培養(yǎng)文化遺產(chǎn)保護(hù)人才 高校用上虛擬技術(shù)

記者 馬愛(ài)平

建筑文化遺產(chǎn)是人類的寶貴財(cái)富。保護(hù)建筑文化遺產(chǎn)的條件尤為苛刻，需要大量的專業(yè)人才，而相關(guān)人才培養(yǎng)有著很大的難度。但隨著數(shù)字科技的發(fā)展，高新技術(shù)與文化遺產(chǎn)碰撞出創(chuàng)新火花，讓建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)的人才培養(yǎng)有了新路。

日前，記者獲悉，北京建筑大學(xué)設(shè)立“激光雷達(dá)技術(shù)古建筑三維精細(xì)化重構(gòu)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目。該項(xiàng)目目前已應(yīng)用到測(cè)繪工程、建筑學(xué)、歷史建筑保護(hù)工程專業(yè)的教學(xué)中，服務(wù)學(xué)生500余人，同時(shí)在故宮、敦煌等多個(gè)重點(diǎn)建筑遺產(chǎn)保護(hù)工程上得到應(yīng)用。

諸多限制給保護(hù)帶來(lái)難題

保護(hù)文物功在當(dāng)代、利在千秋。文化遺產(chǎn)是人類文明進(jìn)程中各種創(chuàng)造活動(dòng)及其相關(guān)成就的遺留物，具有不可再生、極為稀缺的特殊屬性。但是，目前在保護(hù)與重建方面存在諸多難題。

北京建筑大學(xué)測(cè)繪學(xué)院副院長(zhǎng)趙江洪介紹，古建筑是文化遺產(chǎn)中的重要保護(hù)對(duì)象，也是重要的文化資產(chǎn)。由于受到封閉性、地域性、產(chǎn)權(quán)歸屬問(wèn)題等其他保護(hù)因素制約，古建筑本身無(wú)法作為學(xué)生常規(guī)實(shí)驗(yàn)對(duì)象。另一方面，實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏，三維激光掃描設(shè)備由于造價(jià)高、數(shù)量少、易損傷等特點(diǎn)，也無(wú)法滿足大規(guī)模使用需求。受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，采用激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行古建筑數(shù)字化及重建，庫(kù)存文具收購(gòu)，需要對(duì)設(shè)備、環(huán)境有著充分的了解，并結(jié)合具體的對(duì)象進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、實(shí)地采集以及數(shù)據(jù)處理，此外還需要掌握復(fù)雜的考量因素并在此基礎(chǔ)上反復(fù)練習(xí)，現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景一般不具備此類條件。

“建筑文化遺產(chǎn)自有其特殊性，我國(guó)擁有眾多的建筑遺產(chǎn)，開(kāi)展建筑遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)課程迫在眉睫。”趙江洪說(shuō)，北京建筑大學(xué)開(kāi)設(shè)的建筑遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)課程，以古建筑數(shù)字化技術(shù)為核心，以培養(yǎng)能夠勝任建筑文化遺產(chǎn)數(shù)字化與三維重構(gòu)的專業(yè)人才為目標(biāo)，堅(jiān)持“學(xué)生中心、問(wèn)題導(dǎo)向、學(xué)科融合、創(chuàng)新實(shí)踐”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，按照“虛實(shí)結(jié)合”的原則，以三維激光掃描技術(shù)進(jìn)行古建筑數(shù)字化建模為切入點(diǎn)，選取幾類典型的古建筑場(chǎng)景，用虛擬建模、3D交互等方式，研發(fā)適用于激光雷達(dá)古建筑三維數(shù)字化與精細(xì)重構(gòu)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，解決目前數(shù)字化保護(hù)與重建中的瓶頸問(wèn)題。

仿真系統(tǒng)強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)

“為解決古建筑數(shù)字化及健康監(jiān)測(cè)的人才培養(yǎng)問(wèn)題，學(xué)校依托國(guó)家級(jí)虛擬仿真中心‘建筑全過(guò)程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心’，與教育部聯(lián)合共建的‘代表性建筑與古建筑數(shù)據(jù)庫(kù)教育部工程研究中心’，庫(kù)存五金用品收購(gòu)，同時(shí)與北京市科技委員會(huì)聯(lián)合共建‘建筑遺產(chǎn)精細(xì)重構(gòu)與健康監(jiān)測(cè)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室’，以測(cè)繪與城市空間信息學(xué)院建筑遺產(chǎn)保護(hù)與數(shù)字化科研教學(xué)團(tuán)隊(duì)為核心，整合多年建筑遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)科研、教學(xué)與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)建了此次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。”趙江洪說(shuō)。

北京建筑大學(xué)測(cè)繪學(xué)院測(cè)162班學(xué)生邵天翼告訴科技日?qǐng)?bào)記者：“通過(guò)激光雷達(dá)技術(shù)古建筑三維精細(xì)化重構(gòu)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，我們了解和掌握了激光雷達(dá)技術(shù)在不同類型古建筑三維數(shù)字化的方案設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)；了解和掌握了利用激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行古建筑三維數(shù)字化采集的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。”

不僅如此，邵天翼說(shuō)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他們熟悉了三維激光掃描儀的組成結(jié)構(gòu)、工作原理等，掌握了常見(jiàn)古建筑三維激光掃描數(shù)據(jù)采集的步驟和操作方法，加深了對(duì)課堂知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解；掌握了古建筑三維數(shù)據(jù)預(yù)處理、建模與重構(gòu)的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)；結(jié)合古建筑虛擬場(chǎng)景，探究古建筑虛擬數(shù)字化三維重構(gòu)及保護(hù)實(shí)踐中的注意事項(xiàng)。

“激光雷達(dá)技術(shù)古建筑三維精細(xì)化重構(gòu)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目通過(guò)模擬多種古建筑實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，再現(xiàn)了三維激光掃描儀等儀器的真實(shí)操作流程，使學(xué)生掌握不同的方案設(shè)計(jì)、外業(yè)數(shù)據(jù)獲取、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及建模等領(lǐng)域的工作方法和流程；通過(guò)實(shí)戰(zhàn)考核模塊，對(duì)學(xué)生實(shí)際掌握情況進(jìn)行測(cè)試并給出針對(duì)性反饋和多元化評(píng)測(cè)。

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