乡村振兴背景下传统村落三维数字化呈现研究——以江永县上甘棠村为例.pdf

44Apr.2023Journal of Hunan Universityyof ScienceandEngineering2023年4月Vol.44 No.2第44卷第2 期湖南科技学院学报乡村振兴背景下传统村落三维数字化呈现研究-以江永县上甘棠村为例夏三（湖南科技学院传媒学院，湖南永州425199)摘要：为探究传统村落数字化保护技术，以上甘棠传统村落为研究对象，采用3 dsMax三维动画技术搭建上甘棠传统村落建筑模型，将上甘棠传统村落以三维形式完美呈现出来。研究表明：运用数字化手段对传统村落文化资源进行采集、存储、设计与开发是一个行之有效的方法，同时为乡村振兴提供科学依据和理论参考。关键词：传统村落；上甘棠；数字呈现；建筑模型中图分类号：G223文献标志码：A文章编号：1 6 7 3-2 2 1 9（2 0 2 3）0 2-0 0 44-0 4党的十九大报告首次提出实施“乡村振兴战略”，把“实施乡村振兴战略”作为全面建设社会主义现代化国家的七大战略之一写进中国共产党章程，赋予其突出地位。党的二十大报告提出，全面推进乡村振兴。实施乡村振兴战略，传统村落保护是其核心之一。传统村落作为拥有物质与非物质形态的文化遗产，具有很高的艺术、文化、历史、社会、经济、科学价值，但是目前这些极具价值的传统村落却面临着快速锐减的窘境。它们受到了各种各样的威胁，如年久腐化、蜕变加剧、自然灾害、环境污染、城市化进程的推进和快速发展的旅游业带来的冲击以及许多人对遗产的漠视和模糊的认识等，所有的这些因素都加速了传统村落的消亡。传统村落的保护迫在眉睫。截至2 0 2 2 年5月，我国的传统村落总数已有1 0 9 46 个 2 。但随着我国城市化和现代化的快速推进，一些传统村落文化正在消亡，每天有8 0 1 0 0 个自然村在消失，修复速度赶不上消失速度，更令人担忧的是，从社会发展的角度来说，村落的衰败和消失已被视作“进步的标志”3 。如何在乡村振兴的大背景下，充分利用现代技术实现对传统村落的有效保护，是一个值得深思的问题。收稿日期：2 0 2 2-1 1-2 1基金项目：2 0 1 8 年度湖南省社科基金项目“乡村振兴背景下的湘南传统村落大数据研究”（项目编号1 8 YBA182）。作者简介：夏三鳌（1 9 7 2 一），男，湖南益阳人，湖南科技学院教授，研究方向为数字媒体技术与文化遗产数字化保护。上甘棠村位于江永县城西南2 5公里的夏层铺镇，地处省道S348旁边。上甘棠村是一个极具代表性的群居传统村落，现如今村里的晚清建筑还留有2 0 0 多栋。据永明周氏族谱的记载，永明周氏始祖周归仁于隋朝时迁至湖南宁远，周氏后代在公元8 2 8 年迁居至江永县，至今居住在上甘棠村的周氏族人已有四十多代。因原居住地宁远有一种树叫甘棠，为纪念故土所以将此地取名为甘棠，又因为该村位于谢沐河的上游，故称上甘棠。据永明周氏族谱的记载，在漫长的岁月里，周氏一族从这里走出了1 0 1 位七品以上的官员。儒学为宗，耕读传家，上甘棠绵延的文脉和周氏严谨的家风，使这一大族在僻远的湘南小镇长盛不衰 4。、国内外研究现状我国的传统村落保护工作起步比较晚，与国外发达国家相比有较大的差异。2 0 世纪8 0 年代，我国的传统村落保护工作刚开始起步，对历史古建筑的保护研究还处在初级阶段。（一）国内研究现状国内传统村落研究可大体分为三个阶段：（1）萌芽期（2 0 世纪2 0 7 0 年代），代表性研究包括费孝通等社会学者开启的乡村社会学研究先河；梁思成、刘敦桢、朱启铃等建筑学学者将传统村落民居纳入建筑学研究视野。（2）发展期（2 0 世纪8 0一9 0 年代），传统村落的重要价值被国内学术界重新认识和再发掘。刘沛林提出了设立历史文化名村保护制度来保护古村落的构想 5。（3）繁荣期（2 145世纪），传统村落研究思路和手段都有很大发展。文化学者冯骥才指出传统村落是物质和非物质文化遗产的综合体 3 ；胡彬彬、吴灿认为中国村落文化是中华民族的根文化 6（二）国国外研究现状与国内不同，国外欧美等发达国家传统村落数量比较少，但是这些国家对传统村落的保护是极其重视的，并于2 0 世纪7 0 年代成立了联合国教科文组织世界遗产委员会。目前国际上文化遗产保护的范围已经从纪念性标志建筑物扩大到传统村落建筑以及周边整体环境的保护。法国1 9 1 3 年颁布的历史古迹法和1 9 3 0 年颁布的景观保护法将包括传统村落在内的一些富有艺术性、历史性的地点列为保护对象。1 9 6 6 年，日本颁布关于古都历史风土保存的特别措施法（即古都保护法）后，许多历史小镇被列为“传统建筑保存地区”，得到了有效保护。1992年，联合国教科文组织通过一项数字化保护项目“世界的记忆”，这是国外最早推动的数字化保护项目。该项目首次启动是应用于束埔寨的吴哥窟古迹，这是一次成功、典型的数字化保护项目案例，是里程碑的一步。此后，得益于联合国教科文组织的帮助与推进，数字技术的保护方式被世界各国广泛应用。二、上甘棠传统村落建筑特点上甘棠传统村落整体灵动有趣，繁而不杂，六座院落分布有致，看似高墙相隔，独立成院，其实相互关联，四通八达。上甘棠传统村落建筑是真实的人居环境，人的生活实践是整个建筑的主要要素，因此，整体色彩风格设计相对古朴淡雅，这更加贴合传统的用色规律，能为人的生产生活提供一个安静的环境。所以选择了符合这一要素的徽派建筑作为参照，以达到黑白相间，错落有致，群山农田环绕，与周围环境融为一体的效果。院落的建筑装饰向人们传达了深厚的历史民族文化。窗形态多样，石雕形态逼真，其中多以莲花为主，花鸟走兽为辅。题材丰富多彩，雕刻手法高超，细节突出，所展现出的视觉效果逼真，充分表现出上甘棠传统村落建筑的个性特色。村内仍保存着2 0 0 多栋明清时代的古民居。此外，村庄里留下了大量的明清建筑，如宋靖康元年的步瀛桥、明万历四十八年的文昌阁、明弘治六年的门楼、明嘉靖十年、民国二年的石围墙等，还有一批明显带有宋代特征的古建筑。创建于一千多年前的村庄，在历经千年风雨之后，村庄的名称、位置、居住家族始终保持不变。每个小院子四周均用高墙围起，高低错落，谓之“封火墙”，因其形状酷似马头，又称为“马头墙”，这是中国南方徽派民居常用的一种以防火为目的的灰色墙体建筑。三、传统村落场景建模系统设计（一）构建模型空间秩序关系根据木结构传统村落民居建筑的建造秩序，传统村落场景营造逻辑顺序为：首先是铺设地基，接着在地基上铺设石墩，石墩之上安置柱子等。这种建构秩序，可以利用父子关系来建立结构间的联系，父结点的相关信息成为子结点的有关信息的参考，子节点的信息成为父节点相关信息的延伸 7 。1.父子关系的建立。在民居古建筑中，因为施工先后顺序，建筑构件存在着因果关系，本作品遵循从下往上，从整体到局部的建造规律。左侧对象为右侧对象的父结点，比如“地基”是一切的起始点，它的父结点为空，同时它也是“墙面”“柱子”“铺装地面”“马头墙”的父结点。2.参考关系的作用。“柱子”是“檐柱”“角柱”“瓜柱”等构件的父结点，“檐柱”是“檐枋”的父结点，那么，“柱子”对象的成员信息如“坐标位置”，成为“檐柱”对象的成员信息“位置坐标”的参考。同理，“檐柱”的“坐标位置”，可作为“檐枋”坐标位置的参考。这样即使没有精确的坐标位置信息，也可根据父子节点间的关系将各构件组合起来。二）规划场景模型的结构层面根据三维建模经验，将建模方法、资源、属性等分为三个技术层面(如图1 所示）结构图形结构建造石墩木柱横染拱门屋脊抱头染窗户共他层面资源建模材质贴图变形结构空间秩序设置层面标准位图UVWFFD父子基本与光贴图变形关系数据体建线跟等等等处理模等踪等层面图1技术层面示意图1.结构建造层面。这一层面负责各构件的制作与组合，难点主要表现在放样、布尔和塌陷等技术的运用以及各图形参数的设置上，使结构间的关系和谐。2.资源设置层面。资源设置层的工作安排在结构模型建造完成之后进行，主要分为两个方面，分别是材质贴图和46变形。材质贴图又可分为模型贴图与自然景观贴图，模型中的每个构件都需要通过材质来赋予其“生命”。少部分构件要求有一定的曲度，比如瓦片和草地，为了更接近现实环境，要通过变形使其某一特定位置发生凹陷或突出。3.数据处理层面数据处理层在资源设置的基础上进行了细化处理，通过实验得出了一套适用于本作品各构件的参考数值，让同类型的构件有了统一的设置参数。四、上甘棠传统村落三维数字呈现（一）上甘棠传统村落相关信息收集想深入了解上甘棠传统村落的文化还得到当地去感受，看看标志性、有特色的建筑。上甘棠传统村落还有属于自己村落的博物馆，参观博物馆也是一个获取信息的重要途径。观赏当地建筑的同时并拍摄照片，特别是古建筑的门窗图案需要好好记录下来。现场的照片可以直观地看到岁月在建筑物身上流过的痕迹，还可以看到建筑物的损毁情况。（二）上甘棠传统村落建筑模型制作1.墙面与地板的建立。在建造古建筑时，经常会制作一些基础的模型，比如墙面与地板，这两个基本元素在每一个独立的院落中都能用到，是建筑的基础结构。绘制墙面和地板的方法有很多种，如基本图形里的长方体工具，配合修改器列表对图形的长、宽、高以及分段等要素进行修改来得到具体的数值，为后续的墙面与地板提供精准数据。2.门窗的建造。在中国古代传统建筑中窗户的制作工艺令人惊叹，窗户的样式层出不穷，有万字纹样式、回纹样式、工字样式和梅花样式等等。本次作品用到的主要是网格样式以及字形样式。窗户的制作可以拆解成两部分，一是窗框的制作，二是样式的制作。窗框可以使用多种方法制作而成，样式的制作离不开样条线的帮助，将零碎线条的距离调节好，再在一边绘制一个样式的图形，调整好大小，最后辅以“放样”命令即可完成。由于门窗都是要安装到墙体里的，所以在设置门窗厚度时要设置得比墙面的厚度要大8。3.窗户雕花的建造。上甘棠传统村落雕花窗户始于明末清初，至今已有3 0 0 多年历史，深受民众喜爱，并逐渐发展成具有地方特色的民俗文化。上甘棠最常见的窗户雕花便是“花、鸟、虫、鱼”，它们具有体积小，线条流畅和易于雕刻等特点。雕花装饰主要采取样条线来进行绘制。像花瓣这种不规则、厚度也不一样的形状，可用线来描绘轮廓，再对每个顶点进行调节。在调整花瓣厚度时要用到FFD333命令，以将花瓣顶端的厚度调小，接着还要做些细微的调整，选中顶点将花瓣需要上翘的地方往上提点，使花瓣看起来更加灵动逼真。4.楼梯及栏杆的建造。上甘棠传统村落的楼梯及栏杆主要分布在天井两侧的墙边和有两层的院落里，所用的样式与材料也有所不同。这里要用到“样条线”画出楼梯侧面的形状，然后再挤出相应的数量，有的楼梯两侧还需要封边。栏杆大多数为柱形。中轴线上的过道外侧的栏杆便是由多根半径为0.5mm的圆柱体构成，过道与楼梯呈扇面形建造，过道两侧的尽头放置了两个楼梯供人上下。另一种则是折线形的栏杆，每排由四根曲折角度不同的方形构成，看上去错落有致。5.封火墙的建立。上甘棠传统村落的封火墙轮廓作阶梯状，随屋面的坡度层层叠叠，以斜坡长度为若干档，墙顶排檐砖，上覆小青瓦。这层层叠叠的轮廓在制作时要分开分析，因为本身的构件多，排列密，在制作时要确定一个先后顺序，是自上而下还是从里到外，以便将这些零散的结构组合在一起。6.房瓦的制作。上甘棠传统村落的房瓦在整个建筑中所占比例仅次于地面，站在高处俯瞰整个建筑群，看到最多的结构就是房瓦。观察一片瓦片就能看出，瓦的形状类似半圆或者弧，所以在本作品中选择圆来做起始图形，辅以“挤出”命令，并设置合适的分段，设置分段是为了在变形的时候可以上下弯曲，得到一个线条流畅的屋顶。7.天井的制作。上甘棠传统村落中规模最大、采光最好的便是天井。天井的用料简单，拆开看都是柱子与大小长短不一的木板，但天井的结构用心，非常吸引眼球。亭子屋顶下方有四面镂空窗格，阳光通过空格照进来，打在地板上的细碎阴影既规则又柔和。天井制作的难度主要表现在结构的严密上，因此要格外留意结构间的连接，找准各结构的位置关系和对齐方式。（三）周边环境铺设上甘棠传统村落周边存在大面积稻田和群山，是模型制作中不可忽略的环境因素，稻田和群山的制作基本相似，其难点在于将这些用来制作稻田和群山的平面错落有致地连接起来，并运用3 dMax自带的植物插件绘制一些植物，以此来装饰主体建筑47责任编辑：谭世平模型。将所有构件有序地组合在一起并为其添加环境等因素。总体来说，从模型上可以看出上甘棠传统村落的风貌，上甘棠传统村落三维数字显现效果如图2 所示。上日棠村（a）上甘棠村前视图效果（b）上甘棠村左视图效果图2三维数字显现效果图五、结语传统村落具有重要的历史价值、美学价值和商业价值。传统村落是我国历史文化遗产的重要组成部分之一，随着城市化、工业化进程的不断加快，传统村落遭受到了一定程度的破坏甚至消失，传统村落的保护工作也迫在眉睫 9。其中，闻名遐迩的上甘棠传统村落，坐落于湖南省永州市江永县，保存至今整体相对来说比较完整，但局部还是遭受到一定的破坏。如果仍只限于延续旧有的传统村落保护手法和模式，必将使我国传统村落文化保护工作更为滞后，运用数字化手段对传统村落文化资源进行采集、存储、设计与开发是一个行之有效的方法 1 0 。参考文献：1费孝通.乡土中国 M.上海：上海人民出版社,2 0 0 5:2 0-2 8.2曾灿,刘沛林,李伯华.传统村落人居环境转型的系统特征、研究趋势与框架 J.地理科学进展,2 0 2 2(1 0):1 9 2 6-1 9 3 9.3冯骥才.传统村落函待多方式保护 N.贵州民族报,2 0 1 7-05-12(C01).4雷蕾.明代江永甘棠八景诗述论 .湖南科技学院学报，2019(9):25-27.5刘沛林.论“中国历史文化名村”保护制度的建立 .北京大学学报,1 9 9 8(1):8 0-8 7+1 58.6胡彬彬,吴灿.中国村落文化研究现状及发展趋势 .科学社会主义,2 0 1 4(6):9 9-1 0 4.7付雪晖.冀南山区传统村落古建筑色彩的保护研究：以邯郸市固义村为例 J.四川建筑科学研究,2 0 1 9(1):1 1 5-1 2 1.8谢静安.虚拟色彩搭配下的古建筑饰面颜色自动修复方法.辽东学院学报(自然科学版),2 0 2 0(1):57-6 1.9王云庆.保护传统村落留存乡村记忆 .城乡建设,2 0 1 5(1):66-67.10郭崇敏.大数据与中国古村落保护 M.广州：华南理工大学出版社，2 0 1 7:8-1 0.