黃河文化保護(hù)視域下河南省古建筑的數(shù)字化整理方法研究

李夢黎

摘 要：本研究以河南省為地域單位，古建筑為研究主體對象，數(shù)字化整理為研究內(nèi)容，對河南省古建筑的連片性保護(hù)研究進(jìn)行探索。通過對河南省古建筑整理研究現(xiàn)狀的梳理，與數(shù)字化技術(shù)的特征分析，發(fā)掘兩者間的聯(lián)系;按照遞進(jìn)邏輯，從先行理論研究、數(shù)字信息記錄、整理方法研究、視覺媒介設(shè)計(jì)四個(gè)方面，構(gòu)建古建筑數(shù)字化整理的基本方法;最終以數(shù)據(jù)庫的形式對古建筑的整理成果進(jìn)行展示。

關(guān)鍵詞：古建筑;數(shù)字化整理;黃河文化;文化保護(hù)

中圖分類號：TU-87 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2022）5-0053-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.05.012

Research on the Digital Arrangement Method of Henan Province Ancient Buildings from the Perspective of Yellow River Cultural Protection

LI Mengli

（Luoyang Institute of Technology， Luoyang 471000，China）

Abstract： In this study， Henan Province as a regional unit， ancient buildings as the research subject， digital arrangement as the research content， Henan Province ancient buildings contiguous protection research to explore. Through combing the research status of Henan Province ancient buildings and analyzing the characteristics of digital technology， the relationship between the two is explored. According to the progressive logic， the basic methods of the digital collation of ancient buildings are constructed from four aspects： antecedent theory research， digital information recording， collation method research and visual media design. Finally， the collation results of ancient buildings are displayed in the form of database.

Keywords： ancient architecture;digital arrangement;Yellow River culture;cultural protection

0 引言

習(xí)近平（2019）在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會上明確指出黃河文化是中華文明的重要組成部分，要推進(jìn)黃河文化遺產(chǎn)的系統(tǒng)保護(hù)，守好老祖宗留給我們的寶貴遺產(chǎn)。河南省是黃河流域的重要組成部分，作為歷史悠久的文化大省，文化遺產(chǎn)多不勝數(shù)，古建筑就是其中不可或缺的一環(huán)。但因?yàn)楦鞣N主客觀原因，許多未被列為文化保護(hù)單位的古建筑在城市化的快速發(fā)展中消亡，大量保留下來的古建筑也因時(shí)間過長而面臨著風(fēng)化與破損等問題，因?yàn)楣沤ㄖ遣豢稍偕臍v史文化遺產(chǎn)，如果不對其進(jìn)行整理記錄，這些建筑一旦消失就無法復(fù)原[1]，因此以數(shù)字化的形式對古建筑進(jìn)行整理顯得尤為重要。

1 研究背景

通過文獻(xiàn)整理、案例搜集等，對河南省古建筑整理相關(guān)研究進(jìn)行歸納，可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的研究主要集中在以下3個(gè)方面：一是主題說，從不同的研究主題入手對古建筑進(jìn)行多方位的分類研究，可歸納為：建筑類型、裝飾工藝、建筑構(gòu)件;二是類型說，按照祠堂的地域范圍進(jìn)行劃分，大致分為全省性、市域性和個(gè)案性;三是媒介形式說，按照整理后所呈現(xiàn)的媒介形式分類，主要包括以紙制介質(zhì)為主的書籍和以數(shù)字形式為主的數(shù)據(jù)庫兩種。目前的整理類型豐富多樣，但其成果過于分散且多為記錄說明性的內(nèi)容，這就造成了研究深度不足的現(xiàn)象。因此，自2007年開始，諸多學(xué)者提出了古建筑相關(guān)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，如基于語義網(wǎng)絡(luò)的古建筑圖像數(shù)據(jù)庫查詢策略的研究、河南省漢畫像石圖像資源數(shù)據(jù)庫構(gòu)建研究等，隨著時(shí)代語境的變化，河南省古建筑的整理研究開始趨于復(fù)合型、數(shù)字化的整理方向發(fā)展。

目前，數(shù)字化技術(shù)在古建筑整理中的應(yīng)用主要分為三個(gè)類型：一是圖文并茂的傳統(tǒng)閱讀頁面;二是配合文字內(nèi)容，添加相應(yīng)的靜態(tài)圖片或動(dòng)態(tài)GIF圖片，對古建筑的整體全貌進(jìn)行記錄與制作，并以動(dòng)態(tài)影像的形式來呈現(xiàn)其效果;三是通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對古建筑的全景進(jìn)行繪制，以沉浸式體驗(yàn)的形式對古建筑的空間形態(tài)進(jìn)行再現(xiàn)，促進(jìn)人與古建筑間的參與度和互動(dòng)性。

綜上，目前關(guān)于古建筑的研究類型多樣，但是深入度不足，針對古建筑的全方位、多層次的基礎(chǔ)信息精細(xì)化采集以及群體化建筑的組合整理研究尚有很大的空間。數(shù)字化成像技術(shù)正不斷地應(yīng)用于河南省古建筑的保護(hù)傳承中，并由展示形式向查閱形式轉(zhuǎn)變、由二維局部圖像向三維全景圖像升級。但是數(shù)字化的技術(shù)多被作為整理過程中的輔助技術(shù)手段，對單體古建筑的記錄、呈現(xiàn)、傳承進(jìn)行表現(xiàn)，以數(shù)字化技術(shù)對區(qū)域范圍內(nèi)的古建筑進(jìn)行組合整理的研究并不多。

2 黃河文化保護(hù)視域下河南省古建筑的數(shù)字化整理研究的意義

2.1 理論價(jià)值層面

本研究通過信息技術(shù)對文化遺產(chǎn)進(jìn)行“記錄性”的保護(hù)，既是對現(xiàn)有古建筑研究基礎(chǔ)資料的補(bǔ)充與完善，也是對地方傳統(tǒng)建筑理論體系的拓展與延伸，同時(shí)也能為之后的相關(guān)研究提供詳細(xì)的資料，對充實(shí)河南省古建筑的研究體系有一定的學(xué)術(shù)意義[2]。

2.2 實(shí)踐應(yīng)用層面

本研究主要討論數(shù)字信息技術(shù)與古建筑保護(hù)傳承的結(jié)合方法，對古建筑結(jié)構(gòu)秩序及造型規(guī)律進(jìn)行解析，對與古建筑保護(hù)傳承相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，然后將二者結(jié)合，配對出適應(yīng)于古建筑信息采集整理的數(shù)字化技術(shù)，對歷史文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)傳承進(jìn)行探索[2]。

2.3 學(xué)術(shù)研究層面

本研究構(gòu)建一個(gè)可操作性較強(qiáng)的古建筑信息整理研究模式。以建筑學(xué)、類型學(xué)、藝術(shù)學(xué)三個(gè)維度為切入點(diǎn)，借助層次分析法的基本原理、結(jié)構(gòu)主義的組合法則、類型學(xué)的分類理念，從“常規(guī)匯總、模塊分類、創(chuàng)新組合”三個(gè)方面構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)的古建筑整理研究模式。

3 研究流程

本研究從文化遺產(chǎn)保護(hù)傳承的理念入手，以“河南省古建筑”作為研究主線，按照“研究現(xiàn)狀—河南省古建筑基礎(chǔ)信息的采集—整理分類—數(shù)據(jù)庫建設(shè)”的基本思路，探討如何通過信息技術(shù)的介入解決古建筑實(shí)體保護(hù)難的問題，具體流程如圖1所示。

4 黃河文化保護(hù)視域下河南省古建筑的數(shù)字化整理方法研究

河南省古建筑的數(shù)字化整理，是以數(shù)字化的技術(shù)對古建筑進(jìn)行系統(tǒng)化的整理，其目的是對古建筑資源進(jìn)行永久性地保護(hù)記錄，且便于查閱研究[3]。具體步驟主要包括先行理論研究、數(shù)字信息記錄、整理方法研究、視覺媒介設(shè)計(jì)[4]。

4.1 先行理論研究

針對本主題的先行理論研究主要圍繞“河南省古建筑”和“數(shù)字化記錄整理”兩個(gè)關(guān)鍵詞展開。河南省古建筑的理論研究主要包含兩個(gè)方面，一是繪制河南省古建筑的研究圖譜，通過查閱《河南民間建筑》《河南古建筑》《洛陽明清建筑》《根在河南》等相關(guān)著作，梳理出保存至今且具有研究價(jià)值的古建筑名錄，對可查閱的河南省古建筑的數(shù)量進(jìn)行匯總;二是對現(xiàn)有古建筑研究類型、信息、內(nèi)容等的整理，以中國知網(wǎng)為數(shù)據(jù)源，建筑科學(xué)與工程、考古、旅游、美術(shù)書法雕塑與攝影（藝術(shù)設(shè)計(jì)）、文化、檔案與博物館六大學(xué)科為研究領(lǐng)域，“主要主題”為分布項(xiàng)，進(jìn)行文獻(xiàn)檢索并歸納出現(xiàn)有的研究類型，進(jìn)而明晰古建筑研究所需要的基礎(chǔ)信息，為后期的數(shù)字化記錄對象、古建筑的整理模塊等研究提供參考。在本階段中針對“數(shù)字化記錄整理”的研究，主要是對與古建筑相關(guān)的數(shù)字化記錄方法與整理方法的查閱與整理，通過文獻(xiàn)整理、案例查找、技術(shù)團(tuán)隊(duì)咨詢、專家訪談等方法，羅列出現(xiàn)有的古建筑保護(hù)傳承的數(shù)字化形式，并對其可操作性、成本投入、優(yōu)缺點(diǎn)、適用場景等特點(diǎn)進(jìn)行評估，通過數(shù)字化技術(shù)的總結(jié)，為研究提供支持與保障。

4.2 數(shù)字信息記錄

在先行研究中明晰了需要研究的古建筑名錄、古建筑記錄整理的基礎(chǔ)信息類型、數(shù)字化記錄整理的技法三個(gè)要點(diǎn)。本節(jié)討論如何通過數(shù)字化技法對古建筑進(jìn)行系統(tǒng)的信息采集與記錄。對需要采集的基礎(chǔ)信息與常用的數(shù)字化技法進(jìn)行配比，探尋二者間的關(guān)聯(lián)性。為了確保信息采集的可操作性與準(zhǔn)確性，用解構(gòu)主義研究法對古建筑的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、功能進(jìn)行拆解，對古建筑的空間秩序進(jìn)行“宏觀—中觀—微觀”三個(gè)層面的分解，逐層分析各部分的特質(zhì)，對各層面古建筑所包含的基礎(chǔ)信息進(jìn)行采集：宏觀層面為建筑的平面布局，中觀層面為古建筑中所包含的大門、垂花門、正室、耳房等主體建筑，微觀層面為古建筑的局部構(gòu)件細(xì)節(jié)及其裝飾藝術(shù)。之后，根據(jù)前期總結(jié)的數(shù)字化技術(shù)特征，結(jié)合各層面的建筑尺寸及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇與三個(gè)層面相適應(yīng)的技術(shù)手段，獲取其中的相關(guān)信息，宏觀層面的信息可采用無人機(jī)航拍技術(shù)，從鳥瞰的視角記錄古建筑的平面圖;中觀層面的信息更側(cè)重的是對古建筑中各建筑單體的結(jié)構(gòu)及尺寸的記錄，可采用三維激光掃描的形式對其進(jìn)行采集，對于局部尺寸可使用激光測繪儀進(jìn)行測量，以確保信息采集結(jié)果的準(zhǔn)確性;微觀層面是對裝飾藝術(shù)圖案的采集，因?yàn)槠涑叽巛^小、細(xì)節(jié)復(fù)雜，所以除了使用拍照以外，還要使用測量、拓印、現(xiàn)場臨摹等傳統(tǒng)手工采集方法。信息采集完成之后，繼續(xù)按照“宏觀—中觀—微觀”的建筑空間秩序，進(jìn)行文本形式的整理記錄，以CAD的形式繪制平面圖;以Sketch up、3DMAX對各建筑單體進(jìn)行立體化的記錄，并使用CAD詳細(xì)地記錄出各部分的尺寸結(jié)構(gòu);使用犀牛、Sketch up、3DMAX、PS等軟件對建筑構(gòu)件中的裝飾紋樣進(jìn)行復(fù)原，使用白描技法繪制建筑局部結(jié)構(gòu)，使用CAD或手繪制圖的方式對圖案的細(xì)節(jié)尺寸進(jìn)行詳細(xì)的記錄;最終，運(yùn)用Lightroom、Photomatix Pro、DevalVR player等圖形圖像成像技術(shù)對古建筑信息以靜態(tài)的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，以動(dòng)態(tài)的形式進(jìn)行全景描繪。古建筑各層面采集技術(shù)與成像技術(shù)對應(yīng)說明如表1所示。

4.3 整理方式研究

“數(shù)字信息記錄”部分討論的是單個(gè)古建筑的數(shù)字化采集記錄方法，當(dāng)對古建筑的采集整理達(dá)到一定數(shù)量之后，則需要對古建筑的信息進(jìn)行整理。通過“先行理論研究”中對現(xiàn)有古建筑研究類型、信息、內(nèi)容等的梳理，分別從常規(guī)匯總、模塊分類、創(chuàng)新組合3個(gè)方面對河南省古建筑的“群像”進(jìn)行整理[5]。常規(guī)匯總，是按照行政區(qū)域，對古建筑信息的基本整合與存檔記錄，以河南省17個(gè)省轄市和濟(jì)源示范區(qū)為一級單位，以各市所包含的縣域?yàn)槎墕挝唬阎坝袛?shù)字化記錄的各古建筑匯集起來。模塊分類，方便信息的展示與查閱，根據(jù)現(xiàn)有研究的分類特點(diǎn)，從造型藝術(shù)的層面出發(fā)，以模塊化的形式對信息進(jìn)行分類，可概括地分為三個(gè)類型?；A(chǔ)信息，即常規(guī)匯總的信息內(nèi)容，具體內(nèi)容同上;建筑類別，按照建筑的功能類別對其進(jìn)行一級分類，主要包括民居、祠堂、會館、宗教建筑等，之后再對各類型古建筑進(jìn)行二級細(xì)化分類;裝飾藝術(shù)，依據(jù)其所涉及的三個(gè)維度，裝飾工藝、裝飾題材、裝飾表現(xiàn)手法進(jìn)行分類。裝飾工藝分為石雕、木雕、磚雕、漆畫四大工藝，裝飾題材分為吉祥文字、祥瑞動(dòng)植物、人物組合、宗教法器，裝飾表現(xiàn)手法分為隱喻、諧音、程式化、情景營造等常見手法。創(chuàng)新組合，把模塊分類與類型學(xué)結(jié)合，借助對共性元素的發(fā)掘構(gòu)建新的組合，通過比對研究探尋創(chuàng)新組合中的未知秩序，以化解現(xiàn)有研究的深入度不足、成果趨于同質(zhì)化的問題。其具體步驟如下：步驟一，借助AHP層次分析法，以對中原古建筑的同類元素進(jìn)行再分類為目標(biāo)，把上述的模塊分類作為準(zhǔn)則層的考慮因素，構(gòu)建分層模型，拓展出新的分類組合。步驟二，借鑒因子分析法，發(fā)掘其共性特征將其作為分析因子，把步驟一中得到的“再分類”作為變量群，對其進(jìn)行排列式對比分析，對未知的共性因素進(jìn)行探究，從而發(fā)掘古建筑的深沉內(nèi)涵，并在此基礎(chǔ)上對其內(nèi)在的文化關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析[6]。

4.4 數(shù)字化整理展示

結(jié)合文化遺產(chǎn)保護(hù)傳承的核心理念，采用開源數(shù)據(jù)庫MySQL，對已有的信息進(jìn)行建構(gòu)，把“整理方法研究”中的三類方法，作為模塊信息，構(gòu)建出河南省古建筑數(shù)據(jù)庫，即對古建筑“群像”進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)字化整理展示，數(shù)據(jù)庫構(gòu)建圖如圖2所示。把“常規(guī)匯總”歸入“基礎(chǔ)信息”中，將“基礎(chǔ)信息”“建筑類型”“裝飾藝術(shù)”三類整理結(jié)果，作為數(shù)據(jù)庫的三個(gè)模塊;把“創(chuàng)新組合”作為數(shù)據(jù)庫的檢索欄，設(shè)置復(fù)合型檢索，可同時(shí)添置2個(gè)以上的關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索[7]。使用tableau、geoda等專業(yè)軟件對整理好的圖形進(jìn)行可視化處理，構(gòu)建專業(yè)數(shù)據(jù)庫的基本框架。之后，需要對數(shù)據(jù)庫的視覺界面進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過頁面布局設(shè)計(jì)，以合理的邏輯、清晰的結(jié)構(gòu)排列數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容板塊;從服務(wù)設(shè)計(jì)視角入手，洞察使用者的功能需求、審美需求、視覺習(xí)慣等，組織界面的視覺動(dòng)線、各模塊的排列順序以及各模塊在界面中所占據(jù)的面積比重等，對數(shù)據(jù)庫的界面信息進(jìn)行簡潔準(zhǔn)確的表現(xiàn);借助視覺要素設(shè)計(jì)，梳理各級頁面的內(nèi)容主次關(guān)系、引導(dǎo)用戶的視覺動(dòng)線、通過色彩組合及圖標(biāo)符號的設(shè)計(jì)展現(xiàn)河南省古建筑的地域特色;利用3D、VR、AR、扁平化設(shè)計(jì)、C4D等技術(shù)豐富可視化效果的呈現(xiàn)方式;采用視覺設(shè)計(jì)中的趣味性、互動(dòng)性等設(shè)計(jì)理論，提升可視化數(shù)據(jù)庫的界面設(shè)計(jì)[8]。

5 結(jié)語

目前，以河南地區(qū)為研究范圍的古建筑數(shù)字化記錄與整理的研究鮮少出現(xiàn)，通過對河南省古建筑的數(shù)字化整理方法的研究，為河南省古建筑的連片性整體化研究提供了方法思路。通過數(shù)字化的形式對古建筑進(jìn)行整理、記錄、存檔，加強(qiáng)了現(xiàn)代技術(shù)與傳統(tǒng)文化交融，既是對不可再生的古建筑資源進(jìn)行保護(hù)的有效手段，也是對古建筑動(dòng)態(tài)化傳承的重要路徑。將數(shù)字化技術(shù)與古建筑的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合，采用不同的數(shù)字化技法采集記錄不同的古建筑結(jié)構(gòu)信息，并將采集到的古建筑信息匯集在一起，以數(shù)據(jù)庫的形式繪制河南省古建筑檔案，為河南省古建筑提供展示平臺;同時(shí)對古建筑進(jìn)行多類型的組合整理，通過數(shù)據(jù)庫的交叉檢索方法對各類組合進(jìn)行展現(xiàn)，推進(jìn)古建筑的類比研究;對數(shù)字化技術(shù)與古建筑的采集成像關(guān)系進(jìn)行逐層對接與聯(lián)系，為數(shù)字化技術(shù)對歷史遺產(chǎn)的保護(hù)傳承方法進(jìn)行實(shí)踐論證。

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