1 歷史建筑的價(jià)值認(rèn)識(shí)

歷史建筑（Historic Building）的概念最早出現(xiàn)于15 世紀(jì)，19 世紀(jì)后被廣泛用來指受保護(hù)的建筑。在20世紀(jì)60 年代以前，專指有重要?dú)v史意義與價(jià)值的建筑；但如今，歷史建筑已成為人們對(duì)廣義建筑遺產(chǎn)的一種很籠統(tǒng)的概括性稱謂[1]。歷史建筑的價(jià)值在于它所具有的較高藝術(shù)水平、承載的歷史故事、折射出的政治背景、蘊(yùn)含著國家民族的燦爛文化，建筑向人們傳播著地域、民俗、建造技術(shù)等信息。

隨著國內(nèi)城鎮(zhèn)化進(jìn)程快速發(fā)展，城鎮(zhèn)土地被大量征用開發(fā)，由于人們對(duì)歷史建筑保護(hù)意識(shí)的淡漠，一些歷史建筑被拆除、破壞或是改建。歷史建筑對(duì)整個(gè)民族遺產(chǎn)文化的傳播具有重要意義，因此，如何有效開展歷史建筑的保護(hù)及加強(qiáng)保護(hù)意識(shí)的宣傳，成為亟待解決的問題。

歷史建筑保護(hù)修繕工作需要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪、勘測(cè)設(shè)計(jì)、圖紙測(cè)繪、方案研討、施工等工序。這些工序繁復(fù)、嚴(yán)謹(jǐn)，早期歷史建筑的測(cè)繪工作主要依靠人力，耗時(shí)耗力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的介入，從三維掃描、虛擬現(xiàn)實(shí)到實(shí)時(shí)交互技術(shù)，給歷史建筑修繕工作注入了新的技術(shù)手段，也為宣傳保護(hù)工作提供了新的途徑和平臺(tái)，具有重大的歷史和現(xiàn)實(shí)意義。

2 數(shù)字媒體技術(shù)

數(shù)字媒體技術(shù)是指通過現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信手段和信息處理等技術(shù)，以二進(jìn)制數(shù)的形式記錄、處理、傳播、獲取過程的信息載體，包括數(shù)字化的文字、圖形、圖像、聲音、視頻影像和動(dòng)畫等媒體，以及存儲(chǔ)、傳輸、顯示這些媒體的實(shí)物媒體[2]。數(shù)字媒體作為一種現(xiàn)代新型技術(shù)，其應(yīng)用已突破媒體行業(yè)向社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域傳播，如信息通訊、軍事、博物館展示、建筑設(shè)計(jì)、文化遺產(chǎn)保護(hù)等行業(yè)。

隨著應(yīng)用軟件的不斷豐富，以數(shù)字化技術(shù)為手段的歷史建筑保護(hù)研究受到了建筑師及古建筑保護(hù)專家的關(guān)注。建筑遺產(chǎn)數(shù)字媒體的研究與實(shí)踐開始于20 世紀(jì)90 年代，從二維圖紙、圖片展示發(fā)展到三維立體模型及動(dòng)態(tài)視頻演示，數(shù)字媒體已跨越了時(shí)間和空間的物質(zhì)形態(tài)限制。在建筑保護(hù)中，數(shù)字媒體技術(shù)發(fā)揮了充分的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展。在歷史建筑的保護(hù)工作中，可以利用數(shù)字媒體的3D掃描技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、3D 動(dòng)畫技術(shù)，幫助古建筑保護(hù)工作者收集建筑的全景信息，建立歷史建筑電子數(shù)據(jù)庫、建筑漫游、人機(jī)互動(dòng)及資料共享。

3 數(shù)字媒體技術(shù)在歷史建筑保護(hù)中的應(yīng)用

3.1 建立歷史建筑資料數(shù)據(jù)庫

將數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用于歷史建筑資料數(shù)據(jù)庫的建立中，可以使建筑測(cè)繪工作更加規(guī)范化和精密化。歷史建筑資料包括建筑基本信息（名稱、建造年代、地址、所有權(quán)人、現(xiàn)狀、風(fēng)格樣式等）、建筑的歷史風(fēng)貌及發(fā)展過程中的變遷（改動(dòng)、損壞、維修、轉(zhuǎn)讓或出售等詳細(xì)記錄）、與建筑有關(guān)的歷史掌故、建筑師及相關(guān)設(shè)計(jì)思想介紹等。這些資料的提取，需要文字記錄、現(xiàn)狀圖片拍攝（圖1）和建筑測(cè)繪，通過建筑測(cè)繪形成CAD 二維圖紙（圖2）；此外，還可運(yùn)用3D掃描、Photoshop、3DS MAX/Sketch Up、Premiere 等數(shù)字技術(shù)軟件，還原歷史建筑的三維模型（圖3）及視頻動(dòng)畫等信息。對(duì)這些資料信息進(jìn)行諸如格式轉(zhuǎn)換、編碼等處理，并建立建筑遺產(chǎn)多媒體數(shù)據(jù)庫來儲(chǔ)存、管理和維護(hù)這些信息，以便于對(duì)歷史建筑進(jìn)行修復(fù)、保護(hù)和展示，也便于建筑從業(yè)人員、歷史學(xué)者、文化愛好者、行業(yè)專家等共享歷史文化資源或進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。

3.2 360o 展示歷史建筑場(chǎng)景

360o展示歷史建筑場(chǎng)景是通過專業(yè)數(shù)碼相機(jī)捕捉整個(gè)歷史建筑場(chǎng)景的圖像信息后，使用專業(yè)軟件進(jìn)行圖片拼合，并用播放器進(jìn)行播放，將平面照及計(jì)算機(jī)圖變?yōu)?60o全景景觀。因此，歷史建筑場(chǎng)景360o展示把歷史建筑場(chǎng)景的平面圖模擬成靜態(tài)三維空間，呈現(xiàn)給觀眾。觀眾可以操作這個(gè)展示，進(jìn)行放大、縮小和方向移動(dòng)來調(diào)整觀看場(chǎng)景，達(dá)到模擬真實(shí)環(huán)境的效果。360o展示技術(shù)在數(shù)字博物館和一些世界著名景點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，在搜索引擎巨頭百度、谷歌上也都有各種360o展示的專題鏈接。360o的建筑場(chǎng)景展示，為歷史建筑的修繕提供了智能幫助，使文物保護(hù)工作者可以清晰看到歷史建筑的細(xì)部特征，并利用掃描成像技術(shù)提取建筑色彩、材質(zhì)、構(gòu)造等方面的信息，以便對(duì)建筑進(jìn)行修繕。

3.3 數(shù)字再造歷史建筑場(chǎng)景

數(shù)字再造歷史建筑場(chǎng)景是以CG技術(shù)（計(jì)算機(jī)圖形構(gòu)建技術(shù)的統(tǒng)稱）為基礎(chǔ)，借助三維激光掃描獲得歷史建筑已有的形體屬性，并根據(jù)文字描述、建筑圖紙等數(shù)據(jù)，運(yùn)用SU、3DS MAX 軟件對(duì)歷史建筑進(jìn)行三維模型再造。通過CG 技術(shù)加工，可實(shí)現(xiàn)歷史建筑的真實(shí)復(fù)原，使觀者通過屏幕就能夠看到三維歷史建筑場(chǎng)景；通過鏈接技術(shù)捆綁建筑技術(shù)的做法，觀者可以通過屏幕點(diǎn)擊建筑中某個(gè)部位來查看建筑細(xì)部結(jié)構(gòu)做法，極大地方便了建筑從業(yè)者對(duì)歷史建筑構(gòu)造、結(jié)構(gòu)做法的掌握。如果我們對(duì)歷史建筑場(chǎng)景的相關(guān)數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行最大程度的收集并整合，那么對(duì)于建筑場(chǎng)景的描繪也會(huì)更為詳細(xì)，所模擬的場(chǎng)景就會(huì)更加真實(shí)。專業(yè)建筑修繕工作者可以在三維模型中隨意剖切建筑斷面，獲取建筑方位坐標(biāo)、建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞情況、形體變形情況等，以便于對(duì)問題做出正確判斷，及時(shí)進(jìn)行搶修[3]。數(shù)字場(chǎng)景再造技術(shù)能更好地為歷史建筑的保護(hù)研究服務(wù)。

圖1 歷史建筑現(xiàn)狀照片

圖2 歷史建筑測(cè)繪部分CAD 圖

3.4 虛擬歷史建筑現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景

虛擬歷史建筑現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景是指利用VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)），實(shí)現(xiàn)建筑場(chǎng)景與觀眾的互動(dòng)。觀眾通過穿戴式設(shè)備，與動(dòng)態(tài)的建筑三維圖像產(chǎn)生沉浸式體驗(yàn)，營造出身臨其境的感覺，并從第一視覺角度全面感受歷史建筑場(chǎng)景。

圖3 還原的歷史建筑三維模型

建筑三維立體逼真圖像是通過上述的CG 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。首先，通過計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)構(gòu)建歷史建筑場(chǎng)景的虛擬模型，包括對(duì)歷史建筑場(chǎng)景主體結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境的搭建。對(duì)于主體結(jié)構(gòu)的模擬，主要是建筑內(nèi)外部結(jié)構(gòu)的模擬，應(yīng)充分體現(xiàn)細(xì)部構(gòu)造。然后，通過計(jì)算機(jī)專業(yè)照相采集建筑表面肌理與材質(zhì)樣本，對(duì)虛擬模型進(jìn)行材質(zhì)模擬，以最大程度地模擬歷史建筑場(chǎng)景的外觀。歷史建筑場(chǎng)景包括建筑的周邊環(huán)境，通過對(duì)其再造，使得歷史建筑與周邊環(huán)境相融合，才能使整個(gè)歷史建筑場(chǎng)景模擬更加真實(shí)；同時(shí)，也有助于觀眾理解歷史建筑與環(huán)境之間的相互影響，便于研究者對(duì)建筑與環(huán)境關(guān)系的研究。

因此，VR 是建立在CG 技術(shù)之上，更加注重觀眾沉浸體驗(yàn)。觀眾通過VR 與虛擬歷史場(chǎng)景進(jìn)行互動(dòng)，深刻感受歷史建筑場(chǎng)景的魅力，增進(jìn)大眾對(duì)歷史建筑的保護(hù)意識(shí)。

3.5 豐富歷史建筑保護(hù)宣傳的途徑

通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給歷史建筑保護(hù)工作的宣傳帶來了日趨豐富的途徑。原先依靠出版物、圖片及論文形式的傳播方式轉(zhuǎn)為數(shù)字媒體形式發(fā)布，并與大眾分享，為政府部門及時(shí)掌握相關(guān)建筑發(fā)展的核心信息提供了方便，幫助準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行科學(xué)決策和宣傳。同時(shí)，依靠“云”技術(shù)存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)集群技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)將不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中集合起來，對(duì)外提供數(shù)據(jù)訪問功能[4]。公眾可通過配備鏈接裝置連接到云端，在用戶端（PC 機(jī)、平板電腦、智能手機(jī)）搜索、獲取所需要的歷史建筑信息（圖4），促進(jìn)其對(duì)歷史建筑遺產(chǎn)保護(hù)的意識(shí)和興趣。

4 發(fā)展與創(chuàng)新

4.1 開發(fā)具有建筑遺產(chǎn)文化元素的數(shù)字產(chǎn)品

充分運(yùn)用數(shù)字媒體技術(shù)視覺、虛擬、交互、動(dòng)畫等特性，開發(fā)具有建筑遺產(chǎn)文化元素的數(shù)字產(chǎn)品，諸如：影視、游戲、動(dòng)漫作品，使建筑文化深入人們生活，擴(kuò)大歷史建筑影響力、傳播力，從而增進(jìn)人們保護(hù)建筑的意識(shí)。將歷史建筑保護(hù)從修繕、修復(fù)工作上升到全民意識(shí)的保護(hù)高度，這對(duì)傳承民族文化具有一定的歷史意義。

4.2 變被動(dòng)保護(hù)為主動(dòng)傳承

圖4 數(shù)字媒體在歷史建筑保護(hù)宣傳中的路徑

將數(shù)字媒體技術(shù)從被動(dòng)性建筑保護(hù)工具變?yōu)橹鲃?dòng)性傳承歷史文化的方式。數(shù)字媒體技術(shù)不是機(jī)械記錄建筑原始信息，而是主動(dòng)表現(xiàn)建筑本體中蘊(yùn)含的文化藝術(shù)、美學(xué)等知識(shí)，應(yīng)作為知識(shí)傳播和繼承的載體。在信息時(shí)代背景下，數(shù)字媒體技術(shù)需要融合美術(shù)、設(shè)計(jì)、人文歷史等多學(xué)科交叉，綜合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)，探索歷史建筑文化的發(fā)展，不斷變革受眾者的接受方式。

5 結(jié)語

數(shù)字媒體技術(shù)在歷史建筑遺產(chǎn)保護(hù)工作中的應(yīng)用，為保護(hù)工作的開展提供了新途徑和思路。數(shù)字媒體中的3D、CG、VR 技術(shù)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)保護(hù)手段的不足和二維圖紙、照片、文字等資料的缺陷，幫助全方位展現(xiàn)建筑，實(shí)現(xiàn)了三維建筑場(chǎng)景的復(fù)原、虛擬交互及電子資料庫的建設(shè)，擴(kuò)大了建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承的群眾性與受眾范圍。