中國古建筑與三維虛擬構建藝術的融合

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摘要：三維技術在出現之后，因其特有的屬性開始廣泛使用，尤其在建筑領域，三維技術可以用于設計和構建建筑物，它可以把不復存在或難得一見的古建筑景觀直觀的表現出來，讓我們有可能欣賞并對其進行保護。讓我們有條件深入發掘中國建筑和歷史文化，通過3DMAX獨特的數字技術優勢，對重要的文物古跡和遺址進行有效的重建和復原，給中國的文物保護和旅游產業提供十分豐富的資源。

關鍵詞：虛擬；古建筑；三維；計算機

一、計算機使建筑設計變得高效且高質

1、計算機在建筑設計上的發展變化

計算機對建筑設計的作用是不斷發展、不斷加強的。最開始，人們把計算機用于解決困擾設計師多年的問題，那就是平面圖紙的設計問題。平面圖紙作為建筑物構建的理論依據和行動指南，有一系列嚴格的技術要求，除了標注必要的數據比如尺寸外，甚至還要標注材質等，歷史上曾采用鉛筆作為標記的工具，但鉛筆制作的圖紙不易保存，歷史上也出現過用鴨嘴筆標注，鴨嘴筆雖然保存能力極好，但它超強的保存能力也帶來難以修改的問題，而計算機既便于修改又易于保存，很好地解決了這個曾今不能兩全的問題。

2、中西古建筑建模方法

為了測驗建筑設計是否合理，建筑師往往會制作相應的模型。在科學技術還不發達的古代，中國和西方分別采用不同的方式建模。中國慣用燙樣法，而西方常用沙模。顯而易見的是，無論采用哪種方法，建模對設計師來說都要花費巨大的精力，當設計的某個方面出錯時，甚至需要全部推倒重來。

二、豐富美麗的中國古建筑

1、中國古建筑的歷史意義

中國文明傳承數千年，令人矚目的不但有優秀的精神文明還有豐富令人贊嘆不已的物質文明。而集其二者一身的中國古建筑不僅對當代中國建筑產生了深刻的影響，而且對世界建筑的發展做出了不可磨滅的貢獻。中國古建筑既是世界建筑精彩的一頁，也影響了其他地區的建筑發展，推動著世界建筑業的發展。

2、中國古建筑的材料和結構

眾所周知，中國古代普遍采用木材作為建筑材料，并且創造出了別具一格但十分成熟的木質框架結構。這種結構的奧秘在于用榫卯將立柱、橫梁、順檁等連接起來，因此這種結構具有彈性。對于中國這個地震多發區，這種結構可以說是應運而生，十分良好的適應了地震多發的情況。浙江余姚河姆渡原始社會建筑遺址足以證明這一點，歷經七千多年的木質構造建筑保存完整。中國古代建筑的一大特點就是抗震性強。

3、中國古建筑的輪廓和形式

中國古建筑變化多端，其輪廓豐富多彩，除北方傳統的四合院外，還有江南一帶的園林以及西南地區的懸空式建筑等等。而其形式卻又不約而同地都帶有中國儒家文化的印記，總是顯得優美柔和。這些特點的產生絕不是歷史的偶然，大屋頂的飛檐翹角是為了避陽、排水，柱子上端及中部的變形是為了建筑的穩固，愛美的中國古人經過長久和多次探索將這些必要的功能用美觀的方式達到了。這是歷史上成功地將實用和美觀結合起來的一個案例，同樣也給我們當今社會發展與文化的合理結合命題提供了一個可行的借鑒。

4、中國古建筑的雕塑與色彩

中國古建筑并不如許多人想象的那樣灰暗單調，中國古建筑鮮明的色彩形成強烈和諧的對比，比如紅墻黃瓦對比著藍天綠樹，既淡雅純樸又莊重渾厚，飛禽走獸、花鳥魚蟲等是建筑物或柱子上、房梁上的雕刻主要題材，最廣泛應用的當屬盤龍戲鳳。，這些材料并不是憑空想象而來的而是根據古建筑本身的材質決定的，這些雕刻磚瓦、木石、金銀、銅鐵，都起到保護建筑物的作用。

5、中國古建筑的現實意義

綜合上述，中國古代建筑不僅蘊含著豐富的歷史信息，傳遞著千年的中國傳統優秀文化，能為歷史研究提供極其準確且客觀的歷史資料，而且對中國現代建筑學研究、對中國促進文化與經濟的和諧相處具有重要意義，甚至對世界建筑業和美學的發展起著不可忽視的作用。

三、中國古建筑與虛擬三維技術的融合

1、應用在建筑設計上的虛擬再現軟件

被運用在廣告設計、建筑設計、工業設計等領域上的的3DSMAX是在我國非常流行的一款三維設計制作軟件。自1946年馮•諾依曼發明了第一臺計算機，計算機開始進入飛速發展的黃金時期。由有幾間屋子大的龐然大物變成了如今單手可提的精巧物品，由硬盤外置到隨身攜帶超大容量的U盤，計算機硬件發生了可謂翻天覆地的變化，計算機學中的計算機圖形學也隨之發展起來。而給計算機圖形學帶來了革命性的變化，是三維圖形技術的發展，于是各個領域都可以運用各種三維軟件，建筑設計當然也在使用這些三維軟件。出于建筑領域特別及諸多的需要，專為建筑設計的軟件誕生了，這些軟件充分彌補了古代建筑設計的缺點，設計師可以利用這些軟件快速準確地制作出建筑效果圖并進行檢測。計算機軟件成功攻破了建筑的城池。

2、建筑軟件在實際運用中的尷尬局面及其解決

但是沒有什么事物是完美到沒有任何缺陷的，由于這些建筑軟件擁有這么多精妙的功能，它的操作自然是更為復雜和艱難的。與研究其他領域的長者們一樣，許多從事該領域多年的建筑師并不愿意學習這項新興的技術，這些神奇的能力總是顯得如此不可思議和無法置信。不過這些功能強大的軟件最后還是發揮了它超強的能力，被廣泛應用于市場。之所以出現當前的情景當然是有其原因的，一是因為建筑軟件日益發展并且快速成熟，二是因為信息時代對人們提出了更高的要求，計算機技能已經成為建筑師的必備。據可靠調查，使用建筑軟件設計可以提高2/3以上的工作效率。

3、使用建筑軟件建模的具體操作

多邊形建模因其操作簡單，在3DSMAX中使用較多。它的操作方式是，首先建立一個平面圖形，利用建筑軟件的各種功能把它編輯成想要的圖形，接著再通過建筑軟件把這些圖形連接成一個幾何體，最后采用修改器修改，至此一個虛擬的作品完成了。由于其多采用幾何制作，所以適合構建較規則的建筑模型。這種多快好省地完成虛擬現實作品制作的方法，就是在實現古建筑虛擬模型時常用的建模方法。現在建立的是一個機械沒有顏色沒有藝術型的模型，為了使這個模型更為逼真，更為適用，更符合現實生活中的建筑，我們需要給模型上材質。做任何事情總是要遵循一定的規則，上材質也有原則，那就是結合現實建筑顏色和質感來調節模型。就中國古建筑而言，我們需要使用古代建筑運用廣泛的紅、黃、綠顏色，并配合典型的木質來再現和還原中國古建筑。添加材質之后，模型確實已經具有了一定的真實感，但要達到更高的真實感，還需要做更多的工作和改變，比如要為模型更加增色還需配合真實的光照效果。真實的光照效果其實也容易達到，軟件一般自帶的光照效果如：天光、聚光燈、平行光、泛光燈等，同時也需要配合數據的更改使之達到與現實自然界接近的效果。本文著重探討了三維技術在對再現中國古建筑上的應用，從建筑材料、建筑結構、建筑色彩方面介紹和研究了中國古建筑藝術，舉具體事例講解了如何用虛擬三維技術構建中國古建筑，并仔細說明了三維技術與中國古建筑如何融合。

參考文獻

[1]彭一剛，建筑空間組合論，中國建筑工業出版社，1998

[2]陳明達，營造法式大木作制度研究，文物出版社，1981.

作者：王偉國 田芮祎 單位：長春藝術設計學校