摘要：中國古建筑是中華文明和歷史的重要見證，它以其獨特的布局和構(gòu)造屹立于世界建筑之林，我們不得不嘆服古建筑巧奪天工的藝術(shù)價值。但是隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，許多珍貴的建筑受到不同程度的人為破壞，我們感到痛心疾首的同時，也要尋求保護它的有效途徑。

關鍵詞：古建筑；虛擬色彩修復技術(shù)；虛擬漫游技術(shù)

近年來，人們越來越重視對古建筑這項重要的歷史遺產(chǎn)的保護，而科學技術(shù)的飛速發(fā)展為古建筑的保護和修繕提供了強大的技術(shù)支撐。古建筑的保護和修繕是一項任重而道遠任務，從早期的以角尺、垂球、直尺為工具的測量和繪制方法到如今以虛擬色彩及漫游技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)的普遍應用，可看出現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展保護在古建筑方面所起到的關鍵作用。

一、古建筑數(shù)字化技術(shù)的概述

（一）古建筑數(shù)字化技術(shù)的應用

古建筑物數(shù)字化是指虛擬化和數(shù)字化現(xiàn)實建筑的尺寸、圖像、構(gòu)造等資料的過程。具體來說就是將建筑構(gòu)造的各方面信息轉(zhuǎn)化成可以存儲在計算機中的數(shù)據(jù)，并且將得到的一系列數(shù)據(jù)匯總成立數(shù)據(jù)模型，最后以二進制代碼的方式儲存在計算機中，這個過程也就是信息數(shù)據(jù)化的過程。

伴隨著二十世紀末計算機網(wǎng)絡的快速發(fā)展，新起的數(shù)字化技術(shù)被廣泛推廣，其相對于應用在數(shù)字化文化遺產(chǎn)的保護中，因而對于文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護也隨之成為文化遺產(chǎn)學術(shù)研究領域的熱點，并且建筑保護工作者積極將這些先進技術(shù)應用到文化遺產(chǎn)的保護和修繕中。目前來說，關于古建筑的數(shù)字化應用技術(shù)主要有建筑動畫技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，也就是虛擬色彩和虛擬漫游技術(shù)。

（二）虛擬色彩修復技術(shù)的應用

相對于傳統(tǒng)的古建筑色彩的修復工作一般是由具有豐富經(jīng)驗的古建筑修復工匠和專家親自在建筑物上手工進行操作，他們大多憑借相似的參照物以及自身的經(jīng)驗對建筑物進行修復，由于人為因素的不確定性以及一些建筑物裝飾色彩復原的難度較大，很容易出現(xiàn)人為失誤，給建筑物造成的毀滅性損害風險也加大。隨著電腦數(shù)字圖像處理和虛擬色彩技術(shù)的出現(xiàn)，為解決不同色彩和構(gòu)造的建筑物修復問題提供了可能。這種新型的技術(shù)通過計算機視覺、數(shù)字圖像處理、模式識別等將顏色遷移用于圖像間的色彩傳遞，從而為古建筑的色彩修復工作提供可行性方案。

（三）虛擬漫游技術(shù)的應用

目前來說古建筑虛擬漫游技術(shù)主要分為兩種：一是基于三維建模的虛擬虛擬漫游技術(shù)，二是基于圖像的虛擬漫游技術(shù)，它們都是由虛擬場景的構(gòu)造來決定的，前者主要是虛擬建模語言，后者是虛擬全景技術(shù)。通過對建筑物進行實地拍攝，利用建模軟件和虛擬現(xiàn)實工具箱構(gòu)建出三維虛擬建筑，并建立功能按鈕和可視化界面。虛擬漫游技術(shù)是建立某個逼真的虛擬現(xiàn)實空間，在特定場景下實施建筑物的仿真虛擬，最終建模軟件虛擬出的三維世界可以導出文件并保存。作業(yè)者可以觀察虛擬建筑物的各個不同角度，從而進行下一步的設計和規(guī)劃。

二、關于古建筑虛擬色彩修復技術(shù)的研究

色彩在建筑物中作用不容小覷，我國古建筑在色彩運用方面有其獨特的見解和成就。協(xié)調(diào)而豐富多樣的色彩不僅起到很好的裝飾和視覺效果，也對建筑物的保護起到一定作用，我國古代建筑大多以木質(zhì)構(gòu)造建成，很容易受到自然和人為的破壞。相比較人工修復的不確定因素，利用計算機輔助的虛擬色彩修復技術(shù)更加安全和精確。

在認識到傳統(tǒng)的色彩修復不足后，虛擬色彩修復技術(shù)作為新的技術(shù)會得到更為廣泛的應用，它將采集的建筑物圖像按照色彩褪色、變色的程度分級，再對不同圖像色彩的損害程度有相應的虛擬色彩修復算法。關于古建筑的色彩修復，有三種顏色遷移的算法和思路：

（1）對于建筑物色彩保存相對較好且建筑物本身圖案較復雜的平面裝飾圖像的色彩可以運用圖像分割和區(qū)域匹配的顏色遷移算法；

（2）對于建筑物褪色、變色嚴重且建筑物本身圖案不太復雜的平面裝飾圖像的色彩可以運用直方圖映射和分層遷移的灰度圖像上色算法；

（3）對于建筑物褪色、變色嚴重且建筑物本身圖案和色彩復雜平面裝飾圖像的色彩可以運用參考色彩模型的區(qū)域顏色遷移算法。

建筑物的不同損害程度和不同類型有相應的顏色遷移算法，在這三種算法中基于運用參考色彩模型的區(qū)域顏色遷移算法相對來說比較通用。當然，每個算法都是有意義的嘗試，都有其適用的領域，并且都能取得修復效果。利用計算機虛擬色彩修復技術(shù)，可以讓我們更為直觀的感受古建筑修復后的狀況，通過全方位、多角度的展示，使古建筑的保存工作更能順利開展，并為后人提供參考和借鑒價值。

三、關于古建筑虛擬漫游技術(shù)的研究

虛擬漫游技術(shù)是利用電腦為用戶生成一個虛擬現(xiàn)實環(huán)境，并以仿真的方式創(chuàng)造一個反映實體變化與相互作用的三維世界。虛擬現(xiàn)實技術(shù)對古建筑的保護和修復有很大促進作用，通過虛擬漫游、虛擬交互技術(shù)復原或重現(xiàn)古建筑，對建筑文化遺產(chǎn)的保護以及用戶體驗都具有一定意義。其中，建立三維虛擬世界的可視化和功能按鈕需要建模軟件和工具箱，它們提供簡單的場景漫游和導航功能，并且進行場景的交互和格式的輸出。古建筑虛擬場景中有以下兩種：

（1）虛擬現(xiàn)實工具箱，它是集矩陣運算、數(shù)值分析、圖形顯示和信號處理于一身的可視化和數(shù)值計算教學軟件。通過直接增加、刪除或修改場景中的各個節(jié)點和域，定義和創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)，查看移動三維場景的信號和接口驅(qū)動，并擁有實時改變虛擬世界中對象位置和屬性或者進行模擬時改變模型參數(shù)的交互功能，從而提供了快速、方便、簡介、友好的用戶體驗環(huán)境。

（2）建筑草圖大師，它是由美國設計推出的虛擬漫游工具。它的優(yōu)點是簡單易學，就算不是建筑方面的專業(yè)人士也能迅速掌握技巧，尤其適合有關建筑設計的初學者。通過建構(gòu)、顯示及編輯三維建筑模型的方式，最終導出視圖或格式的向量文件，畫出平面圖形，用戶可以邊思考邊設計，打破了傳統(tǒng)建筑設計思想的束縛。

當今數(shù)字化應用技術(shù)廣泛運用對古建筑的保護方面，其中虛擬漫游技術(shù)的特點就是具有很強的真實感，例如對于東山書院的虛擬全景漫游的網(wǎng)絡展示，用戶能夠身臨其境的漫游在東山書院的虛擬場景中并且在虛擬空間中從各個角度進行技術(shù)操作，最終使建筑物三維場景漫游的效果得到全方位展示。

四、關于古建筑色彩修復及漫游技術(shù)的展望

本文著重討論古建筑保護和修復過程中虛擬色彩修復技術(shù)和虛擬漫游技術(shù)的應用理論，但是在實際操作過程中，我們有可能找不到與建筑物色彩匹配的顏色遷移算法，這就需要我們靈活應對，并不斷開發(fā)出新技術(shù)以應對新問題。中國古建筑具有很高的藝術(shù)成就和社會價值，保護古建筑是我們當代人義不容辭的責任。另外，保護和修復古建筑因以尊重古建筑的原貌為前提，充分了解其歷史背景，力圖還原古建筑的原貌。當然，對于古建筑的保護和修復還需要深入研究技術(shù)對策，需要我們繼續(xù)努力。