建筑動畫于中國古建筑復原中的現實意義淺談

緒 言 李英歌(長春建筑學院 吉林長春 130012)

建筑動畫于中國古建筑復原中的現實意義淺談

緒 言 李英歌
(長春建筑學院 吉林長春 130012)

利用建筑中三維動畫技術對古建筑進行建模后的精確修復是近年來興起的古建筑復原的新途徑，精確化復原的古建筑實體對于古建筑文化研究的推廣的意義重大。本文首先闡述了建筑動畫和古建筑復原技術的內涵，然后分析了建筑動畫在古建筑復原中的實際應用范圍，最后詳細陳述了建筑動畫于中國古建筑復原的現實意義。

建筑動畫；虛擬現實；古建筑；文物修復

一、建筑動畫與古建筑復原技術

建筑動畫是在計算機中利用三維建模、虛擬現實等技術和手段，將尚未實施或完工的建筑物的外形、內部構造以及周圍相關生活場景以電影的手法展示出來。

建筑三維動畫改寫了建筑展示中一直沿用平面效果圖的歷史，相對于靜態的二維圖片，建筑動畫能更加生動形象地展示建筑立體化的效果，能使觀看者自由選定視角了解建筑的結構和構造，因而被廣泛地應用于房地產、城市規劃、古建筑修復等領域。

古建筑是某一歷史時期建造的反映了該時期文化或該地區風俗習慣的物質性遺產，作為記錄人類歷史發展軌跡的遺跡，古建筑具有極高的文化研究價值。中國的古建筑多采用木質結構，木質結構的建筑物不利于保存，經過漫長的歷史時期，多數古建筑已經破損或完全損壞。在計算中采用三維建模、虛擬現實等技術和手段建立起完整的建筑模型，對比殘缺的古建筑，能計算出修復的工程量，模擬出多種修復方案，使古建筑修復更加精確。這種古建筑修復的實例不在少數，比如故宮博物館修復工程、武當玉虛宮修復工程等均采用了建筑動畫建模修復的技術。

二、建筑動畫在古建筑復原中的實際應用

1、建筑動畫技術在古代建筑群體結構復原中的作用

中國古建筑中有較多的古建筑物以群體方式建造，建筑物采用積聚的方式反映出一定的建筑美學概念或文化思想，建筑群體各部分的大小、高低以及距離都可能與當時歷史時期該地區的階級思想和建造技術密不可分。比如故宮建筑群，其沿中軸線對稱的分布格局就反映出了當權者強烈的中央集權思想。研究古建筑不僅僅是為了能將這些古建筑能更好地流傳下去，更重要的是通過這些古建筑發掘出當時歷史時期該地區的文化思想以及建造技術，從而啟迪現代人的生活方式。

在古建筑群修復過程中，通過數碼相機和專業的測量設備對殘存的古建筑群進行

拍攝和測量后，將圖片和數據輸入計算機相應的建模軟件內，采用三維動畫和虛擬現實等技術手段建立起古建筑群的模型，能從多個自由選定的視角了解到古建筑群的分布格局以及建筑樣式。對于數據不夠完善的古建筑群體，建模軟件進行分析后還能提供多種可能的分布格局和建筑樣式參考。

2、建筑動畫技術在古建筑雕刻裝飾復原中的應用

隨著科學技術的不斷發展，建筑三維動畫展示技術趨于精細化方向發展，除了以往展示出建筑結構和外形外，三維動畫需要盡可能多地展示出建筑細節，比如各細部裝飾顏色和花紋樣式。在古建筑復原中涉及到的建筑動畫展示，也

需要展示出古建筑中的雕刻裝飾等，因為往往這些雕刻裝飾才是古建筑文化研究的核心內容，比如反映了中國佛教文化的敦煌飛天石窟壁畫。在古建筑雕刻裝飾修復工作中采用建筑動畫技術，以激光反射的原理采集古建筑殘缺的雕刻裝飾的大量點云數據，能夠精確、全面、無損傷、安全地獲取古建筑雕刻裝飾的相關復原數據，從而達到對古建筑雕刻裝飾這些極細微構造的精確復原，能更好地指導實際中的古建筑復原工作。

3、建筑動畫技術在古建筑生活場景復原中的作用

一方面，建筑動畫展示技術朝著更加精細化的方向發展，建筑動畫展示中被要求展示出更多的細部結構，比如雕刻裝飾等；一方面，各行業對建筑動畫展示提出了生動形象展示的要求，展示內容不僅僅局限于建筑本身的結構和細部構造，

更多的生活化的場景被納入建筑動畫展示的考慮范圍，比如生活場景中的人、動物、自然景觀等。建筑動畫展示更加生動形象化展示的發展方向對于古建筑復原無疑是有著促進作用的。古建筑文化的推廣應該不僅僅依靠建筑本身，古建筑文化的推廣過程中需要傳遞出更加符合某一歷史時期某地區的生活場景，這就需要組成生活化場景的各物件加入到展示隊伍中，比如當時歷史時期的生活器具、勞動工具等。在計算機軟件中通過建筑動畫技術，原來建筑中存在過的字畫、陶瓷等內容都可以重新被布置，使復原后的古建筑場景更加生活化。

三、建筑動畫對中國古建筑復原的積極作用

1、修復精確度

傳統的建筑展示形式是二維的平面效果圖展示，為了能更好地傳遞出展示信息，建筑行業規定了在二維的平面效果圖中統一的展示圖例，這些展示圖例由于嚴格的規范性而缺乏了靈活性，因而展示效果不佳。此外，平面圖難以綜合反映不同的視角的建筑效果，不能傳達出足夠的平面和立面信息。三維的建筑展示手段給建筑展示帶來了革新式的轉變，也給古建筑復原工作帶來了便利。在古建筑復原工作，最重要的是對古建筑物殘缺部分做到精確修復，然而實際中還是發生了諸多失敗的修復工作，一方面是修復不足的問題，一方面是修復過多的問題。

在古建筑修復工作中采用建筑動畫技術，將古建筑物的現存各項數據輸入建模軟件中，把實際的古建筑轉化為軟件中虛擬的建筑模型，使修復工作者能從各個角度各個圖層上了解到足夠的修復信息，提高實際修復的精確程度。此外，建模軟件還提供多種的修復方案，并且能虛擬出不同的修復方案實施后的效果圖利用建筑動畫展示給修復工作者，以供修復工作者進行比選。這樣一來，古建筑復原工作將極大提高精確度。

2、成本投入

在實際的古建筑復原工作中，古建筑殘缺部分的修復工作需要耗費大量的人力物力，成本投入遠超出現階段同等建筑物的價值。一方面，古建筑修復中需要尋找合適的材料并將它按照1:1的比例制作出來，同時還要經過精確的計算進行最后的修補和維護工作；另一方面，實際中古建筑物的修復工作大都不可撤銷，一旦開始修復工作，必將對古建筑產生一定的擾動，錯誤的計算和修復方案將對古建筑產生不可逆轉的傷害，特別是對于中國這樣的以木質結構為主的古建筑物。修復中對古建筑造成不可逆轉的傷害，必將加大以后修復工作的難度。而建筑動畫的出現解決了古建筑復原工作的成本投入問題，通過建筑動畫，修復人員可以在虛擬的古建筑模型上進行可撤銷的修復練習，還能看到修復后的效果圖，基本不用考慮修復失敗帶來的成本問題，這種利用計算機模擬技術進行古建筑復原的方法可以以較少的投入取得最好的復原效果。

3、傳播效果

時代的變遷和社會的高速發展加速了古建筑文化生態的破壞，很多精美的古建筑正面臨著消失的威脅，古建筑文化的推廣工作也更加艱難。應該認識到古建筑真正的威脅不是建筑實體的損壞，而是人們對于古建筑文化認識的淡化。作為推廣古建筑文化的最好工具，實體的古建筑最能引起人們對于古建筑文化的關心和求知欲。

為了人們能夠更加清楚了解到古建筑的文化底蘊，促進古建筑文化的不斷傳播，建筑動畫實現了古建筑文物資源的科學性、高精度性和永久性的保存。利用建筑動畫技術將修復保護工程方案制作成一套全面、準確、具體、生動的歷史古建筑修復虛擬仿真系統，對古建筑文化的傳播具有重要的現實意義。

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