建筑文化遗产运用数字媒体技术的传承与保护——以梧州新西酒店骑楼建筑为例

李 松

(梧州学院 宝石与艺术设计学院，广西 梧州 543002)

笔者一直居住在广西梧州市，经常走访调研梧州市的骑楼建筑城区，在针对梧州市大中路骑楼城进行调研的过程中，有一位居住在骑楼建筑的居民诘问：“目前居住的骑楼建筑都属于老旧建筑，现在住起来又不方便又没有什么阳光，没有什么价值的建筑，还保护它干什么？”这样类似的诘问在我们国家不同地域的建筑文化遗产保护和传承中需要面对的。也表明了现代化进程与中国建筑文化遗产保护传承之间的矛盾。因此，如何运用现代先进的技术，更好地保护和传承中国建筑文化遗产值得深入思考和研究。

1 建筑文化遗产概述

1.1 建筑文化遗产概述

建筑文化遗产指的是有一定价值且不可移动的文化遗产，除了历史建筑和建筑群，也包括具有历史文化风貌的区域和城镇或者能够体现历史事件和历史文化的城区和环境[1]。

1.2 建筑文化遗产历史价值

建筑文化遗产的时间价值是由其经历的历史沉淀表现出来的，历史价值中的时间性元素作为前提，是遗产固有的“存在价值”。建筑文化遗产比其他文物质文化遗产具有一定的独特性，主要表现在建筑文化遗产是通过建筑实体形态来展现岁月和历史的印记，通过这种形式来帮助人们联系过去和现在。建筑文化遗产这种物质性表征的记忆更能够见证时间，由时间延伸出历史很多的记忆，更好地表现出建筑所具有不可替代的集体记忆功能[2]。

1.3 建筑文化遗产的艺术价值

建筑文化遗产除了具有历史价值，另外一个核心价值就是艺术价值，建筑文化遗产中的艺术价值，在世界很多国家都受到法律的保护，艺术价值是作为判定建筑文化遗产价值的重要元素之一。不管从艺术功能来讲还是从艺术起源来讲，建筑都属于一种典型的艺术类型，在艺术大范围来讲也属于举足轻重的角色。建筑文化遗产中的艺术价值主要是指建筑遗产本身的品质特点是不是表现出重要的艺术特征，这种艺术特征除了在艺术效果中有较强的审美特点，更能表现出特定历史时期的艺术风格。

建筑文化遗产的美学价值通常是通过建筑本身的造型艺术(点、线、面、型、颜色等元素)，通过建筑本身造型的均衡特点、对称特点等建筑结构，从而产生相对应的美感，这种美感可以达到崇高、庄严、宁静、魅力等艺术观赏效果(图1)。理解建筑文化遗产的美学价值不但考虑其本身的艺术价值，更要考虑周围的环境和氛围，这两者不能孤立，只有两者同时存在才能呈现出最好的建筑文化遗产美学价值[3]。

图1 世界文化遗产：韦兹莱教堂和山丘 图2 梧州骑楼建筑沿街立面

2 梧州骑楼建筑文化遗产概述

2.1 梧州骑楼建筑概述

梧州骑楼建筑作为东西方文化元素融合的建筑代表，在近代很长一段时期发挥着巨大的使用价值和商业实用价值。除了适应当地日照强烈且多雨的自然环境，也兼顾了梧州地区建筑土地较少、建筑楼宇过于密集的特点，梧州骑楼建筑楼上可以住人，一层作为商铺，在骑楼建筑的底层建筑中留有三个方向不同的通道空间，第一层面向对外街道的主门，且向内部结构收缩了一部分商用空间，连接着一楼商铺，二楼以上是商家的居住空间，骑楼建筑门外通常是三面通道，二层以上的建筑艺术风格大多使用的是欧洲建筑艺术风格，整体建筑艺术效果就像是骑乘在千姿多彩的廊柱上(图2)，所以我们称这样的建筑为骑楼，梧州骑楼建筑很好地承载了梧州近代的商业文化发展历史。

2.2 梧州骑楼建筑艺术特点

梧州骑楼建筑主要的艺术特点代表的是中国传统式风格、仿哥特式风格、古罗马券廊式以及仿巴洛克式风格。东西兼容、中西合璧的建筑艺术特点都在梧州骑楼建筑形态中表现出来。跨文化跨地域的特点是岭南骑楼所以具有的，不同文化的融合、碰撞、升华，也伴随着不同地域宗教、文化、观念等的差异，这就是造成梧州骑楼建筑形态差异的主要原因。

从建筑结构来讲，梧州骑楼建筑由3个建筑部分组成：楼底、楼身、楼顶。中间建筑部分是楼层建筑，上面建筑部分是建筑山花，上部分楼顶是山花或者檐口、下面部分是宽约4～5m的走廊列柱。梧州骑楼建筑的艺术形态，分别是楼顶形态、楼身墙面装饰、沿街立面，它们的艺术特点各不相同(图3和图4。

图3 梧州骑楼建筑沿街立面参照

图4 梧州骑楼建筑沿街手绘分析 图5 梧州骑楼建筑艺术原创手绘

(1)梧州骑楼建筑沿街立面，其艺术效果主要是3个部分：骑楼列柱、山花檐口、楼层，骑楼沿街立面的形态常常在各层窗台下面的檐口或者窗楣之处添加一些艺术装饰(纹样或者浮雕)，这样从整体效果来看就变得极为丰富，也可以与周围的建筑环境效果更好地融合，骑楼临街立面的造型处理上多为欧洲建筑艺术风格造型或中西相结合的艺术风格。

(2)梧州骑楼建筑楼身墙面装饰，效果多采用欧洲洛可可或者马洛克建筑艺术风格，有的地区的建筑艺术效果带有中国古典卷草的艺术图案，有的地区的建筑艺术效果带有水果和中国传统的纹饰，北方地区的骑楼艺术效果还带有伪满洲时期的纹饰。

(3)梧州骑楼楼顶艺术装饰主要是骑楼建筑中的山花。其艺术效果常常表现为现代感的直线条形，上面有很多的雕塑图案，部分雕塑图案带有浓重的西方艺术风格，加入欧洲柱饰。梧州骑楼建筑山花部分两边的矮墙俗称压檐墙，也叫女儿墙，主要位于骑楼建筑天台边缘和建筑檐口以上的位置，形态以弧线形、方形、圆形为主。梧州骑楼建筑的楼顶形态在各个地区也是不一样的，有的是正面建筑挑出拱形造型或者雨棚，有的是塔型。每个地区的骑楼建筑楼身装饰形态也是大不一样，有窗洞形态，也有浅浮雕形态的阳台。梧州建筑楼顶的山花、女儿墙和骑楼建筑楼身上的西式小阳台，则是欧洲古建筑独有的建筑元素(图5)。常说起的“洋式店面”是指：西式小阳台与女儿墙、山花组合的形态，这种形态建筑经常被设计成曲线形态和半圆形形态。

3 数字化建筑艺术的保护与传承

我们生活世界到处都有各种各样的古建筑，它们是人类宝贵的文化遗产，它们见证了人类的发展历史，当下，世界各国都是很重视文化遗产保护和传承的工作。目前越来越多的国家开始重视人类文化遗产的保护和传承，但是伴随着很多的破坏和损坏，越来越多的文化遗产逐渐消失了。当下，人类开始思考运用一些措施和新技术讲这些文化遗产进行保护、复原和传承。目前我国国内已经有一些部门或者单位开始运用师资技术来复原一些有历史价值的古建筑(图6)。

3.1 数字化建筑艺术的发展

我国城市化进程的加剧，很多城市经历着全面的升级和改造，在城市的建设中出现了旧城改造和历史建筑保护的矛盾，大量的历史建筑被损坏，部分保存下来的老建筑也因未能很好地保护而失去原有的面貌。如何更好地保护和传承这些历史建筑成为当下研究的重要的课题。建筑文化遗产数字化是一个全新的选择方案，它不同于传统的保护和传承手段，主要是将新媒体表现的形式，借助数字影像和数字动画，通过新媒体平台和网络表现出来。

目前，我国建筑文化遗产数字保护工程已有一定的成果。例如，武汉理工大学动画专业制作的黄鹤楼虚拟建筑表现，东南大学苏州研究生院制作的秦淮步行街虚拟建筑表现，梧州学院的骑楼风雨建筑动画表现(图7)、微软研究院的兵马俑数字动画，等等。国外建筑文化遗产数字化发展也很迅速，在建筑文化遗产数字化教学上数字技术起到了举足轻重的作用。部分欧美高校已将《历史保护数字技术》课程列为必修核心课程。目前我国高校虽未开办与历史建筑保护相关的专业，但是在当下的大环境下，研究建筑文化遗产保护的相关课程已出现在我国高校中，艺术类高校开办了很多关于虚拟现实表现的热门专业，如数字媒体艺术专业和动画专业，但是课程还是偏向游戏、交互、动画等专业方向，而真正是建筑文化遗产保护的教学则比较少的[4]。

目前新媒体涉及到建筑设计艺术表现领域的主要是虚拟现实技术和建筑动画技术。数字艺术是开放式多样性的平台，包含着诸多数字艺术样式，如数字场景、数字角色、数字影视、数字交互等。数字媒体是以数字网络传播平台为工具的一种新的形态，其包括各种新媒体多样化的表现形态，也是一种传播手段和传播介质。目前新媒体发展迅猛，3D模型在建筑艺术表现方面的运用已经常态化。时时可见的建筑动画艺术和虚拟现实表现技术让人们早已领略到新媒体数字化的无穷魅力。现如今，数字媒体艺术表现的超现实效果已经取代传统水彩、油墨等的创作方式，很多建筑设计单位都愿意将数字化手段用于制作建筑与设计效果，呈现给商家客户[5]。不管在空间表达还是设计概念上，数字媒体表现的确展示出令人信服的效果。数字媒体打破了非专业化和专业化之间的障碍沟通，数字化的交流平台也为多专业、多学科带来了很好的交叉合作。

3.2 数字化在建筑遗产保护中的作用

新媒体数字技术包括数字采集、数字储存、数字影像、数字后期等多媒体应用技术，慢慢地衍生出其他周边的产业，也包含文化数字修复领域。随着数字技术的发展，建筑文化遗产保护与传承也开始慢慢地运用这些技术手段和艺术表现，运用建筑艺术元素和数字艺术表现手段，来实现其独有的历史和文化沉淀。

三维数字建筑表现，主要是通过现有已存的图像或者实时拍摄的图像，利用设备仪器进行远近立体数字扫描和采集，来掌握建筑的实际信息，再利用三维数字工具进行虚拟修复，可以利用真实数据建立三维模型，利用虚拟灯光和虚拟材质，还原真实的建筑效果。构建建筑的立体三维，触摸建筑的真实存在。现代数字艺术，可以通过触觉和视觉的互动，感受建筑空间真实存在，可以做到无地域性资源的交流和共享。目前将传统的制作方法和手段运用到建筑文化遗产的修复和保护中，经常出现误差和损失，运用先进数字技术可以更好地完善建筑遗产的保护和传承(图8)。

图8 广西梧州市骑楼城保护与利用设计规划参照 图9 梧州新西酒店旧址骑楼修缮前后建筑外观参照

为实现永久的保存和动态的展现，运用数字媒体技术将骑楼建筑的艺术、人文、历史等各种元素通过视屏、图像等为媒介，更好地将梧州骑楼建筑保护与传承下来。数字媒体技术的应用，不但可以对遗失的梧州骑楼建筑进行虚拟重建，而且对现存的梧州骑楼建筑的未来发展方向有了新的规划，表现出数字媒体技术在实体保护的科学力量。是科学、梧州骑楼建筑、艺术三者的深度融合。运用数字媒体将梧州骑楼建筑数字化复原，使梧州骑楼建筑不受损坏且精确地复原在我们面前，也可同时让更多的人了解和传播梧州骑楼建筑知识，让梧州骑楼建筑的保护不再是少数人的事情，进而促进梧州骑楼建筑保护意识的提高。

4、“梧州新西酒店”骑楼建筑数字化保护与传承的实现方式

4.1 “梧州新西酒店”骑楼建筑概述

梧州新西酒店于2013年5月被国务院定为全国重点文物保护单位。2017年，国家有关部门拨款700多万元，专门用于新西酒店及大东邮局的修缮工作。新西酒店也属梧州市近代建筑群之列(图9)。

4.2 梧州新西酒店骑楼建筑数字化保护与传承实施的步骤及方法

主要的步骤分为三步：三维数据收集，三维数字模型，图像后期修复。

(一)梧州新西酒店骑楼建筑三维数据收集方案

针对梧州骑楼城众多骑楼建筑，单独对梧州新西酒店旧址骑楼建筑进行数字化保护进行研究，具体实施的步骤及方法采用三维数据扫描和拍摄的方法进行数据收集。对建筑进行整体扫描，运用收集的数据进行整体分析，高效地建立三维数字模型(图10)，同时结合无人机倾斜摄影技术，便于古建筑的数字化存档，为骑楼建筑传承和保护提供数据支持。

图10 三维数据与结构对比

使用的仪器包括大疆无人机MAVIC-2-PRO、iPhone11、Trimble-SX10扫描全站仪。在古建筑三维数据收集中，Trimble-SX10扫描全站仪用于获取立面的数据，檐口以上部分(含屋顶)则由无人机通过倾斜摄影获取。在骑楼街模型收集中，无人机用于获取古建筑檐口以上部分(含屋顶)的建筑数据(图11)，iPhone11用于获取建筑的立面数据。

图11 大疆无人机MAVIC-2-PRO操作 图12 Trimble-SX10扫描仪操作

掌握大疆无人机MAVIC 2 PRO的使用方法及倾斜摄影测量的基本技术，研究获取了5个角度的点云数据。由于Trimble-SX10扫描仪不耐高温，需要定时给仪器降温，或者选择夜间作业(图12)。

运用无人机和手机对骑楼进行了摄影测量，采集足够的骑楼立体数据，为后期的三维图数据图纸构建和模型重构奠定基础。

(二)梧州新西酒店骑楼建筑三维数字模型设计方案

数字模型数据的收集与整理：

在前期的三维数据扫描后，整理好完整的三维扫描数据和信息，了解梧州新西酒店旧址骑楼建筑的建筑特点、建筑布局、建筑尺寸等数据信息。了解梧州新西酒店旧址骑楼建筑的建筑结构风格和人文历史背景，所以查找相关的历史知识。为保障数据的准确性，针对梧州新西酒店旧址骑楼建筑特点、建筑布局、建筑尺寸等信息进行了更加详细的记录，也对梧州新西酒店旧址骑楼建筑中的建筑细节进行拍照，以便裁剪真实贴图(图13～16)。

图13 梧州新西酒店骑楼顶、立、前三维数据 图14 梧州新西酒店旧址骑楼建筑内部修缮前参照

图15 梧州新西酒店旧址建筑内部修缮后参照 图16 梧州新西酒店旧址骑楼建筑历史参照

骑楼建筑数字模型的建立：

在3ds Max中运用创建面板中的建筑来建立骑楼基本几何模型，通过调整参数的多少，对骑楼模型进行制作。将复杂的骑楼模型简单化，为之后的材质贴图减少工作量。而一些窗户、门、墙等需要进行面的挤压，将形状轮廓做出来；而一些做工极致的木雕或石雕，则运用创建面板的图形来进行形状的定点捕捉。转换为PLOY，进行面的挤出，轮廓的缝合，这样建立的骑楼模型就会与真实的立面形状一致，建立的模型精确、简单、快捷。

在Photoshop作图软件中，将需要用到的部分利用多边形套索工具裁剪出来，放到新建的图层中；而对图片变形厉害的则通过编辑窗口变换命令中的“斜切”-“扭曲”-“变形”来进行图片的调整；有些图片色调太暗，选择图像窗口调整中的“亮度/对比度”或选择自动对比度来进行调整；有些缺损的地方，利用画笔工具进行制作。将小图片集中进行排版，减少图片的分散，为材质的使用减少材质球。将做好的图片赋予到材质球上，多个图片的贴图，将UV贴在相应的贴图上，进行节点的调整。然后在材质编辑器中，选择凹凸贴图，调整合适的参数，展现凹凸的强度。材质贴图的合理运用，将骑楼的古香古色、历史气息全部展现出来(图17～18)。

图17 梧州新西酒店骑楼建筑三维数字模型效果一 图18 梧州新西酒店骑楼建筑三维数字模型效果二

梧州新西酒店骑楼建筑数字模型后期设计与保护方案:

后期的制作合成：在Lumion中进行骑楼建筑的整体布局、镜头的调整和镜头的渲染生成。通过Adobe Premiere Pro的视频剪辑，将在After Effects特效软件中制作好的特殊效果与在Adobe Premiere Pro中的视频进行剪辑，加入音乐，突出骑楼建筑的历史文化氛围。数字模型后期修改主要依靠前期的建模、中期的材质，之后才到后期的细化场景和光感的模拟以及特效的制作。而除了后期的特效以及光感之外其中的绝大部分在3ds Max中模拟完成，光感(补光)和特效(包含声音)的后期制作在Max中渲染导出序列帧之后，再在Pr中进行渲染，输出达到成品的效果图19。

梧州新西酒店旧址骑楼建筑数字化信息建立完成后，将制作好的三维数字模型按照类别和属性进行数据归类和存档，生成图片和影像数据库。将数字化信息合成统一的资料库系统，以便更广泛地运用和分享数据信息。也可以上传至云数据，实现互联网连接储存和保护。

梧州新西酒店骑楼建筑数字模型设计中的问题和解决办法:

材质全部赋予了贴图，在重新打开软件材质编辑器时，材质球变成了原始材质，贴图全部不见，而渲染后材质的贴图却还是存在的。因为材质贴图的所有路径全部没有，针对这个问题只能给材质球重新赋予贴图，再重复地指定到模型上，这个问题就解决了。将展好的UV贴图模型复制多份，当再次打开软件时，复制过来的模型恢复成没有展UV时的样子，多次重复复制模型，问题还是一样。这就要在材质编辑器中通过Map的窗口，进入漫反射的编辑界面，找到位图参数，重新加载图片，回到材质编辑面板，贴图出现，将材质球重新赋予到指定模型，问就迎刃而解了。

将模型导入Lumion中，有个别小部件发生了模型与材质的整体消失。这是在3ds Max建模的过程中使用了创建面板图形中的线来绘制模型框架，转换为PLOY，选择挤出，而挤出未缝合的那一面后在Lumion中就出现了模型隐形的效果，镜像后有问题的那一面就暴露出来。重新用相同的方法进行模型的建立，在无问题的那一边进行挤出，完成缝合，再展好贴图就可以了。软件存在的问题无法改变，只能用最简单的方式解决。

运用数字媒体手段，将数字媒体技术和梧州骑楼艺术更好地有机结合，更好地将梧州骑楼建筑艺术传承下来，也能更好地使之推广，为梧州骑楼艺术这一建筑文化遗产更好地保护和传承做出贡献。通过对数字艺术工具(云扫描、三维模型、后期修复等)的使用，以及在梧州骑楼建筑艺术的各领域、各历史时期的研究，可以使梧州骑楼建筑艺术和文化更好地传承和保护。为了更好地将数字技术应用到梧州骑楼建筑艺术设计当中，高质量地运用创新的数字技术这个平台，将梧州骑楼建筑艺术文化注入到其中，更好地将梧州骑楼建筑艺术自身多元化、综合性、艺术化等特点表现出来。由此证明数字媒体技术注入建筑文化遗产非常必要而且可行，对于传承和保护建筑文化遗产起到重要作用。