正文 數字化技術在鄉村古建築保護中的應用探討(2 / 3)

2 數字化技術在鄉村古建築保護中的應用

信息數字化技術涉及到數字的轉換、存取、處理、傳輸、控製等一係列高技術。數字化是多媒體技術的基礎:數字、文字、圖象、語音,包括虛擬現實,以及可視世界的各種信息等。信息數字化技術實際上是由一群高技術綜合發展而實現的。

數字化保護技術基於計算機與網絡環境的新型實用化輔助係統或手段,采用人工智能、虛擬現實、多媒體、寬帶網絡與數據庫等先進信息技術,為古建築保護的可持續發展提供支撐。有了數字化技術,可對與古建築相關的文字、圖像、聲音、視頻及三維數據信息,提供數字化保存、組織、存儲與查詢檢索等手段,並進一步建立數字化文化遺產博物館、展覽館,為古建築的保護、開發與利用服務。

當前,數字化技術應用於鄉村古建築保護主要有以下幾個方麵[2]。

2.1 數字化保存

數字技術的發展促使更高精度的圖形圖像技術設備相繼產生,更精確真實的數字化保存與存檔技術也隨之誕生。與數字化攝影相結合,激光掃描可以捕捉肉眼難以察覺的細節,比如說建築表麵的裂紋。通過記錄激光從發出到被物體反射或者折射回來的時間,用相關軟件進行計算和處理就可以了解物體的角度、位置乃至材質,最後形成三維圖像。數字化保存主要是利用先進的二維三維掃描、數字攝影、三維建模與圖像處理等技術,實現文物圖形結構與紋理等信息的高精度獲取與保存。目的是在計算機裏建立相關的數字模型,為文物的信息保護、修複、研究、參觀和開發利用等提供準確的數字化素材。

2.2 虛擬博物館

隨著信息技術的迅猛發展,通過利用虛擬現實技術、網絡技術構築虛擬數字博物館,打破實體博物館局限性,大大擴展了博物館的延伸空間,最大限度地拓展了博物館功能。借助於計算機,人們可以更好地再現曆史,通過各種虛擬現實技術模擬現實的場景,達到圖像、聲音等方麵的高度擬真,在不動一磚一瓦的情況下,人們同樣能夠身臨其境地領略到曆史古跡的魅力,了解過去的曆史和文化,這不僅節省了資源,符合可持續發展觀的要求,同時也把曆史建築中無形的遺產延續和傳播了下來。在數字博物館裏,傳統博物館中的展品如今隻需點一下鼠標就可以清晰且內容詳盡地呈現在閱覽者麵前。利用虛擬現實技術,人們更能在虛擬博物館中漫遊,足不出戶就能瀏覽難得一見的建築古跡。這是數字時代古建築保護與數字化技術相結合的體現,更是古建築保護的時代特征。

2.3 虛擬修複與複原

利用計算機圖形學、圖像處理、虛擬現實等信息領域最新發展技術,結合傳統的文物保護與修複工作,可以形成古建築科學保護的理念和程序。根據已保存下來的各種鄉村古建築文物相關的數字化信息數據,結合藝術家、保護專家等的研究和經驗知識,利用圖像處理技術、人工智能等技術,可以對同一風格的古建築的損壞部分進行虛擬修複與複原,還其原貌。

2.4 數字化輔助設計

數字化輔助設計係統可以進行對平麵圖案的數字化輔助設計,對三維實體的造型進行數字化輔助設計。通過數字化圖案、三維實體輔助設計係統,可以對已有的典型圖案、三維實體進行創新設計,有助於鄉村古建築文化的傳承與發揚。

2.5 數字化監管

圖像之間的比對技術是圖像處理技術中的一個分支,主要是利用圖像的顏色特征、形狀特征、紋理特征等對圖像進行比較,根據這些統計特征,對圖像之間的相似度做出評價。在鄉村古建築數字化保存的基礎上,可以每隔一段時間對古建築進行複查,利用圖像處理中的圖像匹配或圖像融合等技術,通過將最新采集的圖像數據與已存儲的圖像數據進行比對,結合人工篩選和專家鑒定,來發現建築的某些構件風化、腐爛、損壞以及缺失等詳細信息。

3 數字化技術應用於鄉村古建築保護的實現方法

由於鄉村古建築是不可移動的,因此利用數字化技術來挽救和重現將要消失的古建築或古構件,是一種很好的方法。鄉村古建築數字化,是指對鄉村古建築通過映像采集重組的數字化技術,以信息收集和複原為主要手段,建立起數字化展覽館,全方麵開展對外展示和宣傳以及管理,通過一係列的數字技術達到對鄉村古建築保護的目的。

3.1 信息采集與處理

⑴ 信息係統的核心問題,就是在對數據進行采集錄入、傳輸交換、存儲管理、加工處理以及展示提供等處理過程中有效地管理, 確保數據的真實準確。

⑵ 信息資料數字化是鄉村古建築數字化保護研究的基礎。古建築的信息采集需要到現場進行大量的采集工作,經過對信息的整理和處理,最終實現古建築資料的數字化。數字化的成果主要分為三部分:數字化的文獻資料;實體信息成像,分別對應建築平麵圖中的各視點;數字化的測繪圖以及在測繪圖上整理得到的各種分析圖和細節圖樣,這些數字化的測繪圖將成為虛擬模型建構的基本依據。從實體信息成像到數碼成像是通過感光器件來實現從實物到圖像的轉換過程,即通過數碼成像技術實現古建築實體信息的初步數字化。其數碼技術產品最常見的有掃描儀、數碼相機、家用攝錄一體機等。數碼相機和攝錄機可以直接將古建築實物轉化為圖片,DV等數字信息。而為了保證古建築的精確度,數字化研究中,對於古建築的各種規劃設計圖、測繪圖、照片以及模型等的數字化則采用成像質量高的掃描儀。數字化的測繪圖技術是用掃描技術把建築的實物信息轉化為某一階段的數字信息。