文｜巴鈞才 許朝森

古建筑作為歷史變遷和人民生產(chǎn)生活發(fā)展的見(jiàn)證者，被譽(yù)為“凝固的歷史”。魯土司衙門舊址處于中土與西域的交匯處，是漢文化和藏文化交融的完美結(jié)合，承載著特殊的歷史文化內(nèi)涵，有著“小故宮”的美譽(yù)。用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)古建筑群進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)和展現(xiàn)是目前較為流行的一種手段，在本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，采用了360度全景拍攝方式對(duì)魯土司衙門舊址古建筑群進(jìn)行信息采集與保存，繼而將采集的圖像信息經(jīng)過(guò)拼接處理后發(fā)布到全景視頻平臺(tái)，讓用戶足不出戶就可以穿梭在魯土司衙門舊址古建筑場(chǎng)景當(dāng)中，助力魯土司衙門舊址古建筑群的旅游推介與保護(hù)傳承。

一、引言

我國(guó)作為四大文明古國(guó)之一，有著五千年的文明歷史，蘊(yùn)藏著豐富的文化元素，古建筑作為人民生產(chǎn)生活發(fā)展和歷史變遷的見(jiàn)證者，被譽(yù)為“凝固的歷史”。魯土司衙門古建筑群是全國(guó)保存最大最完整、西北地區(qū)唯一的一座宮廷式建筑，是國(guó)務(wù)院公布的第四批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位,魯土司衙門舊址地處古代中原通往西域的咽喉之地，處于中土與西域交匯處，其古建筑風(fēng)格以漢族風(fēng)格為主，而其附屬建筑妙音寺內(nèi)長(zhǎng)廊上遍布的轉(zhuǎn)經(jīng)筒等都是藏文化的代表元素，魯土司衙門古建筑群作為漢文化和藏文化交融的完美融合，是甘肅、青海地區(qū)眾多土司建筑中保存最為完整的一座宮殿式古建筑群，有著“中國(guó)西部小故宮”的美譽(yù)，承載著特殊的歷史文化內(nèi)涵。

魯土司古建筑群位于甘肅省蘭州市永登縣連城鎮(zhèn)，地理位置相對(duì)偏僻，而正是由于這個(gè)原因，這座始于明代的古建筑群得以完整地保存。在信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，我們有必要用現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)魯土司古建筑群進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)和展現(xiàn)，這樣不僅有助于魯土司衙門古建筑群的旅游推介，更有助于古建筑群的保護(hù)與傳承。相對(duì)于3D建模存在不同程度失真和平面圖形難以表現(xiàn)空間感的缺陷，作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等現(xiàn)代新技術(shù)集大成者的VR技術(shù)，可以將魯土司古建筑群原貌用立體化方式完美地呈現(xiàn)出來(lái)，是我們保存歷史資料和推介旅游資源的不二選擇。

二、魯土司的歷史淵源

土司是古代朝廷授予少數(shù)民族首領(lǐng)的一個(gè)世襲官職，連城地區(qū)土司起始于元世祖忽必烈的侄重孫脫歡，自明代起，連城就成為了魯土司的政權(quán)中心，魯土司是西北地區(qū)權(quán)勢(shì)較大的一個(gè)集軍事、司法、宗教于一體的地方特殊政權(quán)，管轄范圍覆蓋甘肅、青海兩省多個(gè)縣區(qū)，面積達(dá)9000平方公里。公元1368年，在元朝即將覆滅之際，脫歡帶部流落至今甘肅河西一帶，公元1370年，脫歡在明朝成立一年多以后投降明軍，被明太祖安置在連城，成為連城地區(qū)第一世土司。1423年，因三世土司失伽屢建戰(zhàn)功，永樂(lè)帝朱棣給失伽賜名魯賢，連城地區(qū)土司始姓魯。魯土司自1370年一世土司至明朝、清朝，到1931年，由于中華民國(guó)政府推行的改土歸流政策，世襲官職終止。期間共世襲十九世，產(chǎn)生了二十一位土司，歷代土司地位顯赫，多為土司因戰(zhàn)功卓著升任駐守西北的重要將領(lǐng)，官至一品，清嘉慶帝御筆親賜“世篤忠誠(chéng)”牌匾現(xiàn)在還懸掛于牌坊正中。魯土司先后統(tǒng)治連城周邊地區(qū)長(zhǎng)達(dá)561年，經(jīng)過(guò)歷代土司的苦心經(jīng)營(yíng)，為西北邊陲的繁榮安定和民族團(tuán)結(jié)做出了貢獻(xiàn)，對(duì)當(dāng)?shù)氐恼巍⑽幕?、宗教產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

三、魯土司衙門建筑風(fēng)格

魯土司衙門始建于1378年，整個(gè)建筑群坐北朝南，依山傍水?，F(xiàn)存建筑是1818年第十五世土司魯紀(jì)勛朝貢回來(lái)仿王公府第建造的，原面積約15萬(wàn)平方米，今存3.3萬(wàn)平方米，其中明代建筑面積2877平方米，整個(gè)建筑分衙門、官園、妙因寺三部分，有三十六園七十二門。所有建筑均采用磚木結(jié)構(gòu)，建筑布局以衙門中軸線為主，中軸線上一進(jìn)數(shù)院，東西各個(gè)院落依次相連，院落與院落之間有門相連，利用地理地基建筑依次升高，烘托出衙門的高大雄偉和威嚴(yán)，整體布局規(guī)整嚴(yán)謹(jǐn)。衙門東北角為官園，西側(cè)為妙因寺，從衙門門口開始自東向西依次探尋，可以看見(jiàn)照壁（在牌坊對(duì)面）、牌坊、儀門、提督軍門、大堂、如意門、燕喜堂、祖先堂，附屬建筑全部建在衙門東側(cè)，有寢園、糧倉(cāng)、馬號(hào)、花園、書院等；西側(cè)的妙音寺包括鷹王殿、科拉殿、萬(wàn)歲殿、古隆宮殿、塔爾殿、多吉羌殿、禪僧殿、大經(jīng)堂等建筑。

除恢宏的明清建筑外，魯土司衙門及妙音寺古建筑外表面附屬的磚雕、壁畫也獨(dú)具風(fēng)格，在藏傳佛教文化、美術(shù)史、建筑史中都有較高的研究?jī)r(jià)值，被首都師范大學(xué)和故宮博物院的專家稱為“珍貴的藏傳佛教博物館”。

四、前期學(xué)習(xí)與方案選擇

為了對(duì)魯土司衙門古建筑群進(jìn)行數(shù)字化信息采集，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找資料、實(shí)地考察、與專家座談等多種形式了解魯土司衙門古建筑群的建設(shè)過(guò)程、歷史變遷以及蘊(yùn)含的建筑風(fēng)格、文化特點(diǎn)。通過(guò)理論學(xué)習(xí)試圖更具體地了解其特色，給古建筑賦予歷史文化內(nèi)涵；感受魯土司衙門舊址的溫度，更好地激發(fā)團(tuán)隊(duì)成員做好本項(xiàng)目的積極性、責(zé)任感和使命感。

除了理論學(xué)習(xí)之外，團(tuán)隊(duì)成員對(duì)目前常見(jiàn)的數(shù)字化信息采集方案進(jìn)行了認(rèn)真的比較分析，認(rèn)為使用平面類型的數(shù)字采集方案不足以表現(xiàn)古建筑的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，應(yīng)該采用立體化的三維圖像構(gòu)建方法，才能將古建筑的結(jié)構(gòu)和空間關(guān)系表現(xiàn)得更為準(zhǔn)確和真實(shí)。在三維圖像信息采集方案或模型構(gòu)建方案中，3D建模技術(shù)耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)技術(shù)的要求比較高，且生成的模型較為生硬，會(huì)存在不同程度的失真；三維激光掃描技術(shù)可以高精度采集到圖案的顏色、坐標(biāo)、反射率等詳細(xì)數(shù)據(jù)，適用于采集物體表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，相關(guān)資料顯示，三維激光掃描技術(shù)在臨夏磚雕的數(shù)字化保護(hù)方面已經(jīng)有成熟應(yīng)用案例可供借鑒；360度全景攝像技術(shù)可以對(duì)建筑物原貌進(jìn)行完美呈現(xiàn)，且成像速度快，技術(shù)難度較低，適合大規(guī)模信息的采集。經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)成員的分析比較，最終確定采用360度全景攝像技術(shù)對(duì)魯土司衙門舊址全景進(jìn)行信息采集，在項(xiàng)目的后期補(bǔ)充完善過(guò)程中可以采用三維激光掃描技術(shù)對(duì)建筑物外表面磚雕和壁畫圖案進(jìn)行詳細(xì)數(shù)字化信息采集。

五、魯土司衙門舊址信息采集

確定好信息采集技術(shù)方案后，團(tuán)隊(duì)成員開始準(zhǔn)備360度全景圖像拍攝工具，在本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，為了提高圖像的清晰度，我們采用在云臺(tái)加普通單反相機(jī)、魚眼鏡頭模式進(jìn)行信息采集。由于后期用戶看到的VR全景視頻是移動(dòng)的，而用戶體驗(yàn)時(shí)自身的身體處于靜止?fàn)顟B(tài)，在這種情況下，用戶會(huì)產(chǎn)生一定的眩暈感，如果在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行拍攝，會(huì)不同程度出現(xiàn)相機(jī)旋轉(zhuǎn)和抖動(dòng)現(xiàn)象，這樣在后期體驗(yàn)時(shí)，會(huì)加重用戶的眩暈感，影響到整個(gè)的體驗(yàn)效果。為了盡可能地降低眩暈感，確保后期的體驗(yàn)效果，我們采用了固定點(diǎn)位拍攝方式。根據(jù)魯土司衙門舊址院落的分布情況，選定了牌坊、提督軍門、大堂內(nèi)外景、燕喜堂、效忠樓、萬(wàn)歲殿等十個(gè)固定拍攝點(diǎn)位。在每一個(gè)固定點(diǎn)位進(jìn)行拍攝時(shí)，先在相對(duì)開闊的平坦地帶選擇云臺(tái)架設(shè)位置，云臺(tái)架設(shè)的位置要盡量與拍攝對(duì)象間留出一定的距離，給后期體驗(yàn)者預(yù)留出一定的個(gè)人空間，離得太近的話，在后期體驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓迫感；除了距離選擇外，相機(jī)高度的選擇也有講究，我們將云臺(tái)高度調(diào)整到160cm，加上相機(jī)高度10cm，將拍攝高度確定為170cm，與正常人視覺(jué)水平線的位置基本保持在同一高度上，避免因?yàn)闄C(jī)位過(guò)高或過(guò)低導(dǎo)致體驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生俯視或仰視，這樣將會(huì)更好地保證后期的體驗(yàn)效果。確定好拍攝位置及相機(jī)的高度后，就可以對(duì)建筑物進(jìn)行拍攝了，拍攝時(shí)選擇建筑物的正前方進(jìn)行拍攝，同一建筑物盡量用一張圖像，避免因建筑物切分而產(chǎn)生縫合線。水平方向上360拍攝完成后，就要進(jìn)行天空和地面360度方向上拍攝，在對(duì)地面進(jìn)行拍攝時(shí)，要避開拍攝者的人影，對(duì)天空進(jìn)行拍攝時(shí)要避免逆光，水平方向360度加上天空地面垂直方向360度就完成了一個(gè)點(diǎn)位720度全景圖像信息的采集工作。為了后期拼接圖片方便，信息采集時(shí)，每張圖像應(yīng)預(yù)留30%左右的重疊部分，還要對(duì)不同角度之間光線明暗變化等都要隨時(shí)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

六、后期剪輯合成與輸出

信息采集工作完成以后就可以開始圖像的拼接，在此次項(xiàng)目完成過(guò)程中，我們選用了PTGUI軟件，該軟件操作相對(duì)簡(jiǎn)單，在拼接過(guò)程中的重點(diǎn)問(wèn)題是圖像節(jié)點(diǎn)的調(diào)整，避免出現(xiàn)拼接的痕跡，此時(shí)，信息采集時(shí)圖像的30%冗余就起到了關(guān)鍵作用，在PTGUI中可以利用圖像的冗余最大程度地避免拼接痕跡的出現(xiàn)，但這還是不能夠完全避免，我們可以利用PHOTOSHOP軟件對(duì)拼接痕跡進(jìn)行處理，同時(shí)，也可以根據(jù)需要進(jìn)行光線明暗程度的調(diào)整。

經(jīng)過(guò)圖像的拼接、美化處理，整個(gè)圖像數(shù)據(jù)建設(shè)就完成了。接下來(lái)，我們將拼接好的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入到720云平臺(tái)，添加文字介紹、背景音樂(lè)后就完成了全景視頻制作的全部過(guò)程。此時(shí)，我們可以在全景圖像播放器中用小行星視角、平鋪視角、魚眼視角和VR模式等四種模式逐一對(duì)全景視頻進(jìn)行調(diào)試，如果調(diào)試沒(méi)有問(wèn)題，整個(gè)全景視頻制作過(guò)程就可以告一段落。

七、后記

古建筑是文明傳承的瑰寶，不僅僅是建筑文化的遺存，更是當(dāng)時(shí)社會(huì)、人文、經(jīng)濟(jì)、政治、宗教等元素的綜合映射，有人將古建筑譽(yù)為民族之根，民族之魂，是值得我們每個(gè)人去保護(hù)和守候的“傳家之寶”。我們不僅要把古建筑文化這棵老樹傳承好、保護(hù)好，更應(yīng)該在這棵老樹上嫁接現(xiàn)代文明的新枝，讓傳統(tǒng)文化開出現(xiàn)代文明之花。

該項(xiàng)目利用VR技術(shù)對(duì)魯土司衙門舊址進(jìn)行了數(shù)字化的存儲(chǔ)與展現(xiàn)，達(dá)到了對(duì)古建筑的數(shù)字化保護(hù)和傳承的作用，在此基礎(chǔ)上，上傳到720云平臺(tái)上的全景圖像可以跨越時(shí)間和地域的限制，讓人足不出戶穿梭在魯土司衙門舊址當(dāng)中，感受古建筑的魅力，較傳統(tǒng)的文字、圖片、視頻信息而言，VR全景圖像在旅游資源推介方面的效果更全面、更直觀、更真實(shí)，具有很強(qiáng)的臨場(chǎng)感，用戶可以在全景視頻當(dāng)中自主選擇探尋路徑和場(chǎng)所，完全模擬了到現(xiàn)場(chǎng)旅游的體驗(yàn)，真正達(dá)到了身臨其境的感覺(jué)。

本文只對(duì)魯土司衙門舊址建筑部分進(jìn)行了數(shù)字化存儲(chǔ)和展現(xiàn)，還有兩個(gè)重要方面還未來(lái)得及制作，其一是妙音寺建筑的數(shù)字化，其二是魯土司衙門舊址及妙音寺古建筑表面磚雕和壁畫等詳細(xì)信息還未進(jìn)行有效采集，這些將在團(tuán)隊(duì)成員后繼的研究中逐一完成，最終對(duì)魯土司衙門舊址相關(guān)的所有建筑物及附屬在建筑物上精美的磚雕和壁畫都一一進(jìn)行進(jìn)行數(shù)字化信息采集和完美呈現(xiàn)。