黃河文化傳承下的河南省古建筑數(shù)字化保護

李整建　李建鳳

河南省古建筑是中國傳統(tǒng)古建筑體系中的重要組成部分。古建筑蘊含著藝術(shù)、科學、文化和歷史等多樣價值，而文物所涵蓋的文化數(shù)據(jù)信息是對古建筑最深層次的探析與理解。數(shù)字化技術(shù)逐漸融入古建筑保護領(lǐng)域當中并獲得了顯著成效。數(shù)字化技術(shù)為古建筑文化資源保護提供了新的機遇與手段，通過VR、三維掃描技術(shù)等數(shù)字技術(shù)的應用，從而探索數(shù)字技術(shù)在河南省古建筑保護中的應用場景和應用價值，促使河南省古建筑為弘揚社會核心價值觀及傳承黃河文化等發(fā)揮出真正的價值作用。

一、河南省古建筑在黃河文化中的重要性

眾所周知，黃河孕育了歷史悠久、璀璨奪目的中華文明，其也是中華民族的母親河。河南省是黃河流經(jīng)區(qū)域的關(guān)鍵文化中心及政治經(jīng)濟中心，河南省的古建筑遺產(chǎn)和文化資源是其他地區(qū)無法比擬的，其中較為著名的包括安陽殷墟、鄭州商城、隋唐洛陽城、漢魏洛陽故城等。這些古建筑文化遺產(chǎn)好似散落于黃河兩側(cè)的明珠瑰寶，黃河文化也因這地標式古建筑而更加豐富多彩，各地文化脈絡(luò)也在黃河的銜接下連成一體。河南省的古建筑不僅是中原文化的典型文化意象，也與廣大人民情感的文化血脈相互連接。通過對河南省古建筑加以保護，會使黃河精神、黃河文化及民族精神融入每個人的血液當中。

二、河南省古建筑基本特點

（一）較強的分布廣度和豐度

河南擁有數(shù)量眾多、多種類型的古建筑，形式也呈現(xiàn)出多樣化的特點，主要涵蓋了陵寢建筑、都城遺址、宗教建筑、府衙建筑和塔廟建筑等。

（二）中華傳統(tǒng)文化的核心體現(xiàn)

河南地處黃河中下游，具有源遠流長的歷史文化，也是中華民族的發(fā)祥地之一。河南省的古建筑和紀念建筑數(shù)量相對較多，體現(xiàn)了中國古代建筑體系的發(fā)展歷程，并為廣大人民群眾呈現(xiàn)出中華文明的光輝文化。以宗教建筑為例，少林寺禪堂主要采用傳統(tǒng)的殿堂風格，外觀結(jié)構(gòu)精致新穎，穹頂顯赫，內(nèi)部具備寬敞實用的空間范圍，而且整體通風條件和采光效果相對較好。

（三）建筑群總體性、綜合性強

在建筑設(shè)計階段，建筑方案的規(guī)劃選定尤為重要。例如中原古建筑典范——康百萬莊園，其是集官、商、農(nóng)為一體的大建筑群，也是特殊文化產(chǎn)物，其具有豐富的藝術(shù)內(nèi)涵及歷史積淀，呈現(xiàn)出一定的藝術(shù)價值和歷史價值?？蛋偃f莊園主要位于河、洛、嵩的交接位置上，依山傍水，并具備“金龜探水”的稱呼，充分彰顯出中國傳統(tǒng)建筑綜合性、總體性的一致化觀念。另外，窯洞與房屋院落的組合及建筑群體間的組合體現(xiàn)出“天人合一”思想，這也充分體現(xiàn)出中國傳統(tǒng)古建筑的文化內(nèi)涵。

三、古建筑數(shù)字化保護的意義及特點

（一）數(shù)字技術(shù)的應用意義

傳統(tǒng)測繪技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在無須設(shè)備支持，工作人員僅憑借垂球、直尺等測量工具便可以充分掌握古建筑的圖紙內(nèi)容及文字數(shù)據(jù)，但是傳統(tǒng)測繪技術(shù)的弊端主要包括成本高、效率低及精度低等，而且直接觸摸往往會對古建筑帶來或多或少的影響及破壞。采用數(shù)字化技術(shù)便體現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

首先，利用數(shù)字化技術(shù)可以避免工作人員與古建筑直接接觸，減少文物破損。而且可以在低成本、高效率的基礎(chǔ)上提升古建筑修復保護工作的整體效率，即便在惡劣復雜的環(huán)境條件下也可以充分發(fā)揮出數(shù)字化技術(shù)在古建筑保護中的價值作用，充分滿足古建筑測繪工作的多樣化需求。

其次，隨著數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)逐漸向精準化、便捷化、時效化的方向穩(wěn)步邁進，科學運用三維無線激光圖像掃描技術(shù)可以收集并分析古建筑的具體數(shù)據(jù)，進一步為中國古建筑的修復保護及管理工作提供完整性、真實性、可靠性的參考數(shù)據(jù)，并為建筑空間數(shù)據(jù)的后續(xù)分析工作帶來強有力的技術(shù)保障。

最后，利用數(shù)字化技術(shù)可以獲取古建筑的坐標點數(shù)據(jù)，并將其及時轉(zhuǎn)化為三維模型，幫助工作人員針對古建筑文物數(shù)據(jù)展開收集、選擇、匯總及轉(zhuǎn)化等一系列工作。將數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以看出，數(shù)字化技術(shù)在古建筑修復及保護工作中凸顯出不可比擬的優(yōu)勢，相關(guān)人員可以運用新舊兩種技術(shù)深度結(jié)合的方法實現(xiàn)對古建筑的進一步保護與修繕。比如在對古建筑場地展開全面化勘測探究后，可以將三維激光掃描技術(shù)與傳統(tǒng)測繪技術(shù)進行高度融合，這樣便可以減少文物修復的時間和成本支出，進而幫助工作者及時獲取古建筑信息模型，為后續(xù)修復保護古建筑工作奠定穩(wěn)固的基石。

（二）古建筑保護中用到的數(shù)字技術(shù)

1.虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)

現(xiàn)如今，仿真虛擬現(xiàn)實技術(shù)即VR技術(shù)的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)在大眾視野當中。VR技術(shù)主要由虛擬仿真與多媒體圖像技術(shù)、計算機圖形、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多樣化科技高度結(jié)合而成。通過計算機技術(shù)可以模擬構(gòu)造出全新的現(xiàn)實場景，為體驗者帶來真實、全面的模擬環(huán)境，進而使體驗者具有身臨其境的奇幻感受。將VR技術(shù)運用于古建筑當中，再采用三維激光掃描技術(shù)對建筑實體進行數(shù)據(jù)收集，搭建出虛擬化、數(shù)字化的三維儲存模型。隨著城市化的進步與發(fā)展，收集不同類型的人文歷史數(shù)據(jù)并將其整合為VR紀錄片，不但可以強化文物信息儲存的完整性和真實性，還可以將其應用于旅游觀光、文化推廣及景觀宣傳等領(lǐng)域當中，能夠推動當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，彌補城市文化的空缺和漏洞。

2.三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描借助智能化計算機系統(tǒng)和現(xiàn)代化掃描儀能夠及時提取物體內(nèi)外部結(jié)構(gòu)的激光數(shù)據(jù)、反射率等基本信息，并對內(nèi)部空間的三維坐標進行科學化分析，通過構(gòu)建出真實可靠的三維圖像為古建筑的修復管理及保護工作提供全面、精準的數(shù)據(jù)與信息。根據(jù)古建筑的發(fā)展歷史可以為眾多破損建筑進行復現(xiàn)，為古建筑的深層次探究工作提供更有力的保障與支持。對大規(guī)模古建筑進行三維激光掃描后及時構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，相關(guān)人員可以對時代建筑、文化傳播和民族文化等內(nèi)容展開研究，并以數(shù)據(jù)庫為核心實現(xiàn)文化的快速傳播。從整體視角來看，河南省古建筑保護在國內(nèi)各省區(qū)中始終處于領(lǐng)先地位，對古城區(qū)域的遺跡保護也取得了顯著成果。但是，省內(nèi)部分偏遠地區(qū)仍然存在古建筑破損問題，所以可以運用三維激光掃描技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，進而對古建筑的維護、保養(yǎng)、管理及保護工作起到良好的促進作用和引導作用。

四、古建筑數(shù)字化保護中數(shù)字技術(shù)的應用

數(shù)字技術(shù)是信息時代的主要產(chǎn)物，對于古建筑的保護工作，數(shù)字技術(shù)呈現(xiàn)出不容小覷的價值作用。首先，數(shù)字技術(shù)可以有效應用于關(guān)鍵古建筑文物信息儲存工作當中，促使其可以在安全可靠的環(huán)境下得以永久性保護。其次，數(shù)字技術(shù)可以為中國專業(yè)學者的古建筑研究工作提供精準、科學的參考信息，數(shù)字技術(shù)支持下的古建筑保護也可以展現(xiàn)為數(shù)字呈現(xiàn)方式，以此來為游客提供直觀的參觀感受，切實減少開放古建筑所承受的壓力。最后，數(shù)字技術(shù)可以為特殊文物給予一定的技術(shù)支持，比如文字、雕塑和壁畫等均是中國古建筑領(lǐng)域中需要重點保護的對象，相關(guān)人員可以結(jié)合實際需求并采用數(shù)字技術(shù)將所匯總的數(shù)據(jù)內(nèi)容、精度信息加以分類存檔，確保數(shù)據(jù)文件的完整性和真實性。

（一）利用數(shù)字化技術(shù)采集古建筑數(shù)據(jù)

在古建筑保護階段中，可以采用數(shù)字化技術(shù)收集數(shù)據(jù)信息，將收集到的各類信息數(shù)據(jù)有效輸送至相關(guān)數(shù)據(jù)平臺內(nèi)部。同時，利用備份功能將匯總的數(shù)據(jù)儲備在云盤當中，以此提高數(shù)據(jù)信息的安全性和可靠性。數(shù)字技術(shù)對動態(tài)文物的發(fā)展保護也呈現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。在動態(tài)文物保護期間，相關(guān)人員可以在不同時期收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并對不同時間、相同地點所產(chǎn)生的文物數(shù)據(jù)進行對比，重點考察文物材料的擺放方位、損壞范圍并對其展開多次迭代。在數(shù)字技術(shù)的幫助下獲取古建筑數(shù)據(jù)信息可以降低勞動力整體消耗量，也為恢復中國古代文化資產(chǎn)和財產(chǎn)的研究工作指明了引導方向。另外，數(shù)字技術(shù)也為古建筑的后續(xù)維護工作提供一定的指導，促使維修工作的精準性及可靠性得以提高，為動態(tài)文物保護工作帶來了低成本、高效益的可行性。

（二）利用數(shù)字技術(shù)進行文化和狀態(tài)評估

在古建筑數(shù)字保護工作中，科學使用數(shù)字技術(shù)可以對古建筑的歷史數(shù)據(jù)、發(fā)展歷程展開進一步探究與分析，結(jié)合不同時段所采集的文物信息與大數(shù)據(jù)相融合，可以幫助研究人員探析數(shù)據(jù)背后潛在的問題及弊端，進而及時探尋出解決問題的方法，為有效解決文物保護問題提供多樣化的技術(shù)扶持。對于收集完畢的文物數(shù)據(jù)，相關(guān)人員可以借助傳感器的技術(shù)優(yōu)勢進行多種環(huán)境數(shù)據(jù)的收集工作，包括濕度、溫度、氣候等，并運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對其展開進一步探究與挖掘，以此來查明文物材料的發(fā)展歷程及變化特點。所以，數(shù)字技術(shù)可以結(jié)合環(huán)境變化特點精準預測文化財產(chǎn)的形態(tài)以及物質(zhì)變化趨勢，并能夠在第一時間采用科學有效的預防措施為其提供保護。運用數(shù)字技術(shù)開展古建筑文物評估的具體流程主要是收集相應資料，并在智能感知的基礎(chǔ)上，采用無損檢測技術(shù)對古建筑和文物完整度、健康情況及環(huán)境影響因素，展開科學化檢測與探究，充分掌握文物的基本性質(zhì)和屬性，并對其實施完善科學的預防性保護，進而構(gòu)建出“檢測—評估—預防—保護”的整體框架。

（三）利用數(shù)字技術(shù)輔助修復古建筑

在古建筑保護階段，工作人員可以運用數(shù)字技術(shù)對古建筑展開全方位測量及3D重塑，及時尋找出存在缺陷及漏洞的古代建筑，結(jié)合古建筑的基本特點和原貌加以優(yōu)化修復。比如，相關(guān)人員可以應用形狀匹配技術(shù)，在文物修復工作中科學運用空間范圍內(nèi)存在的輪廓線，并結(jié)合輪廓線的最終匹配成果與古建筑展開對比論證，進而在短時間內(nèi)修復古建筑構(gòu)件的裂縫問題，其主要包括曲面模型的合理銜接與匹配，3D曲面模型的高度融合及設(shè)計編制可以將古建筑修復至最接近原貌。采用三維計算機模型，將原本的文物模型輸送至快速制作原型設(shè)備內(nèi)部，并對小規(guī)模建筑物展開全面化檢測審核，為工作人員提供相關(guān)的數(shù)據(jù)信息以便于展開文物的研究保護工作，促進古建筑的修復工作有序開展。

（四）利用數(shù)字技術(shù)開展深度研究

古建筑的修復及保護是一個綜合性、系統(tǒng)性的過程，相關(guān)人員需要在實際保護階段中科學運用多樣化數(shù)據(jù)加以探究、假設(shè)并獲取相關(guān)論證。通過對數(shù)字化模型的有效使用及數(shù)據(jù)分析，對古建筑展開科學對比，相關(guān)人員可以有效檢查數(shù)據(jù)與古建筑彼此間存在的關(guān)聯(lián)性，進而為修復技術(shù)和保護技術(shù)的應用提供更多有力的保障，也為研究古建筑的保護修復工作帶來了數(shù)據(jù)支持，呈現(xiàn)出顯著的轉(zhuǎn)化價值。一般情況下，數(shù)據(jù)模型涉及諸多研究信息，主要包括材料數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)等，此種信息數(shù)據(jù)是幫助專業(yè)研究人員深層次挖掘古建筑內(nèi)涵的核心條件，研究人員可以根據(jù)具體的信息內(nèi)容重點探析古建筑的變化趨勢，為進一步保護古建筑提供數(shù)據(jù)支持。

（五）利用數(shù)字技術(shù)向公眾呈現(xiàn)古建筑文化

運用數(shù)字技術(shù)保護古建筑，不但可以將歷史文物的美感、文化充分呈現(xiàn)在大眾的視野當中，還可以促使觀賞者全面地感受到優(yōu)美的歷史景觀。現(xiàn)如今，國家政府部門對古建筑文物的修復與保護工作給予了更多的關(guān)注及重視，作為中國歷史文化的瑰寶，歷史文物充分彰顯出中國文化特色的歷史內(nèi)涵。另外，隨著旅游業(yè)規(guī)模的日益擴大，來自世界各地的游客更傾向于參觀與欣賞古建筑和文物，這也促進了古建筑文化的傳承。但是隨著游客數(shù)量的增多，在古建筑觀摩欣賞期間往往會出現(xiàn)文物破損或毀壞等問題。相關(guān)機構(gòu)需要科學運用數(shù)字技術(shù)展開古建筑修復與保護工作，以此來為社會公眾呈現(xiàn)出完美無缺的歷史文物。通過運用數(shù)字三維建筑模型，可以向來往游客提供歷史文物的一系列信息內(nèi)容，拓寬歷史文物所涵蓋的信息量。根據(jù)直觀的數(shù)字化顯示措施，社會公眾不但可以清晰、直觀地感受古建筑的內(nèi)涵美，也可以及時掌握歷史文物的數(shù)據(jù)，以此來體會古建筑所蘊含的文化價值。

五、結(jié)語

綜上所述，將數(shù)字化技術(shù)有效應用于古建筑保護工作當中，可以切實提高古建筑保護效果，并在此基礎(chǔ)上降低保護古建筑所消耗的成本，切實提高數(shù)據(jù)處理和分析的高效性、可靠性。在古建筑保護工作中，相關(guān)人員需要結(jié)合歷史文化特征，運用數(shù)字技術(shù)為古建筑提供最大化保護，充分展現(xiàn)古建筑的文化魅力和內(nèi)涵。