南昌绳金塔数字虚拟还原的方式与价值研究

刘晓华

摘 要 古建筑由于其建造年代久远，建造材料设计结构不够先进科学，所以在历史发展中经历过风吹雨打、阳光辐射、或者虫蛀蚁蚀等自然原因不易存留，其次在历史发展的过程中人文社会也对其造成深刻影响，朝代变迁和战乱都会对古建筑造成不可复原的伤害，所以数字虚拟还原技术对古建筑的还原极具优势。文章具体着眼于南昌绳金塔的数字虚拟还原的深刻价值，介绍了将数字虚拟还原技术应用于古建筑修复的新技术手段，并介绍了此技术对绳金塔进行的虚拟还原。

关键词 南昌绳金塔；古建筑还原；虚拟数字还原技术；古建筑保护意义

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）218-0127-02

南昌绳金塔是一座位于江西省南昌市西湖区原南昌进贤门外侧的始建于唐代天佑年间的古塔，相传绳金塔取名缘由是在建塔之前有僧人在此地掘出四匝金绳，驱风、镇火、降蛟的古剑3把和一个盛有300粒舍利子的金瓶子，后人将在此建的塔称为绳金塔。因三把宝剑故绳金塔又有“水火既济，坐镇江城”的美誉，在南昌地位非常高是南昌的镇城之宝。属于中国典型江南建筑风格的绳金塔风景秀丽，历史悠久至今已有上千年的历史，是古代中华儿女劳动与智慧的结晶[ 1 ]。

1 南昌绳金塔概括

朱栏青瓦，塔顶有鎏金葫芦型顶，塔内悬挂铜铃有传统宗教色彩，但却十分朴实。塔身每层都设有通向飞檐的门洞结构，有四面真门洞与假门洞，各门洞形式也各有特色，有月亮门、如意门、火焰门等形式，是典型的江南建筑艺术风格；塔刹高3m，最大内径1.75m，以樟木为架构镏金铜皮外钉包裹；塔基为须弥座结构，旋步梯直通塔顶，塔顶可俯瞰湖山千里远；再下是地宫，地宫是出土古文物最多的地方，也是象征绳金塔与南昌城的宝藏之处。绳金塔整体为砖木结构，一共八面都有飞檐，塔高七层，每层都有楼梯和门结构通向飞檐[ 2 ]。由于历史悠久见证了太多兴盛衰亡所以也经历过许多风雨沧桑，被多次摧毁又多次重建，从元末明初陈友谅与朱元璋争夺南昌时绳金塔就受到重创，在明朝建立之后才得到重建；后在清朝康熙年间又由于年久失修再次重建；后在同治年间、乾隆年间、光绪年间都经历过多次风雨摧残或意外又重新修建，由于砖木结构易着火和被腐蚀所以需要定期持续地关注与修整。在建国之后，也受到了国家文物局和省、市、区人民政府的重点拨款修复，但是由于绳金塔被虫蛀、蚁蚀、锈损、油漆脱落、砖石风化等问题得不到根本解决，所以现在社会各界都在思考绳金塔修复和最大程度保留绳金塔的新方法。

2 数字虚拟技术与古建筑还原

利用数字虚拟技术对古建筑进行还原指的是通过电脑和传感器对古建筑进行一个模拟，是人通过传感器能够感受到一个非常逼真的身临其境的古建筑旅游体验，具体是利用计算机构造一个三维数字模型系统，用计算机图形学、图像处理、多传感技术和网络等进行技术创造模拟环境。这种方法自出现以来受到了世界各国的广泛使用与研究创新。如今，已经有越来越多的古建筑系统被不断地设计制作出来，制作设计的软件平台与硬件设备和展示的硬件设备也都随着技术的进步不断更新换代。参加创作设计的人员覆盖的专业范围越来越广泛，从最初只是计算机专业的人员到现在的建筑设计师、艺术家、传感领域的专家学者和考古界的专业人士都投入到工作之中，齐心协力推动这个崭新的领域的不断进步发展。目前虚拟还原古建筑系统已经可以更好地还原出古建筑原貌，但是对于古建筑周围的环境，还需要渲染技术的突破和大量数据的存储运算功能的优化，但是能够完整还原出古建筑内部环境和一些具体细节已经达成了最初的期望和想法，相信随着技术的发展，虚拟还原出的古建筑系统会越来越逼真。

3 南昌绳金塔数字虚拟还原方式

3.1 虚拟还原流程

对南昌绳金塔的数字模拟还原工作主要分为三个部分，具体的说有前期工作、中期工作和后期工作。前期工作包括对南昌绳金塔的修复内容的项目策划书，策划书中应具体描述此次修复工作的具体指导思想与技术规划，修复的具体过程设计与使用的计算机技术或者其他虚拟现实的手法，并对这些制作手法进行在南昌绳金塔修复中的可行性分析，最后考虑将修复后的南昌绳金塔以什么样的形式展示出来以及在什么终端通过什么设备进行具体展。中期工作是安排专业考古人员对南昌绳金塔进行实地的现场考察，搜集相关具体绳金塔建筑信息并进行还原分析，然后传达到技术人员那里对绳金塔进行初步的系统模型的设计与制作，把系统模型的框架建好才能具体还原绳金塔内部细节设计。后期工作主要是对中期工作的改进和优化，进行绳金塔内部的场景贴图和灯光烘焙等细节处理，最后利用虚拟漫游技术进行交互合成整个绳金塔的虚拟系统，对整体系统进行测试、改进与调整，是整个过程必不可少的一个环节，尤其是对绳金塔整体系统的试用体验，可以请不同类别的游客进过绳金塔的没有进过绳金塔的游客进行体验试用。

3.2 色彩还原技术

除了对系统的整体模拟设计制作之外，对虚拟色彩的修复还原也很重要，计算机中关于虚拟色彩还原的关键技术是解决不同类型古建筑原有色彩的数据获取和处理和修复后的绳金塔内部和整体色彩真实性问题，绳金塔的颜色设计非常具有特色，有朱栏青瓦和墨色的檐角，白净的内壁和鎏金色的塔顶，各种色彩交错混杂，在纷乱中又有着整体的统一，是因为这些颜色搭配是符合当时宗教色彩的搭配，使人们能够领略除了建筑之外的文化。所以对色彩的还原模拟十分重要，需要专业人员对实际色彩进行准确的获取与迁移，并保证色彩随整体空间相互关联，随着整体空间色系的变化而变化，不同的时间随着日照的变化塔内的一些色彩也都能够模拟出细微的变化等。

3.3 三维扫描点云数据

由于技术的局限造成虚拟还原系统的整体数据量十分庞大所以又反过来限制了虚拟还原系统的布局，只能还原出绳金塔内部的具体结构而不能还原出绳金塔的周围环境，这对绳金塔的还原工作其实是有影响的，因为在绳金塔存在的历史中，它是与它周围的景物环境一起生长变化的，都是历史的见证者。所以为了能够继续还原绳金塔的周边环境我们可以使用最新的三维点扫描云数据技术，这个技术是利用激光对建筑物进行扫描存储信息然后将所有数据储存在云空间中，云空间是一个基于计算机之外的数据库，而不是计算机真真实实的存储空间中，这样可以节省计算机自身的空间进行更多的数据运算与处理。除此之外，使用激光扫描的优势是尽可能对绳金塔内部造成最小的影响，用一种不接触建筑物的方式得到最多最精确的三维数据，扫描速度还非常快，数据兼容性高可以被多种软件进行提取数据与处理运算，方便后续设计。

4 南昌绳金塔数字虚拟还原价值

4.1 文化价值

南昌绳金塔是具有中国古代文化内涵的古建筑，古建筑以其存在的这么多年和经历过的历史变化可以向人们证明中国历史古国的文化内涵，包括中国古代的封建等级制度、宗教迷信色彩、各种社会制度和风俗，以及受封建等级制度源头的儒家传统核心内容“礼”所影响的中国古建筑都具有的“中庸”的文化内涵，所谓“中正”之美。一阵风吹过，塔内每层挂着的铜铃发出不同的音阶之声，七层七音，又表现出古代音韵艺术文化内涵。

4.2 民族价值

南昌绳金塔的虚拟还原对传承民族精神有着深刻意义，是劳动与智慧并存、自强不息的民族精神的具体体现。特别是南昌绳金塔对南昌附近的甚至江西省的人民都有着特殊的历史意义，人们通过体验虚拟还原的绳金塔能够对其有更加深刻的认识与了解，培养出更加深厚的民族自豪感。

4.3 设计价值

因为南昌绳金塔的建筑风格不同于国外的建筑风格但是也不同于中国其他地区的建筑风格，是属于南昌特色的古建筑，所以当地人们对其感情更加深厚，修复还原工作对当地人民来说也更加有价值。此外，对南昌绳金塔的模拟修复也是对世界建筑设计行业的重要贡献，如果不模拟还原出来，很多没来过的外国人都无法观赏到如此独具特色的中国古建筑，通过网络平台和展示设备将地区建筑丰富推向世界，将中国特色发扬到世界各国。

5 结论

对南昌绳金塔的数字模拟还原，无论是对于我国民族文化与民族精神的传承，还是对于世界建筑设计行业来说都是具有深刻历史意义的。我们相信，随着时间的发展无论是国内还是国外，未来对古建筑进行虚拟系统还原都是必然的趋势，面对时代发展的趋势，我们要把握好时机，加快技术的研究与人才的培养，使我国更多的有价值的古建筑能够留在世人眼中并被更多的人所看到和观赏到，这也是提升我国文化软实力的重点发展方向。

参考文献

[1]徐蕾.繩金塔：见证古城沧桑巨变[N].南昌日报，2008-10-30（001）.

[2]张恒立.绳金塔的底蕴[J].当代江西，2007（11）：54-55.