古建筑数字化保护关键技术探讨论文_陈维亮

古建筑数字化保护关键技术探讨论文_陈维亮

浙江省古建筑设计研究院 浙江杭州 310000

摘要:古建筑中蕴含着浓厚的历史文化气息,在传承古建筑文化的过程中,必须要强化文物保护工作,广泛运用数字化技术来保护古建筑遗产,对古建筑的艺术性进行更深入研究。古建筑所承载的历史变迁与时代发展,使其文化气息更为浓郁,人类在发展过程中忽略了对古建筑的保护,导致大量文物被损坏,古老的记忆正处在消失的边缘。为有效保护古建筑,相关单位及个人应加强对数字化技术的运用,自觉学习专业技术,不断提升自身的技能水平,利用数字化技术为古建筑保护提供可靠的依据,促进模型建构,再现古建筑原貌。

关键词:古建筑;数字化保护;关键技术

古建筑保护中的数字化技术目前在国内外都还处于初级阶段,特别是这种技术通常都需要将计算机和文物保护融合在一起,整体方向比较新颖,在未来具有非常广阔的应用前景。我国本身就是历史文化遗址非常丰富的国家,因此这项技术对于我国各地古建筑保护来说具有鲜明的现实意义。

1古建筑保护中数字化技术的概述

1.1数字化技术的含义

数字化技术主要是伴随着计算机信息技术急速发展而产生的一种伴生类技术,其主要是指使用特定的设备将图像、文字、声音等外部信息转换为计算机能够识别的二进制信息,并进行各类后续信息的处理工作。而在古建筑保护中,主要是指对古建筑相关信息的识别整理,并利用这些信息对建筑进行管理和保护的技术。

1.2数字化技术的特征与优势

相较于传统保护技术来说,数字化技术具有多方面的特征与优势。首先,数字化技术能够提高信息处理的效率。在使用了数字化技术以后,古建筑保护工作就能够跟计算机有更深层次的结合,使用计算机高速的运算速度来提升保护工作的效率。特别是各类信息处理效率的加快,使得建筑保护的有效性大大提升。其次,数字化技术可以使得建筑保护变得精细化。在传统建筑保护中,具体的保护工作需要具备丰富经验的技术人员来进行主观的判断,并且整个过程显得比较粗糙。而使用了数字化技术以后,就能够得到古建筑的全部信息,使得后续工作也会呈现出显著的精细化特征,不会笼统地进行概括。

1.3古建筑保护数字化技术的重要意义

一方面,数字化技术已经成为了古建筑保护领域的主要发展方向。特别是随着计算机技术的深入发展,数字化技术在古建筑保护领域方面的应用方向也会变得更广,使得保护体系变得更加完善。另一方面,数字化技术的使用大大降低了古建筑保护工作需要的人才标准,节省了很多人力成本。同时这项技术的使用也能够有效提高保护工作的成效性,给古建筑保护减轻了很多资金压力。

2数字化关键技术的运用方法

信息技术的迅速发展为古建筑保护提供了科学的参考依据,互联网背景下,数字化为古建筑资料的采集、转换、存取、处理等工作提供了新的方式,借助计算机,全面掌握古建筑保护的现状及发展趋势,对已经损坏的文物进行及时修复,强化数字化技术的运用,实现对古建筑的信息化保护。

2.1三维激光扫描技术在古建筑三维数据处理中的运用

图像图形技术推动了数字化技术发展,在当前保存技术的影响下,工作人员积极运用激光扫描技术来记录古建筑的特征信息,比如工作人员将三维激光扫描技术广泛运用于古建筑三维数据处理中。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆①利用全站仪、全球定位系统、近景拍摄测量、测量机器人等现代技术,快速完成古建筑三维数据测量任务;②采用三维激光扫描技术深入工作现场,对古建筑实体表面各个数据点进行依次扫描和测量,随机获得了高精度的三维坐标点云数据;③将这些不规则的三维坐标数据完整地采集到电脑中,进行实时存储,然后构建古建筑实体三维模型。分析古建筑表面的裂纹,根据古建筑照片,分析激光往返折射的时间,利用现代化软件,有效记录古建筑信息。强化古建筑信息分析,从而不仅提高人员的工作效率,还为古建筑文化保护及宣传工作提供准确的参考数据。图1和图2所示为古建筑实体三维模型。

2.2利用数字化技术构建虚拟博物馆

将BIM技术运用于虚拟博物馆构建中,综合利用现代软件:"工作人员及时获取相应的古建筑信息,借助三维激光扫描技术,快速处理三维点云数据;#利用绘图软件,构建多面体表面,由此形成一个复杂的曲面形体,便于工作人员全面了解古建筑特征;$将BIM技术与三维激光扫描技术相结合,借助虚拟虚镜将已经泯灭的建筑、陵园进行复原,为人们提供完整、全面的资源信息,呈现古建筑的原貌,实现对古建筑文化的科学保护。在此过程中需要注意:提前制定科学的虚拟博物馆保护计划,使得人们在虚拟的世界里观赏古建筑;运用BIM技术、三维激光扫描技术计算机网络技术,对各种图像、声音等进行高度模仿,使得博物馆具有了艺术魅力,吸引更多的人走进博物馆观赏,更好发挥出数字化技术在古建筑保护中的运用优势,有效增强BIM技术的运用价值。

3数字化关键技术在古建筑保护中的运用案例

古建筑保护中,相应工作人员利用BIM技术来完成测绘工作,借助BIM软件准确记录古建筑的二维信息,构建古建筑信息模型。将BIM技术运用在古建筑保护工作的测绘中,将模型中的数据更为直观、形象的展示出来,准确记录模型形体,由此得出相关的二维视图,如:顶视图、高度的平面图,随时进行剖切、标高等操作,自动生动所需视图。采用三维激光扫描技术,实时获取三维点云数据,捕捉点直接绘制几何体,对点云进行网格化处理,形成一个多面体表面,将众多片连成面。对古建筑遗迹数据采集具体步骤为:①规划设计图:根据古建筑三维模型,获得相应的场景布局图,了解大致布局,对整体有一个直观的认知;②提取轮廓线,根据已有资料,获取古建筑实体的布局数据信息,如利用航拍图,掌握场景的地形特点;③突出古建筑细节,提高场景逼真度,采用贴图代替模型,利用数码相机进行实地拍摄,从而得到道路、草地、建筑物、各个设施等纹理信息。数据处理具体流程为:①借助平面图形处理软件进行纹理处理,及时去掉阴影部分,提高贴图的清晰度;②分析效果图,对于绘制好的样条加上轮廓,提升其立体效果,将不透明的贴图保存在纹理库中,便于随时查阅和管理,可直观地指导工作人员,促进古建筑保护工作的有效性。

4古建筑文化保护的宣传

(1)工作人员利用数字化技术构建古建筑数据库,提高人员对数字化关键技术的运用能力。(2)采用信息技术、数字化技术,广泛搜集相应的工作信息,及时构建有效的古建筑实体三维模型,依据历史文献信息,掌握与古建筑构成有关的构件类型、尺寸要求、材质、主要技术等内容,全面掌握古建筑保护工作信息。(3)开展“保护古建筑、弘扬传统文化”的主题活动,活动现场,给大众普及古建筑文化保护的专业知识。加强网络宣传,便于人们提高对古建筑历史文化的了解。比如,带领人们进行实体考察,一起参观古建筑遗迹,在此环节,利用多媒体展现古建筑的原貌,促进历史文化再现,使得人们对古建筑文化保护及数字化技术运用有了更为深刻的感悟。

5结语

古建筑是中华文化的主要体现,工作人员积极运用数字化技术保护古建筑,构建三维模型,数字化技术广泛运用在古建筑特征分析和单点定位测量等工作中,提高了工作效率。进行古建筑遗迹在再现,制定有效的古建筑保护计划,让公众更多地了解特色鲜明、底蕴丰厚的古建筑文化,开展古建筑文化传承活动,促进古建筑保护信息共享,增强公众对古建筑的保护意识。

参考文献

[1]韩婷婷.基于BIM的明清古建筑构件库参数化设计与实现技术研究[D].西安:西安建筑科技大学,2016.

[2]刘欢.数字化信息采集技术在古建筑保护中的应用[J].工程技术(文摘版),2016.

论文作者:陈维亮

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期

论文发表时间:2019/4/24

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