文物建筑數(shù)字檔案建設(shè)探索與實踐

袁強(qiáng)亮 狄海寧

數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展為傳統(tǒng)建筑保護(hù)和管理提供了全新思路和手段，也形成了大量的數(shù)字檔案信息資源。建立完善的古建筑數(shù)字檔案體系，為古建筑保護(hù)與研究提供更多資源支撐，是各級文物保護(hù)部門面臨的一項重要任務(wù)。南京市博物總館在利用三維激光掃描、數(shù)碼攝影、BIM建模等數(shù)字化手段采集文物建筑基本信息，建立朝天宮（南京市博物館）古建筑群文物檔案數(shù)據(jù)庫，以及利用數(shù)字檔案資源推進(jìn)古建筑保護(hù)等方面，進(jìn)行了積極探索。

一、 南京朝天宮古建筑群數(shù)字檔案建設(shè)的實踐探索

朝天宮建筑歷史可追溯至六朝時期，1956年被列入省文物保護(hù)單位，2013年被列入全國重點文物保護(hù)單位。朝天宮是江南地區(qū)現(xiàn)存等級最高、規(guī)模最大、保存最為完整的明清官式古建筑群落，素有“金陵第一勝跡”的美譽(yù)，其格局、樣式、營造技術(shù)等是中國古建筑尤其是明清建筑重要且難得的實物資料，具有極高的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價值。因此，推進(jìn)朝天宮文物建筑群數(shù)字檔案建設(shè)意義深遠(yuǎn)。

1. 重視數(shù)字化保護(hù)與管理“頂層設(shè)計”

確定總體技術(shù)路線設(shè)計是文物建筑數(shù)字化保護(hù)的關(guān)鍵。文物建筑數(shù)字化設(shè)計共分為數(shù)字化保護(hù)、數(shù)字化管理與數(shù)字化展示三個階段，完整囊括文物建筑數(shù)字化的各個步驟。首先，通過管線測繪、精細(xì)三維建模、數(shù)字拓印等技術(shù)對南京朝天宮文物建筑群進(jìn)行全面、系統(tǒng)的數(shù)字資源采集，形成朝天宮文物建筑群數(shù)字化保護(hù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時，對朝天宮文物建筑群進(jìn)行檔案圖紙掃描、檔案資料整理及建筑測繪圖繪制。通過豐富、多維的數(shù)字資源，實現(xiàn)檔案資料和文物建筑細(xì)節(jié)信息真實、直觀的永久記錄與科學(xué)保存，避免因人為操作、環(huán)境影響而導(dǎo)致文物細(xì)節(jié)信息丟失，為下一步的修復(fù)修繕、展示利用及保護(hù)研究等工作夯實數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 。其次，在數(shù)字資源建設(shè)的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)整理入庫，通過開發(fā)文物建筑綜合管理系統(tǒng)實現(xiàn)博物館檔案資料、三維模型、測繪圖紙等多種數(shù)字資源的精細(xì)化管理，推進(jìn)數(shù)字檔案資源利用共享，提升博物館相關(guān)業(yè)務(wù)的管理效率。最后，基于VR頭盔、VR主機(jī)等設(shè)備，開發(fā)文物數(shù)字交互展示系統(tǒng)，集成文物建筑數(shù)字資源，實現(xiàn)博物館文物建筑的虛擬漫游體驗和交互操作，豐富博物館的參觀展覽形式，提升博物館的公眾服務(wù)能力。

2. 加強(qiáng)文物建筑檔案信息數(shù)字化采集

朝天宮每一座建筑都是一段歷史的縮影、一種文化的結(jié)晶，彌足珍貴。而記錄這些文物建筑過往的歷史檔案，無疑是文物建筑的魂與魄，同樣十分珍貴，應(yīng)該得到有效的保護(hù)與開發(fā)。為此，在對現(xiàn)有朝天宮文物建筑檔案資料進(jìn)行整理和類別劃分的基礎(chǔ)上，根據(jù)資料年代的不同作系統(tǒng)化整理，形成一系列文物建筑完整檔案，更好地滿足了查閱利用之需。同時根據(jù)現(xiàn)存的檔案資料，查漏補(bǔ)缺，缺失部分結(jié)合專業(yè)能力和數(shù)字化采集成果補(bǔ)齊，其中包括新掃描建筑圖紙的編目、索引等標(biāo)注工作。此外，重視對朝天宮建筑的改造維護(hù)、機(jī)電、電路、展陳等圖紙進(jìn)行掃描，將掃描后的圖紙資料導(dǎo)入數(shù)字資源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合和遷移，方便后續(xù)的統(tǒng)一管理和調(diào)用。

3. 建立文物建筑檔案信息管理系統(tǒng)

依托BIM、GIS、空間數(shù)據(jù)庫和數(shù)字信息等技術(shù)，對文物建筑數(shù)字檔案資源和建筑信息模型進(jìn)行管理，為后期文物建筑的保護(hù)研究與展示利用提供便捷工具，全面提升博物館數(shù)字資源規(guī)范化、信息化管理水平?；谫Y源統(tǒng)一管理和共建共享的理念，通過建立數(shù)字資源管理子系統(tǒng)實現(xiàn)對歷史資料、圖紙等相關(guān)文檔的管理利用功能，為后期文物建筑的保護(hù)與修繕工作提供數(shù)據(jù)支撐。如通過建筑信息模型BIM子系統(tǒng)，在三維虛擬建筑場景中實現(xiàn)文物建筑的三維精細(xì)模型可視化，使人們能夠全方位、多角度地了解目前文物建筑的環(huán)境和文物建筑群，管理者能夠清楚文物建筑保存的真實現(xiàn)狀，并且將日后的保護(hù)修繕工作記錄錄入系統(tǒng)中，形成一個完整、可持續(xù)性的檔案信息管理平臺。系統(tǒng)將預(yù)留出用于后期文物建筑監(jiān)測管理模塊、歷史信息發(fā)布模塊、與互聯(lián)項目報告相關(guān)的數(shù)據(jù)共享等鏈接的端口。

二、 文物建筑數(shù)字檔案建設(shè)中亟待重視的問題

1. 數(shù)字檔案采集不夠全面

隨著科技的快速發(fā)展，以三維激光掃描、近景攝影測量等為代表的數(shù)字化采集技術(shù)在文物建筑信息采集上的應(yīng)用已日趨成熟，但也存在文物建筑數(shù)字化采集缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，忽略大量人文歷史信息，采集對象與環(huán)境脫離等問題。因此，應(yīng)全面準(zhǔn)確采集建筑的歷史、修繕記錄、建造技藝等方面原生紙質(zhì)檔案，翔實地反映文物建筑的歷史積淀與實體狀況。例如上海市政府在歷史建筑檔案管理工作中提出：“一座歷史建筑，為了更好地進(jìn)行保護(hù)和管理，并更好地發(fā)揮它的作用，必須有計劃地建立起完整的科學(xué)技術(shù)檔案。要求做到萬一這座建筑全部被毀，也能根據(jù)這些檔案資料加以復(fù)原的程度?！?/p>

2. 數(shù)字化加工標(biāo)準(zhǔn)有待細(xì)化

文物建筑數(shù)字檔案資源建設(shè)雖然取得了較大成果，但現(xiàn)有的文物建筑數(shù)字化成果格式繁雜多樣，建設(shè)成果往往需要對應(yīng)的專業(yè)軟件才能打開使用，這對于非相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員及管理者而言，需要學(xué)習(xí)大量的軟件使用方法，大大降低了工作效率。為此，如果在加工提交階段預(yù)先考慮到這一問題，則可在現(xiàn)有技術(shù)水平下約束建設(shè)資源的提交格式，建立不同類型的文物建筑數(shù)據(jù)資料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從數(shù)據(jù)源頭進(jìn)行控制，保證數(shù)據(jù)的規(guī)范性和統(tǒng)一性，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接與轉(zhuǎn)換，同時能夠為數(shù)據(jù)采集方式、內(nèi)容以及采集設(shè)備的選擇提供規(guī)范性指導(dǎo)，有效保證數(shù)據(jù)資源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，減少軟件和管理系統(tǒng)的冗余，降低資源的使用門檻，進(jìn)而提高資源的利用率。

3. 數(shù)字檔案存儲安全面臨挑戰(zhàn)

數(shù)字化技術(shù)為千行百業(yè)轉(zhuǎn)型升級賦能，同樣也為古建筑檔案的存儲和應(yīng)用提供了新的方式、注入了新的動力。然而在運(yùn)用過程中，數(shù)字檔案所面臨的安全風(fēng)險也愈加突出。因此，文物管理部門須增強(qiáng)安全意識，采取有效措施杜絕風(fēng)險。一方面要根據(jù)數(shù)字檔案長期保存的需求，做好存儲設(shè)備的升級換代，提升數(shù)字檔案的可讀性和長期保存的可靠性。另一方面，要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，確保數(shù)字檔案的保密性和安全性，嚴(yán)防惡意攻擊、病毒感染、系統(tǒng)故障等損毀檔案數(shù)據(jù)的風(fēng)險發(fā)生，同時做好檔案數(shù)據(jù)的備份，真正在文物保護(hù)、利用、研究的實踐中發(fā)揮數(shù)字檔案的應(yīng)有作用。

4. 數(shù)字檔案資源應(yīng)用受到制約

當(dāng)前文物建筑數(shù)字化成果主要作為檔案資源進(jìn)行存儲，而對這些數(shù)字檔案資源的展示利用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。一方面是由于上文提到的數(shù)字化成果格式問題，另一方面是現(xiàn)有展示手段和設(shè)備的單一、分散也阻礙了資源的利用。不可忽視的是，有許多資源由于知識產(chǎn)權(quán)等問題，管理者難以界定其是否適合公開傳播，這也是影響資源傳播應(yīng)用的原因。因此，搭建專業(yè)的數(shù)字化綜合信息管理平臺，對現(xiàn)有的數(shù)字檔案資源加以整合并進(jìn)行統(tǒng)一管理，顯得尤為重要。要以系統(tǒng)思維對其進(jìn)行分類梳理，切實解決管理資源可否公開、使用何種利用手段、能否進(jìn)行專業(yè)性研究等諸方面問題，才能更好地滿足管理、教育、展示傳播的多重業(yè)務(wù)需求，推進(jìn)數(shù)字檔案的利用和共享，為文物建筑的保護(hù)和應(yīng)用提供更好的支撐。

三、 多措并舉推進(jìn)文物建筑數(shù)字檔案資源開發(fā)利用

1. 加強(qiáng)文物建筑檔案資源的多維應(yīng)用

文物建筑數(shù)字檔案信息包括文物的圖像、視頻、音頻、文字等，具有極高的歷史、文化、藝術(shù)價值。通過數(shù)字技術(shù)的處理，文物建筑數(shù)字檔案可以實現(xiàn)無損復(fù)制、永久保存，同時也可以進(jìn)行高效的查詢、利用和共享。開發(fā)利用文物建筑數(shù)字檔案資源具有廣泛的應(yīng)用場景和商業(yè)前景。首先，用于文物的保護(hù)修復(fù)。數(shù)字檔案的建立，為文保工作提供更加精確可靠的數(shù)據(jù)支持。朝天宮古建筑絕大部分都是木結(jié)構(gòu)，在多雨潮濕的環(huán)境下極易遭到白蟻侵害，以往采用人工方法進(jìn)行滅治，效果不夠理想。為改變這種被動防治的局面，南京市博物館通過古建筑數(shù)字檔案細(xì)致分析蟻害發(fā)生的重點部位和關(guān)鍵時段，并采用智能化手段對古建筑進(jìn)行全面監(jiān)測記錄與調(diào)查評估，實時掌握白蟻活動情況?，F(xiàn)每年蟻害發(fā)生率比以往降低了87%左右，有效保護(hù)了古建筑文物的安全。其次，用于文化傳承和推廣。通過數(shù)字技術(shù)的可視化展示，可以讓更多的人了解和認(rèn)識文物建筑的文化內(nèi)涵和歷史價值，促進(jìn)傳統(tǒng)文化的傳承和推廣。為講好“朝天宮”故事，拓展公眾對朝天宮歷史背景和當(dāng)代價值的認(rèn)識，南京市博物館利用古建筑數(shù)字檔案，通過VR技術(shù)增強(qiáng)游客體驗樂趣，拉近了古建筑文物與游客之間的距離，使博物館得到人氣和口碑的雙贏。最后，用于商業(yè)開發(fā)和應(yīng)用。通過數(shù)字技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用，可以開發(fā)出各種文物建筑數(shù)字檔案的衍生產(chǎn)品，如文化旅游、文化創(chuàng)意等，為文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的動力和商機(jī)。在開發(fā)利用文物建筑數(shù)字檔案的過程中，需要注重技術(shù)手段的選取和應(yīng)用。目前，常用的數(shù)字技術(shù)包括三維掃描、激光掃描、攝影測量等，這些技術(shù)可以實現(xiàn)對文物建筑信息的精確采集和無損保存。同時，還需要注重數(shù)字檔案的應(yīng)用場景和商業(yè)前景的拓展?？梢酝ㄟ^互聯(lián)網(wǎng)、移動終端等渠道，實現(xiàn)文物建筑數(shù)字檔案的在線展示和共享，為公眾提供更加便捷和豐富的文化服務(wù)?？傊?，文物建筑數(shù)字檔案的開發(fā)利用是文保工作的重要方向，具有廣泛的應(yīng)用場景和商業(yè)前景。

2. 開設(shè)文物建筑微課程

文物建筑是文化遺產(chǎn)的重要組成部分，它們不僅代表著歷史文化的積淀，還對增強(qiáng)人們的文化自信和認(rèn)同感具有重要作用。通過開設(shè)微課程，學(xué)生可以更深入地了解文物建筑的歷史、文化、藝術(shù)和科技等方面的知識，提高對文化遺產(chǎn)的認(rèn)識和保護(hù)意識。利用豐厚的文物建筑數(shù)字檔案資源，設(shè)計朝天宮專題學(xué)生課程，每節(jié)課15分鐘，引導(dǎo)學(xué)生通過知識介紹、圖片欣賞、延伸閱讀等方式掌握朝天宮建筑群的歷史演變及建筑特點，感受中國文物建筑的藝術(shù)魅力，激發(fā)學(xué)生對南京的熱愛，對中國文物建筑、博物館的興趣。開設(shè)文物建筑微課程，對于文化遺產(chǎn)保護(hù)、學(xué)生綜合素質(zhì)提高、文化傳承和發(fā)展等均具有重要意義。

3. 建設(shè)文物建筑數(shù)字博物館

運(yùn)用文物建筑數(shù)字檔案、三維模型等數(shù)字資源，通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及相關(guān)硬件設(shè)備構(gòu)建數(shù)字博物館，打破實體博物館的局限性，延伸博物館空間，最大限度地擴(kuò)展博物館功能。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬現(xiàn)實的場景，達(dá)到圖像、聲音等方面的高度擬真，在不動一磚一瓦的情況下，人們同樣能夠身臨其境地領(lǐng)略歷史古跡的魅力。這不僅節(jié)省了資源，也將文物建筑這種無形的遺產(chǎn)保留和延續(xù)下來。數(shù)字博物館建設(shè)是當(dāng)前文化科技融合的新領(lǐng)域，為文化傳承、保護(hù)和創(chuàng)新能力提升提供了新的可能性。

隨著文物建筑檔案資源的日益豐富以及信息化管理水平的日益提升，數(shù)字檔案在文物建筑保護(hù)進(jìn)程中發(fā)揮的作用愈加突出。各級文保部門要牢記習(xí)近平總書記關(guān)于“要把凝結(jié)著中華民族傳統(tǒng)文化的文物保護(hù)好、管理好，同時加強(qiáng)研究和利用”的要求，積極落實數(shù)字化戰(zhàn)略，為文物建筑的長期保存和科學(xué)利用創(chuàng)造有利條件，構(gòu)筑科學(xué)的文物建筑數(shù)字化管理與保護(hù)體系，更好地推進(jìn)文物建筑的保護(hù)、展示和科學(xué)研究。