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古建筑三維重現

古代建筑是中國文化的一個重要組成部分,承載了大量的文化元素和歷史內涵,由于不同時期的歷史或技術原因,導致了很多古建筑都沒有或缺少完整的圖紙。這對于古建筑領域的研究和保護都帶來了很大的困難。我們采用三維數字化技術和3D打印技術的綜合應用,以近百萬點/秒的數據采集量可以將古建筑的所有結構信息采集進計算機,從而制作出該古建筑準確、完整的現狀圖紙及現狀點云數據庫,甚至做成微縮模型、構件仿制品、異地原比例重建。三維數字化和3D打印技術在國際上已經成為古建筑四有工作、古建筑研究、古建筑保護及修繕不可缺少的輔助工具。

一、三維數據的采集及數據庫建立

古建筑全貌現狀三維信息采集及數據庫建立:目前在四有化過程中針對古建筑都進行了測繪及圖紙繪制工作。但以往的測繪方式和圖紙只能反映建筑的結構形式,由于中國木構建筑結構的特殊性,現存的古建筑梁架結構都存在變形情況,而這些重要的變形數據傳統的測繪手段卻難以準確獲得。三維激光掃描技術可以在短時間內以海量點的形式對古建筑進行數據采集,后期可以通過專業的軟件利用這些海量數據繪制出古建筑的現狀圖紙或生成現狀模型。

古建筑中木雕、磚雕等結構件的精準數據采集及開發:中國傳統的古建筑大量采用木雕、石雕作為裝飾這些雕刻寓意深遠且做工精美,在漫長的歷史歲月里,人為及自然原因導致了很多雕刻正在慢慢消失,采用更高精度的白光、藍光等掃描儀可以將這些內容進行數字化的提取,形成數據檔案,甚至做成專業的不同門類的數據庫。

這樣的數據不僅僅在學術研究方面能夠帶來大量的幫助,通過專業的操作軟件及高精度的3D打印技術還可以將這些雕刻精準的復制出來,在具體的工程維修、仿建等方面也會有積極的促進作用,通過對其文化元素的提取,還可以結合當代工藝美術領域,創意出不同材質、規格、類型的衍生產品,帶動一方經濟。下圖為古建筑現狀圖

二、古建筑的安全性監測報告及預警分析

中國現存大量明清古建筑,在局部地區甚至保存下來宋、唐、漢等更加久遠的建筑堪稱國寶。經歷漫長的歲月,地形變化、自然侵蝕、人為等因素這些保存下來的古建筑都或多或少的存在沉降、傾斜、開裂等變形情況。有些變形已經對古建筑的安全構成了威脅。根據古建筑的不同現狀,制定有針對性的方式方法來保護這些建筑的安全性是至關重要的,但這些建筑絕大部分都沒有完整的現狀基礎數據。而要對古建筑進行安全性監測,完整、準確的現狀數據是首先需要掌握的資料,我們利用三維數字化技術可以將這些建筑全面、完整的基礎數據采集下來,今后可定期對這些建筑進行掃描并將歷次的掃描數據同原始數據進行比對,掌握建筑全面的變化情況并可制定相應的安全預案。

三、古建筑的平移及異地重建的數據支持

隨著城市的快速發展一部分古建筑影響到了道路、地鐵、高架、舊區改造等市政項目的建設。為了既能保證古建的安全又不影響市政項目的實施一種建筑平移的技術正在越來越多的使用。由于古建筑本身的價值所在,完好無損是平移的首要條件,因此,在平移的前、中、后各期的數據獲取和變形分析變得尤為重要。

四、古建筑的文化內涵提煉及衍生產品開發

中國古建筑內外大量采用了寓意深刻的石雕、磚雕、木雕等作為裝飾。將這些數據采集下來并利用3D打印或其他數字化精加工技術可以完整的將其復制并保存,后期可以根據需要由專業設計人員對這些內容進行開發就形成了不同價值的藝術衍生品。

 


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