新興技術(shù)在古遺址數(shù)字化改造中應(yīng)用
——以塞維利亞圣奧古斯汀老修道院前院大門為例

由建筑大師HERNAN Ruiz設(shè)計的塞維利亞圣奧古斯汀老修道院前院的大門早已破碎，為對該建筑遺產(chǎn)提供數(shù)字化保護以及方便未來人們更詳細地了解它們，對其進行了虛擬重建。

西班牙塞維利亞大學(xué)建筑和建筑科學(xué)研究所（IUACC）的洛克-安古羅團隊利用數(shù)字攝影測量、逆向工程、BIM和可視化編程等新興技術(shù)對從文獻資料中獲得的數(shù)據(jù)進行了分析，得到建筑遺產(chǎn)的一個3D數(shù)字模型。由于研究對象經(jīng)過多次重建，并已經(jīng)被分解成碎片，為將物體還原到它的整體狀態(tài)，避免碎片的去文本化，洛克-安古羅團隊的工作方法主要是通過兩條工作線來展開的。一是利用攝影測量法收集數(shù)據(jù)建立數(shù)字模型；二是分析和系統(tǒng)化文件，將它們與數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來。最后這兩項工作最終融合在HBIM模型的創(chuàng)建過程中。

洛克-安古羅團隊使用SFM（Structure From Motion）技術(shù)對通過照片收集的數(shù)據(jù)和捕獲的度量進行處理，來獲取高精度和多細節(jié)的點云。使用工程領(lǐng)域中常見的構(gòu)建新體系結(jié)構(gòu)的計算機工具——建筑信息建模（BIM）技術(shù)對HERNAN Ruiz同期的設(shè)計手稿中其他類似此遺產(chǎn)建筑的相似設(shè)計或元素進行比對和分類，以實現(xiàn)HBIM信息模型的鏈接。為構(gòu)建數(shù)字模型，洛克-安古羅團隊采取了兩步法。首先利用攝影測量軟件（Wavefront）將點云轉(zhuǎn)換成三角形網(wǎng)格，對碎片區(qū)域中不必要的點進行過濾和去除，采用Meshlab進行處理新生成的網(wǎng)格，處理點云中的信息。第二步是使用數(shù)字捕捉技術(shù)來捕捉碎片的多個平面，同時用逆向工程來提取每個部件的基本幾何結(jié)構(gòu)，來確定組成建筑不同平面的主要元素。根據(jù)對齊網(wǎng)格模型提供的幾何圖形，在CAD環(huán)境中通過不同的碎片創(chuàng)建門戶的信息模型。通過Autodesk Revit，使用其中的圖形算法編輯器（Autodesk Dynamo）有效和自動地管理BIM模型和數(shù)據(jù)庫之間的信息流，創(chuàng)建門戶的HBIM。

該研究使用新技術(shù)記錄、分析和創(chuàng)建有效的3D數(shù)字模型，提出了一種未來解決驗證因信息缺失而假設(shè)各組件位置的方案可能性。同時，還能將圖形對象轉(zhuǎn)變成信息模型，并將所有相關(guān)文檔和數(shù)據(jù)與它相關(guān)聯(lián)。此項目研究的目的是希望能為其他面臨嚴重消失危機的建筑遺產(chǎn)的保護和重建提供一個有用的工具和新的保護方式。