1、数字媒体技术本栏目责任编辑：唐一东Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第18卷第35期(2022年12月)第18卷第35期(2022年12月)E-mail：http：/Tel：+86-551-65690963 65690964ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术Vol.18,No.35，December2022基于计算机三维技术黔西北民族特色建筑数字化应用研究金先念，李荣锦，何美，范茜（毕节职业技术学院，贵州 毕节 551700）摘要：文章旨在研究黔西北民族特色建筑数字化应用，通
2、过采集黔西北民族特色建筑各项数据，利用计算机三维技术把真实建筑实体转换成可以在计算机中存储、网络中传播的虚拟实体。利用3DS MAX、VRay渲染器等软件，制作带有实体建筑信息的数字化作品，目的是通过数字化手段高效、安全、长期存储和记录黔西北民族建筑文化元素，保护黔西北民族特色建筑文化遗产。此外，黔西北民族建筑数字化作品通过网络传播可以促进地方特色线上旅游开发，促进地方民族特色动漫、游戏等产业的发展，为发扬传统民族文化起到一定的推动作用。关键词：特色民族建筑；数字化；三维技术中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2022)35-0093-03开放科学（资源服务）标识
3、码（OSID）：三维技术是相对于二维而言的，运用三维通过在平面二维坐标系中加入一个方向向量，构成空间坐标系的三维技术,使图片或影像看起来有立体感的图像处理和制作的技术1。开发人员对虚拟空间中的模型、材质、灯光进行设计，结合虚拟现实等技术，通过计算机一系列计算实现类似于真实世界的三维场景。在虚拟世界中，它能逼真地展示现实世界的一切场景，给人一种置身于真实世界的感觉。民族特色建筑数字化是把现实中的真实建筑实体，通过特定方式转换成可以在计算机中存储的数字信息。将现实中真实的建筑实体通过三维技术方式，构建出一样的虚拟模型，最终在计算机中通过效果图或者三维模型等方式呈现。数字化数据保存一般存储在电脑硬盘
4、上，可以重复拷贝、也可以网络传播，保存、传输等，非常方便。例如数字博物馆是以图片、视频、虚拟模型等方式保存文物信息。1 民族特色建筑数字化意义黔西北地区，历史悠久，文化丰富。辖区内有彝族、苗族、回族、白族、布依族、蒙古族和仡佬族等少数民族，少数民族独特的生活习惯和居住方式，促使了各民族不同的居住风格，尤其是彝族。为此主要以黔西北彝族特色建筑数字化应用为例进行研究。黔西北地区彝族特色建筑独具风格，结构复杂。其中以毕节市七星关大屯土司庄园，大方宣慰府，织金财神庙等最为典型。如大屯土司庄园的最大特点是：在柱础、栏板、望柱、月梁、门板、门斗、山墙等部位上,均雕刻或绘画有众多的虎头纹2。大屯土司庄园建筑
5、有着复杂的结构，丰富的图案，它们代表着地方少数民族的历史和土司文化曾经的辉煌。在历史长河中，像土司庄园这类建筑经过岁月的洗礼，风雨侵蚀，自然灾害等影响，已经产生不小改变（图1）。不管是大屯土司、宣慰府、还是财神庙，都是经过长期维护和多次翻修，很多文化建筑都不再是最原始的样貌。由于火灾、水灾、地震等自然灾害，且保护措施不尽完善，人为破坏及自然老化，这类特色的民族建筑正在遭受一步一步吞噬。为了使土司庄园这类具有文化传承价值的民族特色建筑文物广为流传，需要不断地修缮保护。随着技术科学的发展，如今可以利用计算机三维技术对特色民族建筑进行数字化，有效记录和保护文物原始信息，就算因不可抗拒原因损毁，也能通
6、过数字化数据继续流传，这对传承和保护地方民族特色建筑文化遗产日渐重要，并且是行之有效的方法，相对于文字记录，手绘平面图纸等对建筑遗产的记录更直观更真实。随着社会发展，VR虚拟技术应用越来越广泛，结合虚拟现实、增强现实等技术，还可以把原本消失的民族特色建筑通过现代技术展示在人们面前，通过网络渠道进行传播，为更多人了解学习和研究提供参考价值。数字化在保护民族特色建筑的空间、时间、结构、色彩等方面有独特的优势。收稿日期：2022-08-20基金项目：毕节市联合基金项目：项目名称：黔西北民族(彝)特色建筑3D模型数据库构建(编号：毕科联合字zy 2019 2号)作者简介：金先念（1985），男，贵州纳
7、雍人，讲师，学士，研究方向为计算机应用技术；李荣锦（1984），女，贵州七星关区人，副教授，硕士，研究方向为计算机技术；何美（1982），女，贵州金沙人，副教授，硕士，研究方向为计算机科学与技术；范茜（1985），女，贵州毕节人，讲师，学士，研究方向为计算机应用技术。93DOI:10.14004/ki.ckt.2022.2142本栏目责任编辑：唐一东数字媒体技术Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第18卷第35期(2022年12月)第18卷第35期(2022年12月)图1 大屯土司庄园旧照32 民族特色建筑数字化基本原则和方法2.1民族特色建筑数字化
8、要遵循真实性、完整性原则利用现代技术进行数字修复和还原，始终要注意真实性和完整性，无论是建筑地形位置、建筑尺寸、建筑结构、建筑风格、建筑材质、建筑颜色还是特殊花纹，都应该进行完整的数字化呈现。除此之外，还要掌握民族特色建筑的民族特性、历史经过、文化特征、发展过程等信息，才能对民族特色建筑精准掌握，有效记录文化遗产的完整信息，对保护文化遗产有重要的意义。2.2民族特色建筑数字化要遵循可迭代更新的原则目前现存的实际民族建筑（例如大屯土司庄园、大方宣慰府等）都是后期修缮过的建筑，在建筑结构和材质方面与最原始建筑有一定的区别。需要大量的时间和精力查阅相应的数据和材料，进一步对数字化模型修改迭代，不断完
9、善更新数字模型，使之更加真实和完整，更加接近建筑原本的样貌。如果能按时间建立模型库，则对民族文化研究意义更有意义。2.3民族特色建筑数字化要遵循复用的原则民族特色建筑数字化模型可以作为素材提供给互联网广大创作者，大量民族特色建筑数字化模型为相关延伸拓展产品开发提供素材基础，如为地方民族特色的VR游戏产品开发、为地方民族特色线上虚拟旅游开发、为地方特色民族线上虚拟博物馆开发等提供素材元素，为此可丰富民族特色产品类型和范围，为推广特色民族建筑文化具有重要的意义。3 民族特色建筑数字化实现过程利用计算机三维技术实现民族特色建筑数字化方面有多个工具可以使用，常用的有3DS MAX，Maya，zbrus
10、h，sketchup等。3DS MAX具有强大的建模功能，并且有丰富的插件，特别是VRAY渲染器支持，在室内外设计、园林设计等方面有大量的使用者。本文主要是使用3DS MAX作为三维模型制作工具，它是基于PC系统的3D建模渲染和制作软件，符合应用研究需要。民族特色建筑数字化实施流程为实地测量CAD绘制平面图纸制作三维模型材质灯光渲染输出。实地测量为获得最初的数据，结合研究文献及图书记录获得精准数据，以此数据作为基础绘制二维平面CAD图形，利用CAD图形对模型进行制作，获得直观的三维数字模型，再结合建筑颜色、材质等最终渲染带有丰富信息的数字化成品文件。现以财神庙建筑模型为例，讨论民族特色建筑模型
11、实现过程。财神庙位于城中部，始建于清朝初年，现存建筑是乾隆四十八年(1783)年重建的，距今已二百余年。财神庙为木结构阁楼建筑，底层平面为凸字形，五开间，通面宽20.72米，总进深为15.48米，总高14.5米，二层以上四面逐层内收，呈宝塔状。正角梁起翘平缓，伸出1.10米，极富明代建筑风格4。根据测量数据和文献数据获得平面图（如图2），立面图。图2 织金财神庙平面图依据绘制CAD平面图和立面图，参考建筑照片，绘制出数字化财神庙样貌模型（见图3）。图3 织金财神庙现实图及效果图绘制方式步骤如下：1）首先，利用3DS MAX软件导入CAD平面图，利用平面图作为参考对象进行3D模型制作。对于简单造
12、型，可以选用基本体建模，二维线条添加修改器等方式进行修改变换实现，复杂造型可以多边形建模、曲面建模进行制作实现。古建筑模型制作难度最高的要数局部花纹造型，例如财神庙门上花纹造型模型（如图4），这需要细心布线、精心雕琢。图4财神庙门上花纹造型模型2）其次是材质灯光，在制作过程中，材质灯光直接影响着模型的外观效果，对于这类古建筑模型制作，通常都是以写实手法。在门窗、柱子、墙壁等都会用到做旧处理，这会让模型更加接近建筑真实外观效94数字媒体技术本栏目责任编辑：唐一东Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术第18卷第35期(2022年12月)第18卷第35期(2
13、022年12月)果。针对翼角、门窗花纹等复杂造型，采用模型雕刻再上材质，不适用贴图展示。3）最后渲染保存，模型可以通过图片方式进行输出，也可以选用视频方式进行输出。为了展示模型细节，可以针对模型不同地方进行单独渲染。当然，还可以把通过软件烘焙后导入Unity等软件，做成可以交互的VR作品。4 民族特色建筑三维数字化的应用民族特色建筑数字化可以起到文化遗产保护的作用，起到文化传承和弘扬的作用，民族建筑数字化作品通过网络传播，可以促进地方特色线上旅游资源开发，促进地方民族特色动漫、游戏产品的创作，对发扬传统民族文化起到一定的推动作用，民族特色建筑数字化作品结合VR技术，可以开发计算机类、建筑类等专
14、业教学资源，有助于民族特色建筑的研究。民族特色建筑数字化具有下列作用：4.1文化遗产保护作用民族特色建筑数字化可以起到文化遗产保护的作为。通过数字化手段高效、安全、长期记录和存储民族建筑文化元素信息，有效保护黔西北民族特色建筑文化遗产。民族建筑数字化文件可以长期保存、多地保存、拷贝复用、网络展示，数字化保护方式相对于长久维修保养具有维护成本低、安全性高、交流容易、易被大众所熟知等优点。4.2文化传承和弘扬作用通过计算机三维技术，可对已磨损建筑文物进行虚拟修复还原，借助 VR技术对文物进行跨时空展示，让参观者穿越时空感受不一样的时代建筑。借助数字化技术进行文物的管理和保护，开发例如数字博物馆等产
15、品，能有效提升文物展示的效果，让更多人走进博物馆，了解文物所承载的精神和文明内涵，促进文化的传承和弘扬5。4.3有助于民族特色建筑的研究在古建筑工程技术等专业教学过程中，为了直观地让学生了解各种建筑结构，结合VR技术，数字化的民族特色模型就有了重要的意义。它可以随意拆解，可以从不同角度观看，可以通过记录数据信息了解建筑文化背景等知识。在计算机应用技术等专业中，可以让学生参考模型进行建模能力学习和锻炼，从而提升计算机操作应用能力，提升学生空间感和视觉感受能力。除此之外，还可以为很多相关专业的教学或者学习提供模型素材作用。4.4促进线上旅游资源的开发对于大屯土司庄园、织金财神庙等这种建筑相对范围较
16、小，周边产业不成熟，重金打造旅游景点性价比相对较低，参观人数和了解热度一直不高，民族特色建筑文化价值未能得到体现，且疫情之下，很多旅游景点只能暂时停业，也不合适出行旅游。在这种情况下，网络是人们连接外界的重要工具，这是线上旅游开发的最好时机。为此，若能将民族特色建筑通过数字化技术，将其传播到网络上，不但能满足人们旅游、参观等愿望，而且还会获得更多人的关注和了解，有助于民族文化的推广和传承。4.5促进地方特色动漫影视、游戏作品开发奢香夫人 电视剧的拍摄，塑造了大方县的文化旅游形象，“古彝圣地，奢香故里”的文化品牌深入人心6。在动漫和游戏领域，基于地方民族特色文化动漫影视，游戏作品非常少，在这方面具有很大的潜力，若能基于民族特色建筑模型，开发民族特色的影视动漫作品，通过网络传播在一定程度上可以促进和塑造地方特色文化旅游形象，打造类似“古彝圣地，奢香故里”文化品牌也未尝不可。5 结束语民族建筑特色建筑数字化有助于民族特色建筑文化遗产的保护，有助于民族特色建筑文化研究，有助于民族特色建筑文化宣传。目前还需要大量的民族特色建筑没有被人们知晓和了解，若要将这些特色建筑数字化，还需很长的路要走，需要