专题
首页  >  专题  >  媒体视点  >  名刊精选  >  《科技潮》

《科技潮》

开博时间:2016-11-21 21:24:00

《科技潮》杂志由北京科学技术委员会主管,北京高技术创业服务中心主办,1989年创刊,是集宣传科技政策...

文章数

又见圆明园

2011-11-30 10:32:15

    南宋词人姜夔在《扬州慢》中写道:“淮左名都,竹西佳处,解鞍少驻初程。过春风十里,尽荠麦青青。自胡马窥江去后,废池乔木,犹厌言兵。渐黄昏、清角吹寒,都在空城。”字里行间都是诗人对山河故园被摧毁后败落的悲痛。

    记者曾经站在圆明园公园里面,看着那两排上不了档次的仿古建筑和四周过于现代的绿化,原本以为会受到震撼的心空空落落,那曾经的万园之园真是没有一点踪迹可寻。我们大多是凡夫俗子,并不具有诗人的想象力,更何况在可供联想的场景都消失殆尽的情况下?要游人从这一片绿地中兴起兴亡之叹、强国之心只怕是强人所难。

   “所以,我们要用现代的数字技术,把圆明园的百年变迁呈现在众人面前,用最直观的建筑讲述最深刻的历史。” 清华城市规划设计研究院建筑与城市遗产研究所副所长贺艳对记者说

 

 

         2003年的一天,和贺艳一样,师从郭黛姮教授的肖金亮,跟着自己的导师,蹬着自行车到了一大片刚刚将居民迁出的空寂废墟,看着眼前野草蔓生、枯枝横斜、断壁颓垣的场景,听着导师用兴奋的语气说:这里是什么景点,那里是什么景点。即使在去之前看过很多的历史图片,肖金亮还是无法将眼前的景象和传说中的人间胜景联系起来。

  “我们就是要在这样的基础上,还原圆明园300余年的演变。”

  “数字再现圆明园”项目,源于清华城市规划设计研究院建筑与遗产研究所所长郭黛姮教授1999年的一个研究课题。通过自己的研究,让人们见到一座用数字模拟出来的、立体的、真正的圆明园,是埋在这位资深教授及其团队心里的愿望。经过10年的等待,终于在技术上有了实现的可能。2009年4月,“数字还原圆明园”项目正式启动。

 

    从史料中找到真相

 

  “这是一个庞大的工程。如何真实地再现圆明园的本来面貌,不仅仅是个技术问题。”贺艳说,在三维建模之前,需要进行广泛的数据采集,这个过程非常严谨。“在考证一个建筑的本来面貌时,除了参照考古学家的结论外,我们还要参考许多历史文献,甚至参照一些御制诗文中的描写,除了尽量还原可能真实的建筑本体外,当时建筑周边种植了哪些花草树木,以什么样的形态环绕在建筑周边,都需要进行严格的论证。”

  据史料记载,圆明三园共有100余处园中园和风景建筑群,集殿堂、楼阁、亭台、轩榭、馆斋、廊庑等各种园林建筑,共约16万平方米。园内的建筑物,既吸取了历代宫殿式建筑的优点,又在平面配置、外观造形、群体组合诸多方面突破了官式规范的束缚,广征博采,形式多样。创造出许多在我国南方和北方都极为罕见的建筑形式,如万字房、眉月轩、田字殿、还有圆镜形、工字形、十字形等。加之在园林布局上,因景随势,千姿百态;园中各景又环环相套,层层进深,形成了丰富多彩、自然和谐的整体美。

  “我们的项目是从查找大量的史料开始的。圆明园是一座活的园林,从建成到被英法联军焚毁,150多年里,它一直都随着历史风俗和帝王爱好而不断变化。我们的愿望不仅是要将一座冠绝中外的园林呈现在大家面前,更要挖掘出它背后的历史和文化的变迁。”肖金亮说。

  而放在研究团队面前的现实是:1860年,英法联军入侵北京,在抢掠过圆明园之后,一把火烧毁大半; 1900年八国联军的再次火烧;之后几十年间,各路人马对其间剩余建筑材料的大量偷运和居民迁入居住、填湖造田。这座曾经利用北京西郊丰富水源、集天下园林之美和人类想象力于一身的园林可以说是摧毁殆尽。

  这些,都给要真实还原圆明园的研究者们带来了大量的工作。从开始这个项目,到现在不过短短3年的时间,“还原建立在详实的资料基础上,为了要找出圆明园真实的样子,我们至少看了几百万字的资料。”

  通过走访存放圆明园资料的国内外博物馆,研究团队掌握了大量关于圆明园各个时期的资料,有位于设计制造第一线的“样式雷”家族保留下来的设计图谱,也有宫廷画师笔下的精美写景图,有考古学家的推测结论,也有相同时期建筑参考。

  “我们必须一点一点地分析、辨别,团队中也经常因分歧而辩论。在这个过程中,很多以前想当然的想法被推翻。”肖金亮说,圆明园的设计其实在很多方面都突破了人们传统的想法,比如,原来人们认为中国的园林中桥梁上的栏杆一定是到腰部的位置,而经过研究发现,圆明园有些栏杆的位置甚至低于膝盖。

  这些发现在给他们带来麻烦的同时,也让他们惊喜不已,“不只是建筑史上的意义,对社会历史文化的映射也很有意义。”贺艳笑着说,“有些从国家图书馆得到的资料,经过我们反复推敲、考证后,有了新的发现,反而可以加深国家图书馆的研究深度,希望能与社会各界分享我们的研究与设计成果。”

 

  勾勒历史的线条

 

“接秀山房”景区约建成于雍正九年,为圆明园四十景之一,位于福海东岸南半部一座紧靠园墙的长条型小岛上,北接涵虚朗鉴,南接别有洞天。这组建筑群由于所处地段限制,只能采用长条形布局,但建筑匠师仍寻求错落变化,楼、房、亭、廊彼此穿插,巧妙组合,形成一组沿湖岸南北向展开的建筑群。

  贺艳一边用鼠标拖动图片下方的表示时间的轴,一边介绍图片上显示园林的珍奇之处。时间轴把接秀山房的变化分为9个时间点,目前已经完成的3个时间点,可以清晰地显示出在乾隆早期、道咸时期和现在接秀山房这个景点的巨大变化,前两个变化都展示出当时的园林建筑流行模式。

  在整个项目中,“时间轴”概念的运用是个亮点,在围绕项目召开的国际专家会议上,大家认为“时间轴”技术方案的创意在于,它让人们看到了一个纵深的、立体的圆明园。

  具体而言,项目组将圆明园300年的历史用一个时间轴来划分体现,并将时间轴划分为13个时间单元,依次为康熙年间、雍正期、乾隆早期、乾隆中期、乾嘉时期、嘉庆时期、道光中前期、道咸时期、庚申劫后、同治重修、清末民国、初步整理期和考古遗址期,这样既可保证将圆明园景区建筑从建设到被毁的不同时期的状貌逐一呈现,同时还可探索出不同时期不同景区、建筑的差异和变化。

  不过,贺艳表示,这并不是说所有景点具有的时间单元是一样的。研究组根据景点各自不同的改造次数和年代,为每一个景点确定其具体的时间单元。

  “根据这一概念,研究人员在圆明园景区范围内确定了‘空间+时间’的四维时空框架,在圆明园40景、西洋楼12景、绮春园30景的基础上,根据相关史料,将‘圆明三园’划分为110个空间单元,并对圆明园内各个景区的重要发展演变过程进行了复原研究和数字再现,从而实现了圆明园演变的立体面貌。”贺艳说。

  “时间轴”概念的提出无疑也增大了项目组的工作量。项目呈现的已经不仅仅是一个固定不变的圆明园,而是不同的时代各有不同。所以,某种程度上来说,“项目组复原的不仅仅是一个圆明园,而是数个圆明园。”

 

  这是精细的技术活

 

  电脑上的画面随着鼠标的转轴转动着,看的人仿佛置身其中,走过盛夏的荷塘,如若停留,可以向下看见水下嬉戏荷叶间的鱼影;往前行,走过雕栏玉砌的石桥,抬头可以细看眼前门楣上的雕刻和匾额;转过长长的长廊,来不及细看长廊壁柱上不同的精细纹饰,但那一砖一瓦的精致已经刻在了眼底;在被这无法想象的皇家气派镇住的时候,耳边突然响起了一阵悠扬的胡琴,熟悉的节奏随着“脚步”的移动渐渐清晰了起来,不知道什么时候眼前出现了一座高高的戏台……

  “抱歉抱歉,”贺艳的声音硬生生地把记者的魂给拉了回来,“音乐部分希望你不要在意,我们现在用的《霸王别姬》,并不准确。”贺艳介绍说,为了最大限度地接近历史原貌,研究组可以说是不放过对一草一木的研究。但是目前限于一些外围素材的不足,还不能做到音效等处处准确。

  法国传教士王致诚,曾有一段形象的描述,他说:圆明园的建筑,形式变化较多,而且参差不齐,不落窠臼。它的每一座小的宫殿,都仿佛是按照奇特的模型制成的,像是随意安排的,没有一座与其他一座雷同。一切都如此饶有兴趣,人们不能在一览之下,就领略这幅景色,必须一点一点地仔细研究它。

  贺艳称,在用“时间轴”概念复原历史原貌的过程中,对于建筑形状、颜色、图案都要求十分精准。例如,乾隆初年绘制的彩绘绢本40景图中,正大光明殿、勤政殿、生秋庭等歇山建筑的山花部分均绘制为灰色,并画有细横线,表明采用的是砖山花。然而现存实例中,建造于乾隆中期的恭王府锡晋斋、避暑山庄烟雨楼,均证明这种做法在清中期以前也普遍使用,但清中期以后很少再采用砖山花,而改用了现存实物最常见的木山花。因此,研究人员在圆明园建筑的复原设计中,对于乾隆中期及以前建成的歇山建筑选用了砖山花,对于乾隆中期以后新建建筑或对早期建筑进行了较大规模改建的房屋,则选用了木山花。

  圆明园有个显著特点,就是大量仿建了全国各地特别是江南的许多名园胜景。乾隆皇帝弘历曾经6次南巡江浙,多次西巡五台,东巡岱岳,巡游热河、盛京(即沈阳)和盘山等地。每至一地,凡他所中意的名山胜水、名园胜景,就让随行画师摹绘成图,回京后在园内仿建。据不完全统计,圆明园的园林风景,有直接摹本的不下四五十处。杭州西湖十景,连名称也一字不改地在园内全部仿建。正所谓:谁道江南风景佳,移天缩地在君怀。

  为了保证还原建筑的精准原貌,工作人员需要对现有遗物进行测量、扫描,确定该建筑在圆明园景区中的具体位置,并对景区具体建筑和景物进行模型构筑,要求精确到建筑上的一砖一瓦,甚至瓦上的图案、条纹,都力求与原貌相吻合。由于圆明园景区十分庞大,建筑众多,现场的测绘任务大大加重,像西洋楼这样遗物较多的遗址,一个景区的测绘时间需要2至3个月,因此,一期12个月的时间约可完成3个景区的测量、复原研究和数字再现任务,这也是该项目完成时间预计10年之久的重要原因。

  “除此之外,其实我们还面临着技术上的难题,和后继支持方面的问题。”贺艳直言不讳地对记者说。

 

  梦想还要翻过的山

 

  截至2010年12月,项目完成了第一期任务。目前,二期正在紧锣密鼓进行中。

  该项目已经完成圆明园中30个景区、共80个时空单元的复原研究和三维再现,展现了圆明园从1740年至2010年间持续演变的立体面貌,并完成了圆明园基础史料数据库和“Re—圆明园”主题网站的初步架构。

  项目实施过程中运用了大量的高新技术手段。这些技术手段,大体分为3类:一是数据采集类技术,包括传统的手工测量、三维激光扫描,还有即将用到的近景摄影测量;二是信息研究类,包括对历史文献内容的详细解读、建筑样式图档解析以及相似实例的考察等;三是技术支持软件类,主要包括VR系统、city-maker、3D建模、视频渲染等技术支持。

  “可是,我们发现,现在自己不仅需要做古建筑方面的研究,还要设法突破计算机方面的技术瓶颈。”肖金亮无奈地表示,这种非专业的局限,其实已经困扰国内外古建筑方面的研究很久了。“比如,到现在为止,我们都只能通过人工测绘、人工拼接的方式还原倒塌的建筑原形,而不是像人们所想象的能有软件通过数据分析来实现。”

  贺艳说,项目组一直希望在现存遗物测量、扫描的基础之上,探索出新的三维数据处理模式,通过点云数据与3D模型发生较好的匹配和链接,这也是该项目当前在技术上需要突破的地方。具体而言,就是当观众点击数字模型上的信息点后,该信息点可以弹出链接文献,可以看到更加丰富的历史文化信息,包括对景区名称来源的标注、对时间及建筑结构的标注、对历史典故的标注等。

  另外,项目也考虑到室内空间及其陈设的精准。比如,实际工作中,研究人员通过对样式房图纸、内檐装修、陈设档案记录的解读,精准地将不同时期建筑室内的真实活动空间一一再现。并且,项目组有意实现在互联网上发布三维虚拟圆明园,并提供虚拟漫游、信息查询等服务,这样人们只需轻按鼠标,便可在景区、建筑室外、室内自由行走,体验“穿越时空、身临其境”的感觉。只是,因为目前网络技术大环境还无法支持全部的三维在线,“以目前大众使用的电脑和网速,打开一个三维场景需要很长时间,电脑濒临死机,这是目前线上浏览的局限。”贺艳说。

  然而,即使是线下活动,如何让更多的人,能够更加方便地看到这个数字创造的真实的圆明园,领略到这座园林中所蕴含的人类所能想象的美,和它背后的历史文化内涵,也需要更多的力量参与进来。

  “单靠我们的力量,没有办法做到广泛的传播。” 虽然如此,就现在已经完成的网站部分,已经可以让人有目眩神迷的感受了。不过,想到那些海量的数字实景园林、文献连接和巨大的技术支持需求,如果都能实现,于观者该是多大的震撼。

  谈到项目的未来,贺艳认为,最重要的还是资金和人才问题,一个计划10年完成的项目,需要投入大量的人力物力,仅凭研究所的一己之力,很难完成,在此也呼吁社会各界有识之士参与到项目中来,多提反馈意见,开展有益的合作。( 

 

上一篇:挑战相对论的脚步从未停止
下一篇:对太空科学的情感解读
©2011-2017 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备110105007388号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台