文/云南財(cái)經(jīng)大學(xué) 鄧振

一、案例

案例1：2015年4月25日，尼泊爾九層神廟在8.1級(jí)強(qiáng)烈地震中嚴(yán)重?fù)p壞。令人遺憾的是，九層神廟除了20世紀(jì)70年代的寥寥幾幅圖紙外，此前沒有系統(tǒng)全面的影像記錄。2017年8月，中國(guó)團(tuán)隊(duì)援助九層神廟修復(fù)工程正式開啟。中國(guó)團(tuán)隊(duì)按照“一旦損毀，就此重建”的標(biāo)準(zhǔn)，用數(shù)字化手段記錄下了完整的工藝流程、典型的精美裝飾構(gòu)件，以及復(fù)原角樓的整體結(jié)構(gòu)。這份數(shù)字檔案將成為兩國(guó)的共同財(cái)富。由于歷史資料有限，中國(guó)團(tuán)隊(duì)通過走訪老工匠、收集老照片，盡量還原建筑群歷史原貌。2022年7月，中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院經(jīng)過5年努力，援助尼泊爾工作隊(duì)圓滿完成尼泊爾加德滿都杜巴廣場(chǎng)九層神廟建筑群文物本體修復(fù)。

案例2：2019年4月15日18時(shí)50分左右，法國(guó)巴黎圣母院發(fā)生火災(zāi)，尖頂迅速倒下，損毀嚴(yán)重。直到4月16日凌晨3時(shí)30分，巴黎圣母院的火情才得到有效控制。法國(guó)巴黎圣母院（正式名稱是巴黎圣母主教堂），始建于1163年，1345年完工，是歐洲歷史上第一座完全哥特式的教堂，具有劃時(shí)代的意義，1991年被列入世界遺產(chǎn)名錄，是巴黎最具代表性的古建筑。慶幸的是，巴黎圣母院有較為完整的數(shù)字化檔案，保存了每一個(gè)細(xì)節(jié)、精準(zhǔn)的3D激光模型可能會(huì)給圣母院精確重建帶來希望。巴黎圣母院塔尖按原樣重建取得“廣泛共識(shí)”，2021年3月5日，巴黎圣母院結(jié)束保護(hù)工作，正式開始修復(fù)工作。

災(zāi)難給我們的警示是，保護(hù)古建筑是重要的工作。對(duì)古建筑檔案的數(shù)字化記錄必須趕快進(jìn)行，尤其是世界遺產(chǎn)級(jí)別的古建筑，要真正記錄到一旦損毀可復(fù)原的程度。

二、古建筑檔案及古建筑數(shù)字檔案

我國(guó)古建筑眾多，但是我國(guó)對(duì)古建筑的數(shù)字化保護(hù)還處于起步階段，我國(guó)還沒有類似巴黎圣母院級(jí)別的翔實(shí)的數(shù)字檔案。災(zāi)難不可預(yù)測(cè)，搶救古建筑信息的時(shí)機(jī)可能稍縱即逝，我國(guó)古建筑建立數(shù)字檔案勢(shì)在必行。

（一）古建筑檔案及古建筑數(shù)字檔案的定義?！肮沤ㄖ侵肝覈?guó)物質(zhì)文化遺產(chǎn)中的不可移動(dòng)文物，特指具有一定綜合價(jià)值的歷史建筑?！惫沤ㄖ哂?個(gè)特點(diǎn)：一是隨時(shí)間流逝而消亡，處于新生和失傳狀態(tài)之間；二是歷史的見證、追憶，是不同地域的建筑遺產(chǎn)；三是有一定社會(huì)性，是人類歷史的寶貴財(cái)富。古建筑檔案是指古建筑在管理、修繕、使用、開發(fā)過程中形成的，具有保存價(jià)值的文字、表格、圖紙、照片、聲像、光盤等歷史記錄。

（二）建立古建筑數(shù)字檔案的意義。1.古建筑的價(jià)值。我國(guó)是世界四大文明古國(guó)之一，擁有許多宏偉壯觀的古建筑。古建筑是我國(guó)悠久歷史文化的活化石、重要實(shí)物資料，為研究當(dāng)時(shí)人們?cè)诖嘶顒?dòng)提供了證明價(jià)值；印證了當(dāng)時(shí)人們生活的場(chǎng)景、文化、科技發(fā)展，對(duì)深入研究我國(guó)古代歷史文化有重要?dú)v史價(jià)值；是我國(guó)建筑藝術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，展示了古人的智慧，陶冶人們的情操，提升文化素養(yǎng)，具有審美價(jià)值。2.古建筑檔案留存少。我國(guó)古建筑多，但是因?yàn)檎麄€(gè)古建筑分布范圍較廣，古建筑資料少有用文字或圖片資料保存下來。古建筑檔案的保存工作是一項(xiàng)艱難的工作，特別是少數(shù)歷史悠久的古建筑檔案保存工作。古代的歷史建筑檔案材料保存下來的極少，再加上一些古代建筑檔案的所有者不支持，在源頭上收集檔案材料存在極大困難。3.古建筑數(shù)字檔案的意義。部分古建筑已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的損毀，毀壞后由于缺乏檔案資料，難以完全復(fù)原，建立古建筑數(shù)字檔案到了急不可待的時(shí)刻。古建筑修復(fù)保護(hù)的前提條件是有完整的古建筑數(shù)字檔案。對(duì)古建筑建立從整體到細(xì)節(jié)，從內(nèi)到外的“全息數(shù)字記錄”，為古建筑建立完備的數(shù)字檔案是極其重要的事情。

三、古建筑數(shù)字檔案建檔收集范圍

近年來，國(guó)內(nèi)多地古城、古鎮(zhèn)突發(fā)火災(zāi)，損毀了古建筑。這些火災(zāi)給我們警醒——要做好古建筑的“全信息數(shù)字記錄”。古建筑發(fā)生損毀時(shí)，我們可以查找、參照最準(zhǔn)確的信息為古建筑恢復(fù)重建。古建筑數(shù)字檔案的收集范圍如表1所示。

表1 古建筑數(shù)字檔案建檔收集范圍

四、古建筑數(shù)字檔案的構(gòu)建

我國(guó)的現(xiàn)狀是大多數(shù)的古建筑由于年代久遠(yuǎn)，很難找到古建筑的竣工圖及其他檔案材料。構(gòu)建古建筑數(shù)字檔案，才能有效解決這個(gè)難題。

（一）建立主管古建筑數(shù)字檔案的機(jī)構(gòu)。相關(guān)部門長(zhǎng)期以來處于各自為政的大背景下，檔案館、博物館、文物管理等單位由于歷史原因，缺乏交流與溝通，導(dǎo)致古建筑資料缺失或是保管方式不當(dāng)，不僅影響古建筑的保護(hù)和修復(fù)工作，還不利于古建筑檔案利用工作的開展。部門之間沒有統(tǒng)一行動(dòng)，重復(fù)勞動(dòng)，造成資源浪費(fèi)。例如：高校建筑學(xué)院經(jīng)常組織學(xué)生開展古建筑實(shí)測(cè)、修繕等課題研究，積累了大量古建筑的一手資料。但是檔案部門另行組織實(shí)測(cè)建立古建筑檔案，造成工作重復(fù)，又不能發(fā)揮各單位專長(zhǎng)。所以，我國(guó)應(yīng)該建立一個(gè)從上而下專門負(fù)責(zé)建立、管理古建筑數(shù)字檔案的機(jī)構(gòu)，古建筑數(shù)字檔案建立、利用的工作都應(yīng)該在其指揮下開展工作。

（二）保證經(jīng)費(fèi)投入。部分專家認(rèn)為，我國(guó)古建筑數(shù)字檔案建立、利用最大的困難是資金少的問題。我國(guó)古建筑檔案的管理模式主要由政府撥款，政府部門相關(guān)管理人員對(duì)古建筑檔案進(jìn)行整理、保存的方式是許多列為國(guó)家級(jí)的古建筑才有固定的經(jīng)費(fèi)管理檔案，而省、市級(jí)的古建筑檔案管理經(jīng)費(fèi)經(jīng)常是時(shí)有時(shí)無的。不健全的古建筑檔案管理基金管理體系，給古建筑數(shù)字檔案的建立、開發(fā)利用帶來巨大困難。全國(guó)性的古建筑數(shù)字檔案的建立，是我國(guó)面臨的新課題。我國(guó)在極少數(shù)古建筑數(shù)字檔案建立方面進(jìn)行了有效嘗試，但是我國(guó)幅員廣闊，要確保全國(guó)范圍的古建筑數(shù)字檔案建立、管理。我們要增加對(duì)古建筑保護(hù)的資金投入，積極贏得各方支持，拓寬資金的來源渠道，建立古建筑數(shù)字檔案基金管理中心。首先，地方政府部門每年要從財(cái)政方面拿出部分資金來作其管理啟動(dòng)資金。其次，積極動(dòng)員社會(huì)力量，號(hào)召感興趣的企業(yè)家進(jìn)行投資，或者通過相關(guān)平臺(tái)向社會(huì)籌資建立當(dāng)?shù)毓沤ㄖ?shù)字檔案資金，由專業(yè)人士負(fù)責(zé)資金管理。

（三）運(yùn)用古建筑數(shù)字化保護(hù)技術(shù)。1.三維激光掃描技術(shù)。20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了能獲得空間三維信息的全新技術(shù)手段——三維激光掃描技術(shù)（又稱“實(shí)景復(fù)制技術(shù)”）。該技術(shù)不需要親自接觸測(cè)量，擺脫了以前測(cè)量技術(shù)的局限性，不受白天黑夜的限制，可以通過主動(dòng)測(cè)量的方式，獲得大量高精度的三維坐標(biāo)，將這些空間信息快速地轉(zhuǎn)換成方便計(jì)算機(jī)處理的三維數(shù)據(jù)。因?yàn)榕c古建界沿用至今的徒手測(cè)量相比，三維激光掃描技術(shù)具有測(cè)量速度快、信息豐富、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高、有利于保護(hù)被測(cè)物體、節(jié)省資金、數(shù)據(jù)價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)，所以近些年該技術(shù)在我國(guó)古建筑保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用備受關(guān)注，國(guó)內(nèi)外許多專家、學(xué)者都展開了相關(guān)的技術(shù)研究工作。三維激光掃描技術(shù)適用于任何復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和古建筑。三維激光掃描技術(shù)主要是為了獲得“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)，它運(yùn)用激光測(cè)距的原理獲得物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的空間坐標(biāo)，并且是連續(xù)整體式的采集數(shù)據(jù)，最后得到“點(diǎn)云”（點(diǎn)的集合）。點(diǎn)云數(shù)據(jù)是對(duì)空間的三維記錄，密集地記錄了被測(cè)建筑的三維空間坐標(biāo)、反射率、紋理等真實(shí)、精準(zhǔn)的信息，我們不僅完整、準(zhǔn)確記錄了古建筑的現(xiàn)場(chǎng)信息、尺寸信息，還能隨時(shí)根據(jù)需要利用計(jì)算機(jī)測(cè)量古建筑，調(diào)用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)古建筑CAD二維圖形進(jìn)行精確轉(zhuǎn)換。三維激光掃描技術(shù)，只要對(duì)古建筑合理地進(jìn)行布點(diǎn)定位、全面掃描，就能采集全面又準(zhǔn)確的古建筑的詳細(xì)信息。數(shù)據(jù)采集的過程中，會(huì)產(chǎn)生一些不規(guī)則、模糊的點(diǎn)云（被稱之為噪點(diǎn)），必須進(jìn)行去噪點(diǎn)處理。古建筑測(cè)繪的目的，是為了能得到準(zhǔn)確的、真實(shí)客觀反映古建筑的CAD圖紙以及三維信息，為日后重建、修復(fù)提供詳盡的資料。2.BIM技術(shù)。BIM建立的三維模型是實(shí)體模型，不僅能滿足視覺要求還具有構(gòu)件信息。BIM通過參數(shù)構(gòu)件最終實(shí)現(xiàn)三維模型全參數(shù)化，使其能夠不借助幾何結(jié)構(gòu)就能直接獲取構(gòu)件屬性信息。古建筑數(shù)字化保護(hù)的關(guān)鍵就是獲取古建筑的屬性信息。BIM技術(shù)具有完備性，能提供建程工程的設(shè)計(jì)、施工、維修、工程邏輯等完整信息，還能為古建筑高效提取準(zhǔn)確的構(gòu)件信息。具有關(guān)聯(lián)性（指相互關(guān)聯(lián)的對(duì)象相互影響，如古建筑二維圖紙與三維模型，尺寸、注釋與對(duì)象等，具有依附關(guān)系的構(gòu)件）；具有一致性（模型信息前后一致，工程的不同階段都可以使用，無須重新創(chuàng)建模型參數(shù)及屬性信息）。BIM技術(shù)在古建筑中的運(yùn)用主要有2種。古建筑由于時(shí)代較遠(yuǎn)，能保存建筑圖紙的古建筑極少，我們可以用三維激光掃描技術(shù)采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM軟件，逆向建模。古建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，也需要運(yùn)用BIM技術(shù)。我們?cè)诠沤ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)定期進(jìn)行三維掃描，將處理之后的掃描點(diǎn)云，對(duì)比我們的設(shè)計(jì)模型，這樣就可以用可視化的方式控制、檢驗(yàn)施工質(zhì)量。3.VR虛擬展示。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是由于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)及測(cè)繪技術(shù)發(fā)展后所產(chǎn)生的一種交叉技術(shù)。也可以指借助計(jì)算機(jī)軟件的模擬來制作一些現(xiàn)實(shí)生活中或者想象的實(shí)體，這些實(shí)體可以對(duì)人的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺產(chǎn)生影響，用戶可以通過人的感官或者四肢與這個(gè)虛擬環(huán)境進(jìn)行自然的交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以借助立體眼鏡、操作手柄、數(shù)據(jù)頭盔等三維設(shè)備、傳感設(shè)備來完成交互操作，通過人機(jī)交互達(dá)到人與人的溝通。我們可以將古建筑BIM模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入虛擬漫游程序中，讓游客異地也能通過互聯(lián)網(wǎng)參觀古建筑。

我國(guó)要真正意識(shí)到古建筑數(shù)字檔案建立的重要性，加大古建筑數(shù)字檔案經(jīng)費(fèi)投入、技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)建立、人才培養(yǎng)等工作。我們要努力建造古建筑數(shù)字化檔案，留住古建筑本身的信息，很多技術(shù)還在探索階段，在古建筑數(shù)字檔案構(gòu)建方面我們?nèi)沃囟肋h(yuǎn)。