大型古建筑文物三维数字化保护研究_以白马寺齐云塔为例_李永强

遗产保护的一个重要问题[1]。

作为明代砖仿木无梁结构建筑的代表——永祚寺无梁殿，根据目前建筑残损现状程度来看，其建筑维修保护已迫在眉睫，2020年国家下达修缮项目指示并对无梁殿建筑群进行维护修缮。

依托本次保护修缮项目的勘察测绘信息，运用Revit 软件对无梁殿建筑进行数字化建模，将既有的构件属性特征、残损情况、修缮状态等进行数字化的信息管理，并可在后续及时加载、更新，进行多元信息的整合存储，为无梁殿建筑的保存传承和利用研究等工作提供数字化、信息化的管理平台服务。

1建筑概况永祚寺第三进院落大雄殿、三圣阁、禅堂、客堂及方丈院均建于明万历三十六年（1608年），由妙峰禅师主持修建，整个院落为明代砖仿木无梁结构建筑，是我国明代无梁殿建筑群的代表作之一。

大雄殿、三圣阁坐南朝北，依地势而建，分上下两层，为砖券无梁式建筑。

外观仿木结构建筑所制，殿内建有各式砖券三十余个，涵盖了墙体主拱券、塑像拱券和室内外门窗拱券。

其中大雄殿明间、次间均为南北横向筒拱，飞架于前后墙之上，两侧稍间则与正中三间不同，为东西纵向筒拱，飞架于隔墙和山墙之上，券弧跨度较大，券艺高超，有效扩大了殿内空间。

二层同理，共三开间，两次间各为一个南北向的筒拱，明间为砖叠涩八角穹窿藻井[2]（见图1）。

从目前的保护状况来看，无梁殿建筑中存在着较大的安全隐患，由于受到四百多年来地基水土冻融的交替影响，建筑周围未有效散水，再加上前檐严重渗漏，导致湿陷性摘要 太原永祚寺无梁殿建筑群历经四百余年基本保存完好，但是由于自然因素以及其本体材质的特性，部分建筑病害已经逐步显现。

文章以永祚寺无梁殿修缮项目为例，通过勘察测绘的方式记录无梁殿建筑残损状况并建立BIM 数字化信息模型，利用参数化的修缮信息管理方法，将无梁殿的所有构件以“族库”的方式存储记录，借助BIM 技术的优势完成对无梁殿建筑遗产数字化保护的实施。

关键词 BIM 技术；无梁殿；建筑遗产保护；残损表达中图分类号 TU-87 文献标识码 A基金项目 永祚寺无梁殿健康评估体系建设及研究（2021KT39）DOI 10.19892/ki.csjz.2023.24.01Abstract The Wuliang hall building complex of Yongzuo Temple in Taiyuan has been well preserved for more than 400 years. However, due to the natural factors and the characteristics of its materials, some building diseases have gradually emerged. Taking the repair project of Wuliang Hall in Yongzuo Temple as an example, this paper records the building damages of Wuliang hall through survey and mapping and establishes a BIM digital information model. Using the parameterized repair information management method, all components of Wuliang hall are stored and recorded in the form of “family library”. With the advantage of BIM Technology, the implementation of digital protection of Wuliang hall architectural heritage is completed.Key words BIM technology; Wuliang Hall; architectural heritage protection; damaged expression由于年代久远且受自然因素的影响，很多古建筑的保存现状堪忧，修复问题同样不容乐观，如何有效、科学地保护古建筑，保留其真实的原有面貌成为现阶段建筑作者简介：李文强（1996—），男。

3D建模技术在数字文化遗产保护中的应用研究引言数字化技术的发展使得人们能够更好地保护、传承和表现各种文化遗产。

而三维建模技术在数字文化遗产保护中的应用，更是有着不可替代的作用。

本文将重点阐述三维建模技术在数字文化遗产保护中的应用研究。

一、三维扫描技术在数字文化遗产保护中的应用三维扫描技术是一种通过光线或激光扫描物体表面的技术。

通过三维扫描技术，可以实现对建筑、文物、雕塑等文化遗产的数字化保存，保护文化遗产，研究文物形态及其构造，使之能够更好地被观测、研究和传承。

二、三维建模技术在数字文化遗产保护中的应用3D建模技术，在文化遗产保护中的应用主要包括两种情况。

一种是通过已经扫描得到的数据，构建3D模型。

这种技术主要是将扫描得到的点云数据，转化为可编辑的三维模型，然后通过3D 打印的方式进行模型的展示。

另一种是通过多角度的摄影拍摄文化遗产，然后将这些照片通过3D建模技术，在计算机中构建3D 模型。

三、三维建模技术的优势相较于传统的文化遗产保护方法，数字化文化遗产保护具有以下显著优势：1. 对文件资料及实物资料的保存与加工为数字资料，方便存储、管理和保护。

2. 通过三维建模技术，可以将文化遗产真实完整地呈现出来，真实、精细、全面地展示各种文物及其微细的构造。

3. 通过3D建模技术，不仅可以提高文物的保存效果，同时也能够节省保存、修整、展示的时间和成本。

4. 在教学、研究、学术交流方面，这种技术对文物展示和研究都具有重要的辅助作用。

5. 在文学艺术、数字文化领域，三维建模技术的应用延伸出了许多新的创作模式，同时也为人们提供了新的审美体验。

四、应用案例1. 故宫博物院早在2018年9月，故宫博物院就在公开展示了200件文物的三维数字化展示，让更多人有机会近距离了解故宫文物，同时也为保护和传承故宫文物做出了积极的贡献。

2. 洛阳龙门石窟2009年10月，经三十年的考古发掘和整理，以及三维扫描技术的应用，洛阳龙门石窟被列为世界文化遗产。

三维数字化建模技术在文化遗产保护中的应用一、引言随着现代科技的飞速发展，人们的生活方式在逐渐改变，我们逐渐看到了三维数字化建模技术在文化遗产保护中的巨大潜力，三维数字化建模技术能够快速高质量地创建和保存现实世界的精确数字模型，为保存、重构和展示文化遗产提供了一种新的途径。

通过这种技术，我们可以以最真实的模型形式记录和保留文化遗产，实现对文化遗产的永久性保护。

二、三维数字化建模技术在文化遗产保护中的应用1、三维数字化建模技术在文物的保护与修复中应用传统文化遗产保护方法往往需要进行大量的物理操作，例如手工制作模型、拍照等，维护管理也十分困难。

使用三维数字化建模技术，则能大幅度降低这些成本以及困难程度，其能够帮助记录下文物的每一个细节和特征，能够更便捷的进行修复与拼合，在进行该项保护工作的过程中能够减少文物的进一步损失。

2、三维数字化建模技术在文化遗产的保存和传承中的应用使用三维数字化建模技术记录下每一个文物所特有的结构、色彩、纹理等细节，然后将它们展示在数字图像中，极大地方便了文物的保存和传承，并且，通过搭载虚拟现实技术，能够让更多的人群参与其中，以获得更深入地文物认知和传承。

3、三维数字化建模技术在历史建筑的保护中的应用数字化的历史建筑模型是保护文化遗产的最佳途径之一。

通过三维数字化建模技术，可以轻松地记录下历史建筑的每一个细节和特色，在进行快速且负担不大的维护与保护，对于福建土楼等传统建筑，研究者们使用三维数字化建模技术成功还原传统建筑的构造、彩绘等方面，从而更加准确表达了历史文化的魅力。

三、三维数字化建模技术在文化遗产保护中的不足1、精度问题虽然三维数字化建模技术可以快速创建模型并保存文物，但技术的精度与效果强弱会直接反映在模型质量上。

相较手工制作或者精细地拍摄，该技术的精度和准确性还有较大提升空间，这致使其并非完全可行的选择。

2、技术成本在实际使用中发现，三维数字化建模技术成本较高，包括操作手册、培训、设备维护等多个方面，其高昂的投资成本与繁琐的维护工作，也成为该技术应用范围扩大的制约因素之一。

三维数字化技术在文物保护中应用与作用三维数字化技术是一种基于计算机图形学和图像处理技术的数字化技术，可以将物体的形状、纹理和颜色等信息以数字化的方式记录下来，形成三维的数字模型。

该技术具有高精度、高效率和可视化的优点，可以广泛应用于文物的保护、修复和展示等领域。

在文物保护中，三维数字化技术可以应用于文物的记录、鉴定、保护和研究等方面。

具体来说，它可以起到以下几个方面的作用：一、文物的数字记录：三维数字化技术可以将文物的形态、结构和纹理等信息以数字化的方式记录下来，并通过计算机软件进行处理和管理。

这样做可以避免人为的误差和损坏，同时可以保存文物的各种细节信息。

这些数据可以用来备份文物，追踪文物的变化，还可以作为文物存量、文物保护与修复的基础数据。

二、文物的非接触式鉴定：通过三维数字化技术，可以在不接触文物的情况下，对文物进行高精度的鉴定和检测。

这种方法可以避免传统检查和测量的破坏性，而且可以获得更精确的数据。

例如，可以直接从数字模型中测量出文物的尺寸、体积、重量和各种特征值等，对文物的质量、年代和生产地等进行分析和鉴定。

三、文物的数字化修复：传统的文物修复方式往往需要大量的人力物力和时间，同时还需要对文物进行接触性修复，容易造成二次伤害。

而三维数字化技术可以通过数值模拟和虚拟实验等方法，对文物进行数字化修复，并且可以进行多种方案的比较和优化，最终产生出最优解。

这种方法可以避免人为的损坏，同时修复的效果更加准确。

四、文物的虚拟展示：通过将文物的数字模型与显著音视频技术相结合，可以实现文物的虚拟展示。

这种方法可以让公众，在不接触文物的情况下，近距离地观看文物的细节和美丽。

同时也可以提高人们对文化遗产的重视和保护意识，使文化遗产得到更好的保护。

总之，三维数字化技术在文物保护中应用广泛，可以起到记录、鉴定、修复和展示等多种作用。

在未来，它将成为文物保护的主流技术，并为我们更好地保护和传承文化遗产提供有力的支持。

三维数字化技术在文物保护中应用与作用
数字化技术是一种快速、精确、高效的技术，可以将真实物体转化为数字模型，使其可以在计算机上可视化和操作，具有广泛的应用价值。

在文化遗产保护领域，三维数字化技术可以帮助保护文物，提供更好的管理和保护措施。

首先，三维数字化技术可以提高文物保护的效率。

传统的文物保护工作通常需要耗费大量的时间和精力，包括拍摄照片、绘制图纸、记录数据等等。

而三维数字化技术可以快速生成文物的数字模型和相关数据，不仅避免了这些繁琐的工作，而且可以更好地保护文物。

其次，三维数字化技术可以完整地保存文物的信息。

文物保护是为了保存文化遗产的历史价值和信息，使其能够传承下去。

三维数字化技术可以帮助完整地保存文物的信息，包括尺寸、形状、材质、细节等等，对于文物保护和研究都有很大的价值。

再次，三维数字化技术可以提供更好的文物保护措施。

通过三维数字化技术，可以模拟文物固有的特性和存在的问题，再根据具体情况提出更好的保护措施。

比如，在文物修复时可以通过三维数字化技术辅助进行设计和精准操作，使修复过程更加精准和有效。

最后，三维数字化技术可以促进文化遗产的传承和普及。

通过数字化技术，文物可以更加直观地展示给人们，让更多的人可以了解和认识文物，从而更好地保护和传承文化遗产。

总之，三维数字化技术在文物保护中应用广泛，对于提高保护效率、完整保存文物信息、提供更好的保护措施以及促进文化遗产传承和普及都有很大的作用。

三维数字化技术在文物保护中应用与作用近年来，三维数字化技术在文物保护中的应用日益广泛，并发挥了重要的作用。

三维数字化技术是一种将物体或场景以三维数据的形式进行记录、保存和再现的技术，它能够以高精度、高效率的方式对文物进行数字化处理，大大提高了文物保护工作的效率和质量。

三维数字化技术可以精确地记录和保存文物的形态和结构。

传统的文物保护工作往往依靠手工绘制或摄影来记录文物的外观和尺寸，这种方法无法真实地还原文物的三维结构。

而三维数字化技术能够通过激光扫描或摄像等手段，精确地获取文物的三维坐标和形态数据，将文物的形态和结构完整地保存下来。

这对于文物的保护和研究非常重要，不仅方便了后续的文物保护工作，还可以在文物损坏或丢失的情况下进行数字化的还原和重建。

三维数字化技术可以实现对文物的全方位观察和研究。

通过三维数字化技术，可以生成文物的三维模型，实现对文物的多种观察方式，包括旋转、放大、镜像等。

这样一来，文物研究人员可以从各个角度和尺度对文物进行观察和分析，发现文物的特殊细节和隐含的信息。

三维数字化技术还可以实现对文物的虚拟复原和虚拟重建，帮助研究人员还原文物所处的历史背景和文化环境，进一步丰富文物研究的内容和方法。

三维数字化技术还可以实现对文物的数字化保护和传播。

在文物保护过程中，三维数字化技术可以实现对文物的数字化保护，将文物的形态和结构数字化保存起来，避免了传统的物理保护方式带来的二次破坏。

通过三维数字化技术，可以将文物以数字化的方式呈现给观众和研究人员，实现文物的远程观看和传播。

这为广大公众提供了便利，让更多的人有机会欣赏到珍贵的文物，加深对文物的认识和了解。

三维数字化技术还可以为文物保护工作提供科学依据和决策支持。

传统的文物保护工作往往依靠经验和直觉来进行，缺乏科学的分析和评估。

而通过三维数字化技术，可以实现文物的数字化建模和仿真分析，对文物的损伤程度和保存状况进行科学的量化评估，为文物保护工作提供准确的数据和科学依据。

3D重建技术在文化遗产数字化保护中的应用研究第一章前言文化遗产是一个国家的美丽名片，它是历史的见证，是人类智慧和创造力的结晶，是孕育民族精神的重要载体。

然而，由于客观条件的限制和人为因素的作用，文化遗产的保存面临着巨大的困难。

数字化技术的出现为文化遗产的保护提供了新的途径，3D重建技术在文化遗产数字化保护中扮演了重要的角色。

本文主要阐述了3D重建技术在文化遗产数字化保护中的应用研究。

第二章文化遗产数字化保护技术综述数字化保护是根据数字化技术对文化遗产进行保存、研究、传播和利用的一种新型保护手段。

数字化保护技术主要包括数字影像技术、三维建模技术、虚拟现实技术等。

其中，三维建模技术是数字化保护中重要的一部分，它能够真实地还原文化遗产的三维形态和内部结构。

而3D重建技术则是三维建模技术中重要的一种技术手段，它能够通过对图像进行处理，生成三维模型，以此来还原文化遗产的形态和结构。

第三章 3D重建技术在文化遗产数字化保护中的应用3D重建技术的应用范围包括遗址、建筑、艺术品和实物文物等领域。

在文化遗产数字化保护中，3D重建技术主要应用于以下方面：1. 文物保护：对于一些无法移动的文化遗产，如壁画、浮雕等，3D重建技术可以对其进行数字化保护。

首先通过3D扫描仪将文物表面进行扫描，然后对扫描获得的数据进行处理，生成三维模型。

2. 反复修复：对于一些因年代久远已经出现自然损坏或者是战争等原因造成的文物损落，通过3D重建技术可以重建损失的部位，实现文物的修复和保护。

3. 游客体验：采用3D重建技术还可以为游客提供更加丰富的文化遗产体验。

游客可以在虚拟现实环境中观赏文物的外表和内部结构，深入了解并体验文化遗产所蕴含的文化价值和历史并感受不一样的文化魅力。

第四章 3D重建技术在文化遗产数字化保护中面临的挑战虽然3D重建技术在文化遗产数字化保护中有着广泛的应用前景，但是同时也面临着一些技术和管理上的挑战。

1. 技术难题：在进行3D重建时，需要对遗产物品进行全面细致的检测和测量。

三维数字化技术在文物保护中应用与作用【摘要】三维数字化技术在文物保护中扮演着重要的角色，通过文物数字化扫描技术和三维重建技术，可以精确记录和保存文物的信息，避免损坏和丢失。

虚拟展览技术也为文物的展示提供了全新的方式，不仅让更多人能够欣赏到文物，还能保护文物不受环境影响。

数字化技术在文物保护中也面临一些挑战，如数据安全和技术标准。

但随着技术的不断发展，文物数字化技术的前景依然广阔。

三维数字化技术为文物保护带来了革命性的变化，未来数字化技术在文物保护中的应用前景令人振奋。

通过不断改进和创新，数字化技术将为文物保护事业带来更多的可能性。

【关键词】关键词：三维数字化技术、文物保护、文物数字化扫描、三维重建、虚拟展览、挑战、前景、革命性变化、应用前景广阔1. 引言1.1 三维数字化技术在文物保护中的重要性三维数字化技术在文物保护中的重要性是不可忽视的。

传统的文物保护方法存在许多局限性，如文物易受环境影响而受损、难以长期保存、难以展示等问题。

而三维数字化技术通过将文物数字化，可以实现对文物的精准记录、保存和展示。

这种技术可以将文物的全貌、细节及结构等信息保存在数字化数据库中，避免了因时间和环境影响而导致的文物破损或丢失。

三维数字化技术还可以通过虚拟展览的形式，让更多的人可以远程欣赏文物，提高了文物的传播效果和保护意识。

通过数字化技术，人们可以更加便捷地了解和研究文物，促进了文物保护工作的现代化和国际化。

三维数字化技术在文物保护中的应用具有革命性的意义，为文物保护带来了新的可能性和希望。

1.2 三维数字化技术的发展背景三维数字化技术是指利用计算机技术对三维对象进行数字化处理，以实现对物体的高精度表达和模拟。

在文物保护领域，三维数字化技术的应用已经成为一种重要的手段，可以帮助我们更好地理解、保护和传承文物。

随着科技的不断进步，三维数字化技术在文物保护中的应用也变得越来越广泛。

三维数字化技术的发展背景主要源于计算机和数码技术的迅速发展。

数字化技术在古建筑保护中的应用研究古建筑是我国历史和文化发展的见证，全国各地散落着众多的古建筑群，从古建筑的风格和细节我们能够感受到古人对建筑细节的考究。

经过自然灾害的侵蚀和人为的损坏，传统的古建筑保护方法已经不能有效解决这个问题，本文将对数字化技术在古建筑保护中的应用进行简要探析，从技术层面上加强对古建筑保护的力度。

标签：数字化技术；古建筑保护；应用古建筑是我国特殊的文化信息载体，历经时间洗礼，古建筑成为人类文明的艺术瑰宝，所以对古建筑进行有效保护是我们当代义不容辞的责任。

近年来我国旅游事业的迅猛发展，人为因素和自然损害使很多古建筑都受到了不同程度的变形和损坏，古建筑文化遗产保护面临着严峻的形势。

1 数字化技术在古建筑保护中的重要性古建筑中大多是木质结构，容易受当地气候条件的影响发生变化，突发的自然灾害和人为造成的损坏更是雪上加霜，古建筑安全受到严重威胁。

古建筑散落在全国各地，是当地特殊的文化资源，它们独一无二并且不可替代，古建筑中很多考究的工艺细节，给现代建筑设计提供了民族元素[1]。

目前掌握精湛工艺的匠人越来越少，古建筑中特有的工艺元素也没有得到广泛学习和发展，其工艺手法渐渐失传。

古建筑代表的是中国传统文化，所以，对古建筑加以保护也是对我国中国传统文化的尊重。

我们应以历史记载为主要依据，参考当地其他古建筑中相同图案或元素进行复原，在尊重当地建筑风格的基础上，保留地方特色，体现出地方古建筑的多样性。

查询传统的纸质文献中记录古建筑的构造、工艺、历史背景等信息资料的方式具有一定缺点，原始的纸张和书籍等材料不但厚重还占有较大的空间，并且容易损坏，纸质文献中的图片资料也不够准确完整。

上世纪六七十年代，摄像技术的发展才使文化遗产信息的记录能够以图像和视频的方式得以保存，但是这些资料也出现难以长期保存和不够全面的问题。

数字化技术的迅猛发展，为古建筑的保护工作开辟了一条新途径，并且为古建筑信息资料的长期保存和全面记录创造了有利条件。

3D数字建模技术在文物保护中的应用研究近年来，随着科技的飞速发展，各行各业都在积极探索和应用新技术，文物保护领域也不例外。

3D数字建模技术作为一种应用广泛的技术，在文物保护中发挥了重要的作用。

本文将探讨3D数字建模技术在文物保护中的应用研究，并以几个具体的案例来说明其实际效果和价值。

首先，3D数字建模技术可以用于文物的精确复制。

文物在保护过程中常常需要进行复制，以便于在不同场合展示或传播文化。

传统的复制手段往往无法完全还原文物的细节和特征，而3D数字建模技术可以精确捕捉文物的形状和纹理等细节，从而产生高度逼真的复制品。

例如，一些古代雕塑和建筑可以通过3D数字建模技术进行复制，既可以展示原始文物的魅力，又可以保护原物件不受环境的损坏。

其次，3D数字建模技术可以帮助实施文物的虚拟修复。

文物往往经历了长达数百年甚至上千年的岁月洗礼，具有一定的损坏和破损程度。

传统的修复方法常常需要对文物进行接触性修复，这可能会进一步对文物造成伤害。

而3D数字建模技术则可以基于文物的3D模型进行虚拟修复，即在电脑上进行修复操作，从而减少对文物的实际接触，避免了进一步的损坏。

这种虚拟修复的方法可以更好地保留原始文物的痕迹，使人们能够更真实地感受到历史的痕迹。

除此之外，3D数字建模技术还可以用于文物的安全监测和预防。

许多文物非常珍贵且易受盗窃或环境损坏的情况，传统的安全监测手段难以及时有效地发现和应对。

通过在文物周围布置3D摄像机，结合数字建模技术，可以实现对文物的实时监控。

这意味着一旦有人靠近文物或者文物发生位移等异常情况，监控系统会立即发出警报，并且通过数字建模技术可以追踪并定位问题。

这种安全监测和预防手段极大地提高了文物保护的安全性和可靠性。

此外，3D数字建模技术还能够为研究人员提供更多的文物信息和展示方式。

通过对文物进行3D扫描和建模，可以方便研究人员对文物进行深入的研究和分析。

同时，这些3D模型还可以通过互联网和虚拟现实技术向公众进行展示，使更多的人能够近距离感受文物的魅力，从而增强公众对文物保护的关注和参与。