壞，進(jìn)而影響古建筑的完整性。

（三）能為教學(xué)研究提供有力的幫助

針對(duì)古建筑教學(xué)而言，傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要是以利用書(shū)本上的二維圖形為主，即便是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá)的當(dāng)下，網(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)有的視頻資源缺乏針對(duì)性與精準(zhǔn)性，根本無(wú)法有效地輔助古建筑教學(xué)工作的有序開(kāi)展。而積極落實(shí)古建筑數(shù)字化保護(hù)，除了上述兩大優(yōu)勢(shì)，還能為古建筑教學(xué)提供有力的促進(jìn)作用?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使得教學(xué)手段與教學(xué)模式都發(fā)生了顯著的變化，利用數(shù)字化技術(shù)開(kāi)展古建筑教學(xué)工作，能使得古建筑教學(xué)更具游戲性與即時(shí)性特點(diǎn)。例如VR技術(shù)，這不僅可以提升學(xué)生的真實(shí)感受，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)古建筑的近距離觀看，從而順利實(shí)現(xiàn)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

三、古建筑數(shù)字化保護(hù)的主要特點(diǎn)

（一）安全性較高

開(kāi)展古建筑保護(hù)工作，首先需要工作人員全面落實(shí)古建筑基礎(chǔ)信息的系統(tǒng)采集與記錄，在采集環(huán)節(jié)需要工作人員專(zhuān)業(yè)的技術(shù)與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，才能避免對(duì)古建筑造成損壞。利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行信息采集，不僅能提升數(shù)據(jù)信息采集與記錄的效率，還能將各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)有效地保存在數(shù)據(jù)庫(kù)之中，從而避免因數(shù)據(jù)丟失而影響古建筑保護(hù)工作的順利開(kāi)展。此外，還能對(duì)保存的信息進(jìn)行加密處理，由此避免發(fā)生古建筑信息被盜取的現(xiàn)象。所以，古建筑數(shù)字化保護(hù)具有較高的安全性。

（二）便捷性強(qiáng)

利用數(shù)字化技術(shù)能夠根據(jù)古建筑的各類(lèi)信息構(gòu)建古建筑模型，一方面為方便工作人員對(duì)古建筑保護(hù)方案與修復(fù)計(jì)劃的科學(xué)制定，另一方面降低對(duì)古建筑實(shí)地考察的概率，提升古建筑保護(hù)工作的整體效率。所以，相比傳統(tǒng)式的古建筑保護(hù)方式，數(shù)字化技術(shù)具有更強(qiáng)的便捷性。

（三）精準(zhǔn)度較高

古建筑保護(hù)工作，不僅具有工作難度高、強(qiáng)度大的特點(diǎn)，由于古建筑具有的歷史特性，所以工作人員在開(kāi)展古建筑保護(hù)工作時(shí)會(huì)具有較大的壓力。利用數(shù)字化技術(shù)開(kāi)展古建筑保護(hù)，能顯著提升古建筑保護(hù)或修復(fù)工作的高效性與精準(zhǔn)性。古建筑數(shù)字化保護(hù)，能降低時(shí)間因素與地點(diǎn)因素對(duì)古建筑保護(hù)工作的限制和影響，從而利用更加便捷的方式獲得更具精準(zhǔn)性的保護(hù)與修復(fù)效果。

四、信息科技時(shí)代下古建筑數(shù)字化保護(hù)的具體應(yīng)用體現(xiàn)

（一）虛擬博物館的構(gòu)建方面

將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在古建筑保護(hù)工作中，工作人員能夠?qū)?shù)字化技術(shù)與BIM技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的融合，由此實(shí)現(xiàn)虛擬博物館的科學(xué)構(gòu)建。信息化技術(shù)與先進(jìn)的應(yīng)用軟件，能夠促進(jìn)古建筑保護(hù)工作流程的科學(xué)優(yōu)化，在減輕工作人員工作強(qiáng)度與難度的基礎(chǔ)上有效提升古建筑保護(hù)的效率和質(zhì)量。利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行虛擬博物館的構(gòu)建時(shí)，工作人員首先需要以古建筑實(shí)際情況為基礎(chǔ)，并結(jié)合古建筑的各項(xiàng)信息開(kāi)展虛擬博物館保護(hù)方案的提前制定，并對(duì)該方案的科學(xué)性和可行性進(jìn)行不斷的優(yōu)化與完善。其次，要積極落實(shí)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，增強(qiáng)虛擬博物館的實(shí)用性，為人們創(chuàng)造更多參觀古建筑的機(jī)會(huì)與條件。

（二）重要數(shù)據(jù)的獲取方面

將數(shù)字化技術(shù)科學(xué)地應(yīng)用在古建筑保護(hù)工作中，能夠直接提升古建筑重要數(shù)據(jù)信息的收集速度，并且科學(xué)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息還能幫助古建筑保護(hù)工作的有序開(kāi)展。利用數(shù)字化技術(shù)開(kāi)展古建筑數(shù)據(jù)信息的收集與獲取，能夠確保與古建筑相關(guān)的數(shù)據(jù)信息都能夠得到系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，并且及時(shí)準(zhǔn)確地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)之中，從而為后期數(shù)據(jù)信息的查找與利用提供便利。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)還能進(jìn)行及時(shí)有效的保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息缺失或丟失的現(xiàn)象，影響古建筑保護(hù)工作的有序開(kāi)展。

（三）信息化管理方面

在古建筑保護(hù)工作中，科學(xué)完善的保護(hù)措施一方面可以提升古建筑保護(hù)與修護(hù)的效率和質(zhì)量，另一方面還能直接降低工作人員的工作強(qiáng)度與工作壓力。同時(shí)，數(shù)字化技術(shù)還為古建筑保護(hù)工作的信息化管理提供了良好的基礎(chǔ)條件，工作人員根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)建科學(xué)完善的信息化管理系統(tǒng)，能夠?yàn)楣沤ㄖＷo(hù)工作的科學(xué)進(jìn)行提供引導(dǎo)和幫助。此外，針對(duì)區(qū)域性的古建筑保護(hù)工作中，也能利用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行管理和引導(dǎo)。首先，工作人員能利用數(shù)字化技術(shù)開(kāi)展古建筑信息的收集，如古建筑的特征、構(gòu)造等信息，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)分類(lèi)與管理。其次，數(shù)字化技術(shù)下的古建筑保護(hù)，具有更加先進(jìn)的儀器設(shè)備，所以古建筑信息保存的影像資料也就更加清晰完整。工作人員結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)能對(duì)各個(gè)區(qū)域的古建筑進(jìn)行綜合分類(lèi)，從而保障古建筑基礎(chǔ)信息管理的針對(duì)性與全面性。

（四）虛擬模型的構(gòu)建方面

在數(shù)字化技術(shù)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是其重要的技術(shù)，所以具有較高的應(yīng)用頻率與理想的應(yīng)用效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對(duì)被破壞的項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)的還原處理，在古建筑保護(hù)方面應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠通過(guò)還原古建筑的方式幫助人們更加真實(shí)全面地了解古建筑的各項(xiàng)情況。利用數(shù)字化技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)展古建筑虛擬模型的構(gòu)建，首先需要積極落實(shí)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，如項(xiàng)目規(guī)劃工作、虛擬呈現(xiàn)方法的科學(xué)選擇等，避免影響后期工作的順利開(kāi)展。其次，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息化技術(shù)開(kāi)展古建筑實(shí)地考察工作，并綜合各類(lèi)資料查詢(xún)方式進(jìn)行古建筑相關(guān)信息的有效查詢(xún)與記錄。同時(shí)，工作人員還要積極地同古建筑管理人員進(jìn)行全方位的溝通和交流，由此掌握更多關(guān)于古建筑的各項(xiàng)信息，落實(shí)古建筑主體結(jié)構(gòu)的拍攝與整理，并對(duì)古建筑的周?chē)h(huán)境、歷史背景等因素進(jìn)行系統(tǒng)采集。最后，對(duì)采集到的各項(xiàng)信息進(jìn)行整理，并將其應(yīng)用在虛擬作品的優(yōu)化與完善處理中，從而提升虛擬模型的整體還原效果。

（五）古建筑評(píng)估方面

在古建筑的評(píng)估方面應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，能夠?qū)沤ㄖ母黜?xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全方位的分析與系統(tǒng)評(píng)估。工作人員將實(shí)際所收集的古建筑相關(guān)信息與大數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的融合，針對(duì)數(shù)據(jù)中存在的問(wèn)題則能進(jìn)行針對(duì)性的處理，由此提升古建筑保護(hù)工作的精準(zhǔn)性。將數(shù)字化技術(shù)與信息化技術(shù)融合應(yīng)用在古建筑數(shù)據(jù)信息的評(píng)估方面，能夠確保古建筑不同時(shí)期的特點(diǎn)均得到有效的掌握，并根據(jù)古建筑的實(shí)際情況制定科學(xué)完善的保護(hù)措施。所以，在古建筑評(píng)估方面應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，能夠更加全面精準(zhǔn)地掌握古建筑的實(shí)際情況，從而為古建筑保護(hù)方案的調(diào)整與優(yōu)化提供參考依據(jù)。

（六）古建筑修復(fù)方面

古建筑修護(hù)，是古建筑保護(hù)工作中的重點(diǎn)和關(guān)鍵。對(duì)古建筑進(jìn)行科學(xué)的修復(fù)，能夠最大程度地保障古建筑的完整性。但是同其他建筑的保護(hù)工作相比，古建筑保護(hù)具有更加顯著的特點(diǎn)，如周期長(zhǎng)、任務(wù)重、難度大、專(zhuān)業(yè)要求與職業(yè)素養(yǎng)要求高等。在古建筑的具體修復(fù)過(guò)程中，工作人員首先需要精準(zhǔn)地描繪出古建筑的整體輪廓，再利用形狀匹配技術(shù)對(duì)古建筑的輪廓進(jìn)行匹配處理，工作人員結(jié)合實(shí)際匹配結(jié)果開(kāi)展古建筑的分析與修復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)古建筑的精準(zhǔn)復(fù)原。此外，在古建筑的修復(fù)方面，還可以結(jié)合三維計(jì)算機(jī)模型技術(shù)，由此提升古建筑修復(fù)工作的科學(xué)性與精準(zhǔn)性。

（七）古建筑研究方面

大部分的古建筑保護(hù)工作都沒(méi)有時(shí)間約束，所以整個(gè)工作環(huán)節(jié)都具有較強(qiáng)的枯燥性。這便要求工作人員需要具有較高的專(zhuān)業(yè)能力與豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能保障實(shí)際工作的科學(xué)性與精準(zhǔn)性，由此才能順利完成古建筑的保護(hù)與修復(fù)目標(biāo)，為古建筑研究工作提供理想的基礎(chǔ)環(huán)境。所以，工作人員需要將數(shù)字化技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用，積極開(kāi)展古建筑的分析與研究，根據(jù)具體研究結(jié)果落實(shí)下一步的保護(hù)工作。例如，利用分析數(shù)據(jù)模型的方式獲取更多古建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息開(kāi)展古建筑的研究工作。

（八）三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用方面

在古建筑的保護(hù)中，三維激光掃描技術(shù)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用，其中在古建筑三維數(shù)據(jù)采集工作中，三維激光掃描技術(shù)體現(xiàn)出了較強(qiáng)的影響作用。傳統(tǒng)式的古建筑測(cè)繪方法，不僅效率與精準(zhǔn)性較低，同時(shí)還需要投入大量的資金與人力資源。而三維激光掃描技術(shù)，則能在保障數(shù)據(jù)獲取精準(zhǔn)性的基礎(chǔ)上顯著提升測(cè)量效率和質(zhì)量。主要是因?yàn)槿S激光掃描技術(shù)不會(huì)受到地點(diǎn)因素與環(huán)境因素的影響和制約，同時(shí)在測(cè)量過(guò)程中均是采用的非接觸式測(cè)量法，所以不會(huì)對(duì)古建筑帶來(lái)影響與損壞。

（九）文物呈現(xiàn)方面

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，數(shù)字化技術(shù)在古建筑文化保護(hù)工作中的應(yīng)用也愈發(fā)成熟。工作人員能夠?qū)?shù)字化技術(shù)與其他先進(jìn)的技術(shù)融合應(yīng)用在古建筑保護(hù)工作中，精準(zhǔn)地還原古建筑的真實(shí)性與完整性，將古建筑的歷史美全面地展示在世人眼前。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，提升了國(guó)家對(duì)古建筑保護(hù)工作的重視程度，所以古建筑保護(hù)在資金支持、技術(shù)支持以及政策支持方面的力度也越來(lái)越大。而旅游業(yè)的飛速發(fā)展在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也加速了對(duì)古建筑的影響與損壞，所以，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)開(kāi)展古建筑保護(hù)，是實(shí)現(xiàn)文物呈現(xiàn)目標(biāo)的基礎(chǔ)前提。為此，工作人員要對(duì)文物建筑的傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)與數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的融合應(yīng)用，積極落實(shí)古建筑保護(hù)意識(shí)的宣傳工作，才能提升古建筑保護(hù)工作的效率與質(zhì)量，從而確保古建筑能夠得到真實(shí)完美地呈現(xiàn)，由此促進(jìn)優(yōu)秀歷史文化的宣傳與弘揚(yáng)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將數(shù)字化技術(shù)科學(xué)應(yīng)用在古建筑保護(hù)工作中，不僅能提升古建筑保護(hù)與修復(fù)工作的效率和質(zhì)量，還能最大程度地還原古建筑的真實(shí)性與完整性。為此，在開(kāi)展古建筑保護(hù)工作時(shí)，工作人員要充分認(rèn)識(shí)到數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，還要結(jié)合古建筑的特點(diǎn)對(duì)數(shù)字化技術(shù)與其他先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的融合應(yīng)用，才能在實(shí)現(xiàn)古建筑保護(hù)目標(biāo)的基礎(chǔ)上更加真實(shí)完整地呈現(xiàn)出古建筑的歷史美，為歷史文化的發(fā)展與弘揚(yáng)提供推動(dòng)和促進(jìn)作用。