建筑动画于中国古建筑复原中的现实意义浅谈

绪 言 李英歌(长春建筑学院 吉林长春 130012)

建筑动画于中国古建筑复原中的现实意义浅谈

绪 言 李英歌
(长春建筑学院 吉林长春 130012)

利用建筑中三维动画技术对古建筑进行建模后的精确修复是近年来兴起的古建筑复原的新途径，精确化复原的古建筑实体对于古建筑文化研究的推广的意义重大。本文首先阐述了建筑动画和古建筑复原技术的内涵，然后分析了建筑动画在古建筑复原中的实际应用范围，最后详细陈述了建筑动画于中国古建筑复原的现实意义。

建筑动画；虚拟现实；古建筑；文物修复

一、建筑动画与古建筑复原技术

建筑动画是在计算机中利用三维建模、虚拟现实等技术和手段，将尚未实施或完工的建筑物的外形、内部构造以及周围相关生活场景以电影的手法展示出来。

建筑三维动画改写了建筑展示中一直沿用平面效果图的历史，相对于静态的二维图片，建筑动画能更加生动形象地展示建筑立体化的效果，能使观看者自由选定视角了解建筑的结构和构造，因而被广泛地应用于房地产、城市规划、古建筑修复等领域。

古建筑是某一历史时期建造的反映了该时期文化或该地区风俗习惯的物质性遗产，作为记录人类历史发展轨迹的遗迹，古建筑具有极高的文化研究价值。中国的古建筑多采用木质结构，木质结构的建筑物不利于保存，经过漫长的历史时期，多数古建筑已经破损或完全损坏。在计算中采用三维建模、虚拟现实等技术和手段建立起完整的建筑模型，对比残缺的古建筑，能计算出修复的工程量，模拟出多种修复方案，使古建筑修复更加精确。这种古建筑修复的实例不在少数，比如故宫博物馆修复工程、武当玉虚宫修复工程等均采用了建筑动画建模修复的技术。

二、建筑动画在古建筑复原中的实际应用

1、建筑动画技术在古代建筑群体结构复原中的作用

中国古建筑中有较多的古建筑物以群体方式建造，建筑物采用积聚的方式反映出一定的建筑美学概念或文化思想，建筑群体各部分的大小、高低以及距离都可能与当时历史时期该地区的阶级思想和建造技术密不可分。比如故宫建筑群，其沿中轴线对称的分布格局就反映出了当权者强烈的中央集权思想。研究古建筑不仅仅是为了能将这些古建筑能更好地流传下去，更重要的是通过这些古建筑发掘出当时历史时期该地区的文化思想以及建造技术，从而启迪现代人的生活方式。

在古建筑群修复过程中，通过数码相机和专业的测量设备对残存的古建筑群进行

拍摄和测量后，将图片和数据输入计算机相应的建模软件内，采用三维动画和虚拟现实等技术手段建立起古建筑群的模型，能从多个自由选定的视角了解到古建筑群的分布格局以及建筑样式。对于数据不够完善的古建筑群体，建模软件进行分析后还能提供多种可能的分布格局和建筑样式参考。

2、建筑动画技术在古建筑雕刻装饰复原中的应用

随着科学技术的不断发展，建筑三维动画展示技术趋于精细化方向发展，除了以往展示出建筑结构和外形外，三维动画需要尽可能多地展示出建筑细节，比如各细部装饰颜色和花纹样式。在古建筑复原中涉及到的建筑动画展示，也

需要展示出古建筑中的雕刻装饰等，因为往往这些雕刻装饰才是古建筑文化研究的核心内容，比如反映了中国佛教文化的敦煌飞天石窟壁画。在古建筑雕刻装饰修复工作中采用建筑动画技术，以激光反射的原理采集古建筑残缺的雕刻装饰的大量点云数据，能够精确、全面、无损伤、安全地获取古建筑雕刻装饰的相关复原数据，从而达到对古建筑雕刻装饰这些极细微构造的精确复原，能更好地指导实际中的古建筑复原工作。

3、建筑动画技术在古建筑生活场景复原中的作用

一方面，建筑动画展示技术朝着更加精细化的方向发展，建筑动画展示中被要求展示出更多的细部结构，比如雕刻装饰等；一方面，各行业对建筑动画展示提出了生动形象展示的要求，展示内容不仅仅局限于建筑本身的结构和细部构造，

更多的生活化的场景被纳入建筑动画展示的考虑范围，比如生活场景中的人、动物、自然景观等。建筑动画展示更加生动形象化展示的发展方向对于古建筑复原无疑是有着促进作用的。古建筑文化的推广应该不仅仅依靠建筑本身，古建筑文化的推广过程中需要传递出更加符合某一历史时期某地区的生活场景，这就需要组成生活化场景的各物件加入到展示队伍中，比如当时历史时期的生活器具、劳动工具等。在计算机软件中通过建筑动画技术，原来建筑中存在过的字画、陶瓷等内容都可以重新被布置，使复原后的古建筑场景更加生活化。

三、建筑动画对中国古建筑复原的积极作用

1、修复精确度

传统的建筑展示形式是二维的平面效果图展示，为了能更好地传递出展示信息，建筑行业规定了在二维的平面效果图中统一的展示图例，这些展示图例由于严格的规范性而缺乏了灵活性，因而展示效果不佳。此外，平面图难以综合反映不同的视角的建筑效果，不能传达出足够的平面和立面信息。三维的建筑展示手段给建筑展示带来了革新式的转变，也给古建筑复原工作带来了便利。在古建筑复原工作，最重要的是对古建筑物残缺部分做到精确修复，然而实际中还是发生了诸多失败的修复工作，一方面是修复不足的问题，一方面是修复过多的问题。

在古建筑修复工作中采用建筑动画技术，将古建筑物的现存各项数据输入建模软件中，把实际的古建筑转化为软件中虚拟的建筑模型，使修复工作者能从各个角度各个图层上了解到足够的修复信息，提高实际修复的精确程度。此外，建模软件还提供多种的修复方案，并且能虚拟出不同的修复方案实施后的效果图利用建筑动画展示给修复工作者，以供修复工作者进行比选。这样一来，古建筑复原工作将极大提高精确度。

2、成本投入

在实际的古建筑复原工作中，古建筑残缺部分的修复工作需要耗费大量的人力物力，成本投入远超出现阶段同等建筑物的价值。一方面，古建筑修复中需要寻找合适的材料并将它按照1:1的比例制作出来，同时还要经过精确的计算进行最后的修补和维护工作；另一方面，实际中古建筑物的修复工作大都不可撤销，一旦开始修复工作，必将对古建筑产生一定的扰动，错误的计算和修复方案将对古建筑产生不可逆转的伤害，特别是对于中国这样的以木质结构为主的古建筑物。修复中对古建筑造成不可逆转的伤害，必将加大以后修复工作的难度。而建筑动画的出现解决了古建筑复原工作的成本投入问题，通过建筑动画，修复人员可以在虚拟的古建筑模型上进行可撤销的修复练习，还能看到修复后的效果图，基本不用考虑修复失败带来的成本问题，这种利用计算机模拟技术进行古建筑复原的方法可以以较少的投入取得最好的复原效果。

3、传播效果

时代的变迁和社会的高速发展加速了古建筑文化生态的破坏，很多精美的古建筑正面临着消失的威胁，古建筑文化的推广工作也更加艰难。应该认识到古建筑真正的威胁不是建筑实体的损坏，而是人们对于古建筑文化认识的淡化。作为推广古建筑文化的最好工具，实体的古建筑最能引起人们对于古建筑文化的关心和求知欲。

为了人们能够更加清楚了解到古建筑的文化底蕴，促进古建筑文化的不断传播，建筑动画实现了古建筑文物资源的科学性、高精度性和永久性的保存。利用建筑动画技术将修复保护工程方案制作成一套全面、准确、具体、生动的历史古建筑修复虚拟仿真系统，对古建筑文化的传播具有重要的现实意义。

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