胡天昊，左鋆钰，袁 海

(江西理工大学建筑与设计学院，江西 赣州 341000)

传统村落是民族和国家的根基，但随着现代化和城镇化进程发展，传统古村落正面临遭受破坏甚至消亡的风险[1]。如此现状，需基于可持续发展的方式对传统村落全方位保护，通过挖掘其社会、文化价值与时代特征相融合，将优秀传统传承发扬。与此同时，伴随着现代硬件设备和数字技术的不断更新，对于古村落的保护与发展也提出了多元化的要求。而数字信息本身具有可储存、易传播的特点，无疑将保护传统村落与数字技术相结合，既能激活传统村落长久的生命力，也能使其得到更好的继承和发展[2]。本文将以赣南传统村落卢屋村中卢氏宗祠为例，在传统测绘建模方式的基础上结合新技术软件RealityCapture(后文简称RC)对其进行改良以提高建模效率，并围绕利用Lumion三维渲染软件(后文简称LU)制作VR全景实现场景还原，并结合云平台增设互动元素，提供相关地域文化的科普，从而实现对古村落进行的虚拟现实技术展示的宣传与推广。

1 选址概述

1.1 赣南卢屋村

卢屋村位于江西四大名镇之一的赣州市南康区唐江镇，于 2019年6月6日被列入第五批中国传统村落名录，是一座人文积淀厚重的客家名村。其中的建筑风格、礼仪处事都蕴含淳朴、浓厚的客家文化气息，具有鲜明的赣南客家特色。它遗存的古迹彰显着其中文化底蕴，却也在岁月磨损中尽显沧桑，许多的建筑已显露破败之势，而当地居民却无能为力，一些曾经提出的保护措施也未能落实下去，使得古村内的历史痕迹正在被悄无声息地抹去。

1.2 历史建筑与人文环境

卢屋村此处环境适宜，历史上贤才辈出，如今保留完整的古迹多是古时先贤的故居，如师汪故居、景孟公故居。这些古迹既保留了原有的居住空间形制，同时也影响着此处一代代人民生活习惯。除故居旧址外，在这份地域文化的背后，也孕育出了许多顺应环境条件的特色建筑，如沙塘里民居、大隆巷骑楼等。这些建筑如今既是往来游客可以进出参观的古迹，部分也依旧保留了居住功能仍被使用，使得建筑古迹不至于孤立于世外而荒废破败。除此之外，在卢屋村还有一座宗祠建筑，作为整个卢屋村的文脉基石。卢氏宗祠是整个卢氏宗族所在村落的核心建筑，每逢佳节、婚嫁等重大事件，卢氏族人都会围绕此地展开活动，俨然已经成为整个村落的精神寄托，宗祠是赣南客家人的根[3]，守护好宗族祠堂，便是一种文脉的延续。

2 数字建构改良

建筑数字建构有多种途径，先进的建构方式是使用LiDAR遥感技术，采用无人机实物扫描生成点云进行智能建构，同时可以自动生成模型[4]。但此方法存在点云数据庞大、运算硬件要求苛刻、设备成本过高的客观问题，同时较大的缺陷在于其扫描只可识别表皮，被遮挡的内部空间不可精确反馈，并且模型整体性较高，编辑难度大。传统的实地调研测绘平立剖再通过手动模型构建的方式其组件可编辑，内部细节也能进行反馈。但基于我国优秀的文化底蕴，在传统建筑中诞生了众多精美的雕刻构件，其在传统建筑的发展上颇具研究价值[5]。而这些无论是门窗构件等还是细部雕花，对于建模而言却是复杂且烦琐的。而本文针对卢氏宗祠的数字建构将以建筑常用建模软件Skechup(简称SU)辅以照片智能建模软件RC为例，在传统构建的基础上提出了一些现代化的技术改良。操作流程如图1所示。

RC软件优势在于对质量和准确性的把控与对硬件的低要求，提高用户的工作效率的同时，降低了设备门槛。在软件操作前需先针对目标构件拍摄一定数量的多角度照片作为样本。将样本导入RC后，首先按下F5进行基础场景创建，模型初具雏形时即可终止分析，通过软件的范围框和定位轴选定建模物件范围再F7键模型重构，此计算过程会随素材量的增加而延时，同时最后模型三边形网格也会越密集，即模型精度更高。经测试20张样本为基本要求，30张及以上生成模型质量最佳。模型生成后进行F9键材质分析定位，完成后将得到高精度模型(见图2)。此时模型的精度过高，会增加最后模型处理负担，可根据展示需要进行减面功能“Simplify Tool”处理，如花纹构件多为贴图展示，可控制三边面在2 000，而如抱鼓石、雀替等单体构件设置为5 000效果较好。完成减面处理后重新进行F9键材质定位，可得到质量和精度兼备的模型。导出文件为Obj格式可附上材质文件，通过deep exploration或3DMax等软件进行格式转换即可导入各类建模软件进行模型处理。

经实验测试，此工具采集的样本必须为全局样本，局部照片并不能根据特征点而被识别并且会增加识别障碍，也就意味着此软件的建模方式与前文提及无人机扫描建模一般，只能生成表皮模型，即不可对建筑整体拍照进行模型生成。因此用该方法结合传统测绘的建模方式，既兼备传统测绘对于墙柱梁等标准构件制作的简易高效，又兼顾了局部复杂构件制作的高效、美观、真实，是对传统方法结合新技术进行发展，提高传统建筑数字建构的效率。

3 基于Lumion的VR全景渲染

VR全景是在微机平台上基于静态图像实现虚拟现实技术展示的一种新型方式。让人们能借助网络实现各平台下的720°全视角的自由浏览，从而体验到可互动的三维视觉。目前针对传统建筑的虚拟还原还有采用Unity3D引擎的渲染和SteamVR联动的数字还原模式[6]，而VR全景与之相比图面更真实，可通过调整材质、色彩等还原出场所环境特性，也能更直接的烘托出老村古韵的气质，且实践制作环节更高效，在传统建筑的数字化继承与推广应用方面更合适。

Lumion作为一款三维可视化模型渲染软件能够构建真实、生动的虚拟现实场景[7]。本文采用LU渲染除了因为其直观、便捷、高效的优点外，更依赖于其自6.3版本后加入了VR全景渲染的功能。LU对模型的处理主要在于材质的详细参数和渲染时特效参数的设置上。针对像卢屋村这类赣南古村传统建筑的渲染，出于对场景还原的氛围感的营造，本文通过针对此类建筑大量主要材质的渲染测试，提供一套经验数值的参考(见表1)。其中风化参数可丰富材质的纹理以提高场景细腻程度。通过研究场景还原渲染的效果总结得出，渲染真实感是通过对自然气候环境和场地要素的塑造间接反馈在建筑物理材质上所呈现的结果。因此围绕自然天气环境进行有选择的场景渲染，既能丰富浏览体验，也能提高渲染品质。本例中考虑到赣南地区春秋雨季多发，常有绵绵细雨，所以卢氏宗祠的渲染是选择雨过天晴的条件进行场景氛围营造，烘托古村雨后的焕然一新的氛围。在LU渲染特效参数上，“沉淀”“真实天空”“颜色校正”这三个渲染特效可还原自然气候环境并且有效提升渲染质量，但这些参数只能根据从业者个人审美反复渲染测试来进行调整。

表1 LU古建常见材质参考参数

完成材质和特效的参数设定后需要布置渲染点位，而对于系列VR全景会设置多个点位，来实现移步换景的互动效果。因此展示室外和室内的场景变化时，要充分考虑到展示核心的改变。室外侧重建筑置地环境的展示，要求环境要素表达完善、布景丰富；室内侧重建筑细部和空间组织的展示，可以布置物件元素与人文活动进行联系，使得浏览的全景画面更有可读性。点位布置完毕后可渲染导出VR全景。

4 互联网平台的VR全景推广

LU渲染的全景图片可以借助网络上的云平台进行互动元素的编辑以及效果展示与推广。720云网站平台通过上传LU渲染的全景图片到云端后，作者可以利用其平台编辑器，加入文字、音乐、图片、视频、链接等元素丰富作品展示，使浏览者能在互动中渐进场景，感受数字虚拟还原视角下的古建筑独特风貌(见图3)。对于历史建筑的展示，要充分利用这些附着元素扩展资料信息。根据实地调研采集的史实资料，补充介绍该古村场景的环境背景、人文历史、特色文化、建筑工艺等，使浏览者不仅能身临其境地体验数字技术与建筑艺术结合的魅力，更能通过在浏览时与元素的互动了解更深层的文化内涵，为古村延续与传播提供绵长的生命力。古村保护通过借助数字孪生技术进行跨领域的结合，利用数字信息作为传播媒介进行广泛宣传，这些落魄的古村才有机会被现代人所了解。

5 结语

该研究优化了传统测绘建模方式中对复杂构件的处理，实现了对赣南地区传统村落建筑卢氏祠堂的存档记录，并且对其文脉传播进行了创新性探索，操作方法具有传播性、实用性。需要注意的是RC智能建模效率和质量固然可靠，但是其对样本规模的要求在实践中有时也较难处理，还是需要用户依靠其他工具捕捉更多角度的素材。此外LU的渲染品质除了本文提供的材质参考数值外，更多还是依赖于用户的个人审美和操作水平，需要用户不断尝试以获得最佳效果。前者在未来技术水平提升后应会有较好的解决，但后者还是需要以实验为基础来进行改善。

随着虚拟现实技术愈发成熟，数字技术建构形成的虚拟载体将愈发利于互联网的传播，从而提高古村落的影响力，这将在古村落传统建筑的保存和宣传上存在着积极的意义。而在全景VR展示的基础上，利用现代网络的交互功能促进文化传承的多样性和兼容性还需要不断探索，这样才能更好的回应眼前传统古村落文脉保护与传承的问题。