数字古建云端营造与应用需求调查研究

在数字时代的发展浪潮中，历经持续的探索，数字化技术正在不断对抗时间对历史建筑的侵蚀，传统古建文化的传播迎来新趋势。当前形势下，利用数字化再现技术保存古建筑形制，保持其结构，实现工艺的永久留存等问题亟待解决。通过自主研发的参数化插件，虚拟搭建从汉唐至明清的中国传统建筑场景，可使古建筑在云端营造保存。将传统古建筑场景营造与古装影视剧场景需求相结合，打造线上“搭建”与“漫游”多位一体的中国传统古建筑网络平台，可供使用者获取相关历史文化知识，掌握基础建筑构图理论，感知中国传统古建筑文化的魅力。线上有偿共享的可持续商业盈利模式，让中国建筑文化的独特美感和精神内涵焕发出无限生机。

中国作为古建筑留存度最高的国家之一，现存50座古建筑，多为木结构建筑，耐火等级低，易发生火灾。现有的古建筑保存措施主要包括保存原来的建筑形制，保持原来的建筑结构，保存原来的建筑材料及原先的工艺技术。实体建筑因其材质易受腐蚀而变形的特性，其保存存在一定局限性，所以利用数字化手段对其进行保存至关重要。2022年2月，中共中央宣传部、文化和旅游部、国家文物局印发《关于学习贯彻习近平总书记重要讲话精神 全面加强历史文化遗产保护的通知》，指出运用现代科技力量，做好文化遗产保护传承工作。利用数字化手段对古建筑进行复原与虚拟搭建，对文物保护、传播传统文化、树立民族自信心有重要作用。

数字化营造古建筑及其影视化运用

现有软件存在的缺陷

对现有3D计算机绘图软件的分析比对表明，市场上的3D计算机绘图软件主要有AutoCAD、Revit、UR、PRO/E、3DsMAX、Solidworks、CATIA，其中，AutoCAD和Revit应用较为广泛。

AutoCAD和Revit两款建筑设计软件大多是为现代建筑设计营造服务的，未从根本上遵循古代设计理念，其产品缺乏历史还原度，对传播传统文化不利。中国传统古建筑的营造模式有其独特规则，现代建筑的设计构思不适用于营造古代建筑，因此这两款设计软件在设计古代建筑时存在局限性。

古建筑设计软件GuCAD可以营造三维古代建筑场景，但其采用现代模数营造规则设计搭建古代建筑，无法更专业地服务于古代建筑设计，如今已被市场淘汰。其失败原因主要有三点：第一，采用现代模数思路设计建筑，与AutoCAD在设计本质上一致。一般的设计院和公司无需特意购买此软件进行古代建筑设计营造。第二，古建筑设计软件GuCAD未从根本上采用古代建筑营造思路。古代工匠对古建筑的丈量与搭建无现代新兴技术的支持，只能凭借口诀与模数规则去设计复杂的古代建筑。这些工匠所使用的口诀与模数规则是一种传统智慧，经过了多年的实践考量，在一定程度上降低了营造难度。现有的古建筑设计软件，未能很好地实践此思路，未在实际操作中汲取古法营造的建筑智慧。第三，市面上的古建筑设计软件大多致力于营造明清风格建筑，涵盖范围太窄，无法满足现有市场及潜在市场对多元化古代建筑风格和实景搭建的需要。

客户需求不断增长

过去几年，古装剧将“保护非物质文化遗产”“弘扬传统文化”等作为一种经济活动的正向“外部性”进行吆喝。这种“文化自信”在未来只会增强，并且将以各种形态镶嵌在所有品类的“新古装剧”中。随着古装剧制作成本的提高，消费需求的提升，制作精良的古装剧场景成为确保古装剧质量的重要前提。目前，市面上的建筑设计软件95%以上都是为现代建筑设计服务的，很难高效、如实地还原古建魅力，专门用于设计古装剧建筑场景的设计软件数量较少。一些现代建筑设计软件在设计古代建筑时，仍使用现代建筑设计逻辑去构造古建筑模型。

以电视剧《宣武门》为例，该剧在场景营造上出现常识性历史错误。据资料考证，宣武门是内城城门，箭楼是四层箭窗且城台下无门洞，进出是走瓮城边上的闸楼门洞。而在剧中，宣武门变成了两层箭窗且城台下有门洞，这是外城城门的结构。作为一部历史剧，这样明显的失误从某种层面上破坏了艺术氛围，难以满足市场受众对优质古装历史剧的期待。《宣武门》对历史还原的真实度，有待进一步考量。

除去古装剧外，古装动画场景也会出现常识性历史错误。如《少年岳飞传奇》在民间建筑场景营造中采用了歇山顶，而这种顶一般只出现在社会等级高的建筑中，民间建筑只能用悬山顶和硬山顶。以上案例可以从侧面反映出动画工作者的古建筑历史知识体系存在缺陷，未对传统建筑文化内涵和思想进行深入挖掘。在创作时，存在复制、借用甚至照抄国外创作手法的问题，导致中国文化特色缺失，使得传统建筑独特的文化魅力难以与紧密的剧情安排相协调。

市场占有率提升

当下，古装剧占据了网络影视剧的主要市场。而这一现象说明市场需要更多的古建筑建模服务来支持古装剧中的场景搭建。例如，仰角拍飞檐斗拱——三角形的构图模式既能表现细节，又能让画面均衡、美观；构建古建筑全景时，两侧的栏杆、宫殿的墙、柱子作为汇聚线构图等。

利用市场上现存的古建筑场景营造设计软件搭建影视传播公司所需的古装剧场景，平均耗时达15天，效率较低。若将搭建完成的古建筑影视场景进行集合，组成“数字影视场景模型库”，便可提高场景营造效率。客户在定制相关朝代的古建筑场景时，可以从“数字影视场景模型库”中一键获取对应场景，仅需修改个别参数即可获得符合脚本历史背景的古建筑场景。拍摄制作结束后，可将新营造古建场景重新收归于库中，一景多用，节省成本。如为架空历史的古装剧营造场景，可利用参数化插件构筑模块做出定制场景，耗时仅需三天。Sketchup《营造法式》系列插件的研发满足了高效搭建的市场需求，可以为服务对象降低准备周期，提升产品的竞争力和市场占有率。

基于宋朝《营造法式》与清朝《工部则例》两部古建筑典籍，研发“一种古建筑构件仿真复原系统的软件著作权”与“一种古建筑复原用场景绘画辅助设备的实用新型专利”，绘图插件包括《营造法式》系列插件：“斗拱”“屋顶布瓦”“布局与柱框”“月梁框架”“耍头”“柱额(枋)”“飞檐”“调整与辅助”等，帮助影视传媒公司搭建更加专业化、更符合大众审美的、原汁原味的古建筑文化场景，传播“血统纯正”的古建文化。

云端营造

古建筑场景个性化定制

利用“一种古建筑构件仿真复原系统的软件著作权”“一种古建筑复原用场景绘画辅助设备的实用新型专利”与绘图插件（包括Sketchup《营造法式》系列插件）在云端进行古建筑三维场景营造，运用UE技术进行渲染，可完成线上古建筑场景搭建，进一步与相关影视传播公司建立合作关系，为其搭建影视剧所需的古建筑场景。若客户需要营造古建筑动画场景，则根据搭建的独立场景数量进行不同区间的费用收取。若客户的需求是根据古建筑营造场景转化为实体沙盘模型，则根据客户提供资料的详尽程度、做工精细、还原程度，以及自主设计制作部分数量，划分不同收费等级。比如，做工精细、还原程度高、自主设计制作部分多（资料不全或欠缺）的场景收费较高。此类场景要求地貌复杂丰富、建筑风格结构烦琐（如斗拱结构、雕花等）、人物角色制作细腻（形象设计、手工雕刻等）、模型整体画面丰富、色调和谐、主题鲜明。不同古建筑影视场景的定价，可以满足市场上不同群体的多样化服务需求。

Sketchup《营造法式》插件研发系列营造的场景是全结构的（包括大木、小木、砖瓦作等）建筑，不同于一般古建筑影视场景，其利用二维或动画建筑设计软件营造仅构筑了外部结构，内部结构的渲染较少。《营造法式》研发系列插件搭建的建筑通过细节展示的方式让观众深入了解了建筑内部的构造，使所搭建的场景更加真实、原汁原味。在搭建过程中，使用者无须再去关注建筑本身的局部参数，用丈尺和材份制度（古代构造的模数方法）进行总体参数化把控。

实体模型线下销售

在设计驱动消费的时代，传统文化与工艺精神缺失，古朴纯正的设计理念难以落地，美学及设计观念未获得普及。经由传统工艺创新所生产的文创产品既具备造型与美感，又拥有丰富的文化背景与内涵。中国古代建筑多为木构建筑榫卯构造，类似于现代建筑的预制拼装，构件拆卸、搬运方便。所以，许多建筑虽然没有在原址原貌存留下来，但其主要木构件还存在于后世的建筑中。所以项目可以利用自主研发的插件在线上完成设计及虚拟搭建，并以此为基础，转化为线下实体模型的制作，售卖手工木器榫卯结构文创产品。如唐风佛光寺补间斗拱幻彩积木、故宫凝香亭榫卯积木、五彩遍装唐风大殿斗拱积木等，让古建筑文化爱好者多维度、多层次、全方位地领略了古人的营建智慧，其以古人开间为标准，通过动手方式拆解建筑结构精华，为我国古建筑积木开辟了一个全新的方向。

从斗拱到柱梁的拼搭，还原了榫卯营造技艺，有效传递了古建筑营造模数思想的精神文化内涵。浓厚的生活色彩浓缩了古代匠人文化的精髓。实体建筑积木模型的出现将大众对古建筑建构的宏观构想进行了微观解析，将抽象的建模参数转化为具象的实体模型，以一种更直观的方式，让广大受众身临其境地感受到了传统古建筑文化的魅力。借助线下手工木器榫卯结构文创产品，将古代劳动人民的高度智慧凝结在方寸之间，传播于千里之外。

传统古建筑文化传播

与高校合作开发运行项目，将传统古建筑文化推入课堂。如今校园内许多课堂都融入了古建筑文化相关内容，如美术课上欣赏建筑艺术，历史课上学习不同朝代的建筑所蕴含的文化意义，语文课上学习故宫建筑所蕴含的传统政治文化等。语文课文《故宫博物院》用移步换景的手法介绍了故宫的主要建筑及特色，但文字描述较为抽象，文字敏锐度不高的同学可能难以切实体会传统建筑的魅力。使用《营造法式》研发系列插件进行线上课堂古建筑搭建模拟演示，可以让学生更直观地感受到传统建筑中所蕴含的古建文化。如可以让学生全方位地领略故宫建筑风采，进入故宫内部观察结构，全方位、立体化、无差异地感受传统古建筑营造的文化魅力。

《营造法式》研发系列插件作为一种古建筑插件，相比于自身的使用，更多的是被搭载于与古建筑有关的系统中。大多数制图软件都可以兼容漫步云境团队自主研发的插件，故可以为古建筑设计专业学习者提供技术支持，例如，设计图优化、3D立体设计规划与修改。同时，也可以使用插件进行录屏，制作教学说明视频，使更多使用者运用插件功能简化学习过程，更好地玩转系统，运用到实践中。对于高校及设计院研究所的师生、古建筑研究者等群体而言，单纯的资源信息共享平台已经不能满足其专业技能训练的需要。利用《营造法式》研发的系列插件可通过点位售卖的服务形式，搭载在专业计算机上，供该专业使用者进行更为专业的建筑场景搭建，以满足各类设计师对作品高质量、高效率、低成本的需求，为在古建筑行业从事设计、修缮施工等相关人才提供技术上的支持与便利，提升其专业性。

反馈及总结

“漫步云境”——数字古建云端营造项目利用Sketchup《营造法式》研发系列插件完成古建筑模型云搭建15项，与西安光南影视文化传播有限公司签订战略合作协议；与丁阿丁（杭州）动漫制作有限公司合作，进行原创国风历史动画《金桃》中唐风场景的虚拟搭建；与西安拙默工造模型设计有限公司、杭州寸间大造文化发展有限公司合作，进行了敦煌壁画院落的复原与五彩唐风大殿的虚拟复原。以问卷和电话回访的形式收集客户体验与反馈，客户满意度达87%。客户反馈古建筑数字化营造插件技术保证了《金桃》的唐代数字场景的搭建速度和质量，规矩严谨且快捷高效。五彩唐风大殿参数化建模方法有利于模型制作，提高了设计效率，还原了场景。模块化搭建设定参数，只需调节比例大小，即可获得更为精美的古典建筑影视场景。

目前插件开发仍在延续，也存在不足。利用Sketchup建模软件营造古建筑场景时，无法构造复杂的曲面，材质功能简单，纹理单一，在构造更为复杂的大场景时无法实现高面数应用。如果古建筑场景需要更加完美地展现雕塑般的细节与质感，就需要利用更多软件进行辅助营造。

以《营造法式》研发系列插件为技术基础，建立数字化营造古建筑平台，满足影视传播公司专业化、精细化古装剧影视场景的需求，提供严格的复原资料，利用大众喜闻乐见的方式传播传统古建筑文化。同时，继续坚持开展历史建筑遗迹复原：一是以考古遗迹反映的开间进深尺度、史料记载、古代壁画绘画为参考对所修复的历史建筑遗迹进行风格与比例判断，做出合理的复原方案；二是根据公开发表的测绘报告对已存在的建筑遗构（地上建筑保存完整）进行复原。所复原的古典建筑艺术在中华民族发展、历史文明传承上起到了极大作用。领略方寸之间凝结的艺术魅力，聆听来自千年前热忱的呼唤，都借助这一媒介来实现。要不断前进，不断创新，在提升古建筑的艺术价值，进一步发扬传统文化，重建民族自信心的道路上不断奋进，砥砺前行。把中国建筑文化带向任何一片可以创造价值的热土，立足实际，把握未来，不断自我创新，持续研发跟进，让更多人听到来自中国古代建筑的厚重沧桑的呼唤。

参考文献

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