全景技术在古建筑修复中的应用

杨亚添

（厦门闽意古建园林工程有限公司，厦门361000）

1 前言

在当前“移动互联网”和“互联网+”时代的迅猛发展背景下，基于网络的创新技术和产品呈现方式不断涌现，极大地丰富了文化传承的手段。尤其是虚拟现实、三维扫描、全息投影等前沿技术，已成为非物质文化遗产保护与传承的现代化工具。面对这一趋势，探究全景技术在古建筑修复领域的应用尤显重要。该技术不仅可以为古建筑带来全新的呈现方式，还能为修复工作提供精确的数据支持和可视化分析，从而在保护和恢复古建筑的原貌中发挥关键作用。本文的目的是了解全景技术如何创新性地融入古建筑的修复与保护中，为这一领域带来新的可能性。

2 古建筑修复与保护的重要意义

古建筑承载着历史信息，对于研究和传承人类的文化历史具有不可替代的作用。在现代社会，保护古建筑已成为一项至关重要的任务，然而，伴随城市化进程，众多古建筑因旅游业和城市发展等因素遭受损害，其修复工作面临重重困难，尤其是一些采用木结构的古建筑，受环境温度和腐蚀等因素影响较大。随着科技的发展，利用现代技术对这些建筑进行修复显得尤为重要。运用全景技术来分析和修复古建筑显得尤为必要，这种技术不仅能够提升修复工作的准确性和质量，而且对于古建筑的长期保护也有着重要的现实意义。全景技术能够提供古建筑全方位、细致的视觉资料，帮助修复人员准确判断建筑结构的损害情况和修复需求。此外，全景记录也为未来的保护工作提供了宝贵的资料，便于长期追踪建筑的状态变化。因此，在古建筑的保护与修复工作中引入全景技术，不仅是对传统修复方法的一种补充，更是一种创新的尝试，能够更加科学、精确地处理古建筑的维护问题，确保这些历史文化的见证者能够更好地传承下去。

3 古建筑的特点

3.1 木质构件

在众多古建筑的构成中，木质框架结构不仅普遍存在，而且扮演着核心角色。这一现象贯穿于各种类型和地区的古建筑之中，无论是东方的宫殿和庙宇还是西方的古典建筑，木质构件都是它们共同的特点。木材因其易于获取和加工的特性，在古代被广泛应用于建筑中。除了基本的结构功能，木材还具有装饰性的特点，通过精美的雕刻和设计，展现了不同时代的艺术风格和技术水平。然而，木结构也存在易受环境因素如湿度、虫害和腐蚀影响的弱点，这些因素都可能导致木质构件的损坏，从而对古建筑的稳定性和持久性构成威胁。随着时间的推移，保护和修复这些木结构古建筑成为了一个重要且挑战性的任务。专家们不断探索适合的修复技术和方法，以保护这些建筑不受进一步的破坏，同时尽可能保留它们原有的历史特征和美学价值。因此，深入了解木质构件在古建筑中的应用，及其面临的挑战，对于有效地维护和传承这些珍贵的文化遗产至关重要。

3.2 建筑类型多样化

古建筑作为历史的见证，其多样的建筑类型不仅反映了人类文明的发展，还丰富了社会文化的内涵。这些建筑不仅在功能上多样化，还在艺术形式上展现了深厚的文化积淀。千百年来，各种文明的流转和发展为古建筑的设计提供了无尽的灵感，造就了复杂且精美的建筑风格。这些风格各异的古建筑不单是实用性的结构，它们更是艺术的化身，承载着人类历史与文化的重要信息，对中华民族的发展有着极其重要的价值。从古至今，建筑师和设计师们一直对古建筑的形式和结构保持着高度的关注和研究，从中汲取灵感，使现代建筑设计得以借鉴古代的智慧与创造力。这种对古建筑风格和结构的深入研究和应用，不仅体现了对古代建筑师才华的尊重，也促进了建筑艺术的持续发展。古建筑的多样化特征，不仅是历史的沉淀，也是现代建筑设计的宝贵资源，其深远的影响力延绵至今日社会文化和建筑艺术的各个方面。

4 古建筑的主要残损特点和类型分析

4.1 屋面漏水

古代建筑的屋面常由瓦片构成，这些瓦片通过其弧形设计紧密排列以达到防水效果。然而，瓦片的制作工艺若不够精细或屋面支撑结构发生形变，便可能导致瓦片间出现缝隙，进而影响屋面的密封和防水能力。这种情况下，屋面容易出现漏水问题，不仅损害了建筑的屋顶结构，也威胁到室内家具和其他物品的安全。屋面漏水的问题在古建筑中较为常见，它反映了古建筑在材料耐久性和施工工艺上的挑战。为了维护这些建筑的完整性和功能性，必须对其进行定期的检查和维护。此外，现代修复技术的应用，如采用新材料和方法来修补和加固瓦片，对于防止漏水和延长古建筑寿命至关重要。因此，屋面的保养和修复也是古建筑保护工作中的一个重要环节，需要通过科学的方法和精湛的工艺来确保每片瓦片都能发挥其应有的防水作用，从而保障整个建筑的长期稳定性和安全性。

4.2 木质构件的裂缝问题

在古建筑中，木质构件由于其天然属性，在使用过程中会随着水分的逐渐流失而产生干缩现象，这种物理变化通常会导致木材裂缝的出现，从而影响构件的结构完整性和稳定性。随着时间的推移，这些裂缝可能扩大，进一步损害木质构件的承载能力和耐久性，长期下来还可能影响整个建筑的安全。由于木材自身的特性，这些由干缩引起的裂缝很难通过自然过程回复至原有状态。因此，对于古建筑的维护而言，监控和处理木质构件的裂缝至关重要。此外，还要注意预防措施，如在建筑初期使用适当的木材干燥技术，和采用现代保护方法对受损木材进行修复。这些都是保持古建筑木质构件稳定性的有效手段，这些方法能够延长建筑的使用寿命，保护其文化和历史价值不受破坏。综上所述，针对木质构件的裂缝问题，采取恰当的维修和保护措施是维持古建筑完整性的关键。

4.3 木材的腐朽老化问题

古建筑中的木材构件在长期暴露于自然环境下时，易受到多种外界因素的影响，尤其是温度和湿度的变化，从而导致木材的腐朽和老化。这些环境因素不仅加速了木材的老化过程，而且还降低了木材的结构强度。随着时间的推移，这种老化和腐朽会导致木质构件的有效截面减少，从而影响其承载力，这对于依赖木质结构的古建筑来说是一个严重的问题。这种老化不仅损害了木材本身，还可能威胁整个建筑结构的安全和稳定性。因此，对古建筑中的木质构件进行适当的保护和维护是至关重要的。例如，定期的检查和必要的维修工作可以有效延缓老化和腐朽的进程。同时，运用现代保护技术和材料可以在一定程度上修复已经受损的木质构件，延长其使用寿命。针对古建筑中木质构件的腐朽老化问题，采取这些措施不仅能够维护建筑的物理结构，还有助于保护其历史和文化价值。

5 全景技术在古建筑项目中应用成效

5.1 发挥古建筑的价值

在古建筑保护和展示项目中，全景技术的应用有效解决了一些地理位置偏远、交通不便的古建筑难以充分展示其文化价值的问题。这种技术能够创造出极为逼真的虚拟体验，让人们即使不亲临现场，也能感受到古建筑的独特魅力。通过结合互联网技术，全景技术不仅能够展示建筑物的全貌，还可以整合考古发掘、历史研究的数据和各类文物信息，形成一个内容丰富、形式多样的文化展示平台。这样的技术运用对于传播和普及古建筑的历史和文化价值具有重要意义，同时还避免了过多的游客流量对古建筑结构可能造成的损害。全景技术的应用不仅让远方的观众能够领略到古建筑的独特之美，也为古建筑的保护和研究提供了一个新的视角和方法。

5.2 提升古建筑保护技术水平

尽管古代建筑拥有各种颜色和形状，然而由于其材料的限制，容易导致其表层变得脆弱、褪色、掉落，甚至无法进行持久的维护和展示。而借助全景视觉技术来呈现古代建筑的恢复效果，能够协助进一步的颜色恢复，并且能够评估恢复方法的适用性。如果把这项技术融入到互联网上，就能从不同的视角来呈现这些文物，能让古代建筑的实际信息得到更为精确的保护，从而提高其历史的持久性。

5.3 便于古建筑的全方位展示

全景技术在古建筑项目的应用中表现出色，它能够精准捕捉并呈现真实场景，最大程度地维持场景原貌。这种技术不仅提供互动式的观看体验，还能融入文本、音频、视频以及超链接等多种媒体元素，使内容更为丰富和生动。其制作周期相对较短，展示成本低，且时效性强，适应快节奏的现代社会需求。此外，全景内容的播放设备要求并不高，大多数智能手机和计算机都能轻松查看，这使得更多人能够方便地接触和欣赏古建筑的美。

5.4 延长古建筑资料存储周期

全景技术在古建筑资料存储方面展现出其显著优势，超越了传统摄影技术在角度和数据承载方面的限制。通过结合数字化平台，全景拍摄不仅记录了建筑的视觉信息，还能够整合和存储关于施工过程中的人员、材料、设备、技术方案等多维度数据。这种方式能够详细记录并描述施工过程中的各个方面，包括工艺、工序和会议记录，从而实现对工程全程的全面记录和数据追踪。这些图像不仅可以作为工程记录，还能够长期保存，为未来的研究和参考提供丰富的资料。全景技术的应用，在确保信息完整性和便于长期保存方面，为古建筑资料存储提供了新的视角和方法。

6 全景展示设计

6.1 外业规划

在全景展示设计的外业规划阶段，首先是对目标拍摄地点进行全面的信息收集。以济南的历史建筑为例，规划工作涵盖了详细地址、行政区域划分，同时也考虑了气象状况，以便安排最佳的拍摄时间和路线。规划应确保拍摄行程高效，目标是在单日内完成一个区域内所有历史建筑的拍摄，优先在晴朗和空气质量良好的天气下拍摄偏远地区，以提高图像质量并减少后期处理的工作量。在全景点位的规划方面，根据历史建筑的保护图则和最新的影像航拍图进行预规划，确保拍摄点位全面覆盖建筑的外围、入口、主要巷道、院落以及建筑本身和其特色结构，以此来确保收集到的全景资料的全面性和准确性。

6.2 数据采集

在全景展示设计的数据采集阶段，地面单点全景拍摄构成了采集的核心。这一过程涉及多种设备，包括无人机、数码相机、鱼眼镜头、云台和三脚架。拍摄开始时，首先在预先规划的点位用三脚架稳定相机，并利用配备鱼眼镜头的单反相机进行360 度旋转拍摄，每隔20 度捕捉一张图像，从而在每个点位获得大约20 张高质量照片。这些照片覆盖了水平全景，同时包括向上和向下拍摄的两张天空和两张地面全景图。为了后期图像处理中的地面修补，还会在不同位置补拍一张地面全景图。之后，相机会移至其他点位，继续这一过程，确保历史建筑的每个角落都被精确记录。

6.3 图像处理

图像处理主要是确保全景图像的质量和准确性，以便更好地展示古建筑的细节和特色。首要任务是清晰度和色彩校正，确保图像展示真实、鲜明的视觉效果。接着进行图像拼接，这一过程中需要精确对齐每张照片，消除重叠区域的不一致性。图像拼接后，紧接着进行动态范围调整，以展现古建筑在不同光照条件下的细节。最后，进行图像优化，包括去除噪点、调整锐度等，以提升最终全景图像的整体视觉效果。这些步骤共同确保全景展示能够真实、生动地再现古建筑的魅力。

7 结论

利用全景技术，可以突破传统的物理和地理界限，为公众提供一个无需亲自前往即可探索和欣赏古建筑美景的平台。这种技术不仅允许个人从多角度、全方位地感受到古建筑的历史韵味和艺术美，还为古建筑研究者提供了一个观察和分析的新途径。更进一步，全景技术对于那些因年久失修而破损的古建筑来说，是一种宝贵的数字化保存方式，不仅帮助我们保留了建筑的视觉和结构信息，而且也成为传播和教育的有力工具，增进了公众对这些建筑文化价值的认识和尊重。此外，该技术的应用在全球文化遗产的保护工作中也展现出其独特的价值，有助于激发社会对古文化遗产保护的关注与行动。总之，全景技术的融入不仅为古建筑保护带来了创新的技术支持，更为文化遗产的传承与普及开辟了新的道路。