重庆市文物考古研究院学术交流会

 

（第四讲）

建筑遗产的数字化技术及其成果的二次应用

 

 

建筑遗产的数字化技术主要有三维激光扫描技术、摄影测量技术和全景VR技术，针对不同项目可单独或结合使用这三种技术。三维激光扫描技术能够在高精度前提下，在计算机中客观还原被扫描目标的几何形态信息，形成数字模型备份，并用于下一步图纸绘制、模型制作等工作。三维激光扫描包括现场采集和数据处理，现场采集工作有踏勘预估点位、新建项目、按计划依次扫描和数据检查，数据处理工作包括数据备份、站点拼接、噪点删除、抽稀、制作切片和模型导出。

张园震兴里7号楼激光点云模型（杜骞 供图）

 

摄影测量技术能够还原目标对象的高清晰纹理信息，辅助病害图绘制等工作。其工作内容包括现场采集和数据处理，现场采集工作流程为踏勘计划飞行路线、按计划航拍和检查数据，数据处理工作有空三解算、生成密集点云、生成网格、生成纹理和生成正射影像。全景VR能够真实还原实物，全方位多角度展示建筑原貌。

 

张园震兴里9号楼摄影建模（杜骞 供图）

 

 

张园荣康里4号楼全景VR（杜骞 供图）

 

数据管理也是建筑遗产数字化应用的重要部分，包括HBIM、GIS及其联合应用。HBIM模型由三维采集成果和现状图纸创建，并把时间引入系统，进而录入整个“建筑遗产全生命周期”的勘察数据。GIS作为分析、处理和挖掘空间数据的通用技术，在建筑遗产保护工作中的建筑信息空间表达、历史资料存档、勘察信息标准化、保存状况评估等方面有明显优势。HBIM和GIS的联合应用可保证数据三维呈现，也使得数据输入到整个历史街区、古镇甚至整个地区尺度的空间中。HBIM和GIS已经应用在上海交通大学国保校园平台、古镇核心保护区建筑风貌评估分析、上海市不可移动文物监测预警平台、张园历史建筑数字化平台等场景。

 

上海市不可移动文物监测预警平台解决方案（杜骞 供图）

 

 

张园历史建筑数字化平台（杜骞 供图）

 

数字化成果二次应用部分以张园为例，其层级框架分为数据层、算法层、应用层和表现层。数据层来源有张园历史建筑资料库，即“一幢一档”、历史平面复原研究、建筑原材料原工艺及病害调查分析、张园数字化技术的三维模型等等。算法层技术主要有：AR增强现实、AI数字人、大语言模型和人工智能建模。其中，AI数字人可作为导览宣传大师，提供沉浸式交互方式；可化身为虚拟主播，拓展经营业态情景；还可进行AI演绎，广泛进行张园场景宣传。大语言模型依靠存储大量信息和知识，可快速理解和处理输入的问题，实现人机对话和互动交流。人工智能建模数据兼容性强，能标准化输出，保证模型实时交互顺畅并满足特定需求。应用层和表现层以小程序交互和AR探索为例，小程序交互可展示张园建筑、张园故事、地图导览等内容。AR探索可在AR引导下了解张园的故事，实现历史重现，也可帮助人们沉浸式体验AR创意场景、AR游戏互动、收集IP等内容。

 

张园数字化层级图（杜骞 供图）

 

 

小程序交互应用示例（杜骞 供图）

 

（编者按：本文根据2024年1月25日上海交通大学建筑遗产保护国际研究中心副主任杜骞在“重庆市文物考古研究院学术交流会”上的发言录音资料整理而成，文章经主讲人杜骞审定。）

整理：殷顺浪