三维虚拟技术在中国古建筑维护中的应用现状及发展路径探索

董 慧

（无锡科技职业学院，江苏 无锡 214000）

三维虚拟技术在中国古建筑维护中的应用现状及发展路径探索

董 慧

（无锡科技职业学院，江苏 无锡 214000）

随着我国科学技术水平的逐渐提升，我国在进行古建筑维护过程中，为了进一步做好相关的维护工作，逐渐将新型的技术运用到我国古建筑维护的过程中。作为我国古代建筑的重要文物，古建筑的建立和发展，充分显示了我国古代劳动人民的智慧结晶。同时，在一定程度上也见证了人类文明及历史的发展，体现了古代劳动人民在建筑工程、文化艺术方面的成就。部分古代建筑在发展的过程中受到了大自然和部分人群的摧残。因此，为了保证古建筑的进一步发展，做好古建筑质量方面的维护工作，有利于促进古建筑更好地进行古代文化方面的传播。为了做好相关的研究工作，本文主要对三维虚拟技术的概念以及三维虚拟技术在古建筑维护中的意义、应用现状以及应用方式进行了深入分析，从而为促进古建筑的进一步发展提供一定的帮助。

三维虚拟技术；中国古建筑；应用现状

引言

我国在不断的建设和发展过程中，留下了许许多多形态各异的古代建筑，充分显示了我国古代劳动人民的智慧结晶。同时在一定程度上，也见证了人类文明及历史的发展，具有一定的纪念价值和研究价值。但是随着时间的发展，古建筑的质量受到了时间和人为方面的严重摧残，生存现状令人堪忧。如果不及时制定相关的维护措施，就会导致古建筑在一定的时间内遭受到严重的破坏，甚至是倒塌，严重影响我国对于古建筑的维护工作。我国在进行古建筑维修方面，通常都是通过使用手工修缮维护技术进行相关的工作的。由于需要消耗大量的时间和人力资源，因此存在着极大的难度。不过随着时间的发展，我国的科学技术手段有了空前的发展，通过使用相关技术手段对古建筑进行及时的维护和修复方面的工作，对于促进我国古建筑的修复工作，有着极大的帮助。而三维虚拟技术作为一种新型的维护古建筑的手段，有利于帮助我国更好地进行相关的工作。

一、三维虚拟技术的概念

三维虚拟技术是以三维数字技术作为基础，集成建设工程项目各类相关信息的工程信息模型，同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化技术[1]。通过这种方式进行古建筑的维护工作，能够将古建筑的建筑建模和建筑信息进行收集整合，通过自身可视性、协调性、模拟性等特点进行相关的工作，有着重要的意义。三维虚拟技术在20世纪90年代就已经被初步运用于古建筑维护方面的领域之中，但是在我国的应用依旧处于初步阶段，因此，为了做好古建筑的维护工作，必须将三维虚拟技术进行进一步深入运用[2]。

二、三维虚拟技术在古建筑维护中的意义

（一）有利于促进文化传承工作得到广泛的传播

三维虚拟技术的运用为古建筑的保护、研究以及广泛传播提供了新的技术支持，增加了对古建筑传播以及传承的途径[3]。我国在很长的一段时间内，都是通过传统的古建筑维护方式进行相关的维护工作。但是在进行维护的过程中，由于需要提供大量的人力资源和时间，影响了维护工作的进度。随着技术的进步，通过三维虚拟技术进行古建筑的维护工作，有利于在一定程度上对传统的古建筑传播和保护方式进行改善，通过利用数字化的形式，将古建筑的历史由来及建筑风貌再次展现在人们的眼前，从而使古建筑在虚拟现实之中，有效地得到了永久的保护。通过这种方式，有利于更加便利地对古建筑进行展示，同时也能够在一定程度上做好宣传方面的工作，有利于促进馆藏文物的增加，从而推动古建筑中文化传承工作的进一步开展。

（二）有利于进一步的体现出相关的科研价值

我国古建筑在不断的建设和发展地过程中，由于时间和人为因素的影响，从而导致不同程度的损坏。虽然部分建筑可以通过相应的方式得到有效维修，但是由于不同时期的建筑材料、技术、修复者审美观念都存在着一定的差异，导致在使用传统的维修技术进行古建筑的维护工作时出现了一定程度的问题，不利于古建筑修复工作的进一步开展。随着三维虚拟技术的发展，可以通过相应的方式使得古建筑的修复工作变得更加简单化，能够在短时间内还原出古建筑在当年的真实样貌，从而体现出古建筑的真实价值。同时，利用这种技术进行古建筑的维修工作，可以帮助古建筑研究者在进行相关研究工作时，能够为其提供直观的科研价值，从而使古建筑所承载的文化资源得以更加广泛的研究与挖掘，有利于古建筑的进一步发展[4]。

三、三维虚拟技术在古建筑维护中的应用现状

（一）基于三维数字技术的全息几何模型

随着我国信息技术水平的提升，在进行三维虚拟技术研究的过程中，相关人士是通过三维数字技术的全息几何模型进行相关研究工作的。并且，其主要的应用方式体现在记录古建筑生命周期的信息方法。比如石若明等人在进行研究工作过程中，主要以府学胡同36号院作为研究对象进行了相关研究工作，为了保证三维虚拟技术的模型在GIS环境下能够得到有效共享，将三维虚拟技术的“族”文件进行了建立，进而将通过IFC文件建立的实体模型先转换为GML文件建立的表面模型，从而顺利开展了相关工作。

（二）局部构件信息模型

在使用三维虚拟技术进行古建筑维护工作的过程中，维护人员还通过使用局部构件信息模型进行了相关工作。根据之前相关人员的研究显示，通过建立古建筑的构件库框架，进而对古建筑构件的相关参数进行设定工作，利用相关的技术设计构件相应的参数化设计界面，在拥有相应的支撑平台的前提之下，实现了在其主界面下管理和调用参数化的构件库，从而完成了相关的工作。但是由于相关因素的限制，相关人员在进行工作的过程中依旧无法有效地建立一个完整、系统的古建筑模型，存在着一定的问题。

古建筑在使用三维虚拟技术进行维护过程中，还使用了整体建筑信息模型和基于BIM的古建筑全生命周期管理及分析这两种方式的应用，以促进三维虚拟技术的进一步发展。

四、三维虚拟技术在古建筑维护中的应用方式

为了保证我国在进行古建筑维护工作的过程中，促进工作质量的进一步提升，从而推动我国古建筑更好地进行古代文化方面的传播工作，必须使用三维虚拟技术进行相关工作。而三维虚拟技术在古建筑维护中的应用方式，主要包括了以下几个方面。

（一）进行文物建筑三维虚拟模型的制作

为了做好古建筑的维护工作，在使用三维虚拟技术进行相关工作之前，必须做好建立和维护三维虚拟技术模型方面的工作。而这工作的开展，主要是根据文物建筑保护方案的要求进行相关工作。通过这种方式进行相关的工作，有利于在一定程度上做好总体团队维护信息的收集整理方面的工作，从而消除项目中的信息孤岛，并且将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中项目各相关方随时能够得到共享[5]。而在进行文物建筑三维虚拟模型的制作工作的过程中，为了使得所制作的模型符合当前的维护项目现有条件和使用用途，可以使用“分布式”三维虚拟技术模型的方式进行相关工作，从而促进工作的顺利开展，使维护人员在进行工作的过程中，能够及时有效地掌握到古建筑模型的信息，从而使得所开展的工作更加具有效率性。

（二）分析好文物建筑的周边环境

相关的维修人员在进行古建筑维护工作的过程中，由于周边的地貌、植被、气候条件等方面的因素会对制定文物保护措施产生一定的影响，因此必须做好文物建筑周边环境的分析工作。但是我国在长时间的古建筑维护工作的过程中，都是采用传统的方式进行相关工作，因此在对相关信息分析的过程中，会受到人为主观因素的制约，影响工作的开展。但是随着信息技术的进步，通过使用三维虚拟技术建立相关的信息系统，可以在工作过程中为文物建筑周边及文物建筑物空间数据进行建模方面的工作，从而从中制定出分析保护和维护方案，有利于更好地帮助我国的古建筑进行维修工作。

（三）做好文物建筑保护可视化的增强工作

随着信息技术水平的提升，我国古建筑的维护人员在使用三维虚拟技术进行古建筑的维护工作时，为了减少因为缺乏对传统建筑图纸的理解能力而造成的交流鸿沟方面的问题，相关人员可以使用相应的三维可视化设计软件进行相关工作，用以表达和展现文物建筑信息，以保证相关工作有效进行。但是由于相关因素的限制，致使在使用过程中依旧存在着诸多问题，影响工作的开展。因此，必须做好相关改进措施，以促进工作质量的提升。

五、结语

随着我国信息技术水平的显著提升，我国在进行古建筑的维护工作的过程中，将三维虚拟技术运用到了相关工作中。通过使用这种方式，有利于进一步的提高文物建筑保护的科学技术水平，促进文物建筑保护全面信息化和现代化，具有巨大的应用价值和广阔的应用前景，对于我国古建筑维修工作的进一步开展有着极大的促进作用。

[1]郑华海.BIM技术研究与应用现状[J].结构工程师，2015，31（4）：233-241.

[2]李艳.成功运用BIM技术于历史建筑保护的关键因素分析[J].海南大学学报自然科学版，2015，33（3）：258-263.

[3]赵景学.BIM技术在文物建筑保护中的应用可能性研究[J].土木建筑工程信息技术，2012，4（1）：43-46.

TU948

A

董慧（1978-），男，本科，无锡科技职业学院，讲师，研究方向：三维动画。