喀什传统窗棂数字化保护研究的方法及应用
马利广
[摘要]在信息化，智能化的世界里，传统窗棂的数字化保护势在必行。通过对窗棂系统的数据采集和分析，利用计算机辅助设计技术，将其依存在形式分为二维，三维，四维数据，实现系统，全面，多角度的数字化保护。并搭载不同平台应用在宣传，科教和文化产业领域，为其提供真实，准确，全面的基础数据。
[关键词]喀什;窗棂;数字化 文章编号：2095—4085（2019）08—0028—03
随着工业化的不断发展，新材料，新技术的更新，让传统窗棂面临着严峻的考研。经过初步的田野调查发现，随着传统民居的消失窗棂也逐渐成为了历史，当下新建民居中使用的窗棂也被现代材料所取代。由于材料属性的限制，传统木雕工艺也无法体现，使其浓厚的中华民族特色和艺术形式也消失殆尽，留下的更多是工业化气息，因此对传统窗棂的保护工作就迫在眉睫。传统窗棂本身承载了多民族文化，是历史流变的产物，同时也是当地建造技艺的体现。由于它的双重性就要我们不能停留在表面的保护研究，应该与当下计算机辅助设计技术相结合，全面，准确，深入地开展保护研究工作。
1研究现状
通过查阅文献，视频，网络资源等数据，了解到国内相关研究主要集中在，从人文社科方面对传统民居及其门窗进行的研究，基本以论文或者书籍的形式出现。数字化技术在建筑方面的应用主要集中在大型工程方面。如故宫与IBM公司合作，耗资300万美元开发了故宫的虚拟现实系统，这个项目为推广故宫的宣传和文化建设都起到了积极作用。由数字科技有限公司推出的圆明园虚拟现实系统，也使人们得以游览这座世界著名的皇家园林。以及微软研究院的兵马俑，南京大学三峡文化遗产数字化展览工程等。但是，这些数字技术在传统民居的保护方面运用的较少。同时在疆内，对传统民居的数字化保护和传承上，大部分还是停留在二维的数字图片阶段，没有系统，全面对其进行采集，整理和互动式的研究。对传统窗棂的研究就更少了，大多是依附在民居上进行简单说明。
2研究方法
通过前期开展的基础研究工作确定研究方向和切入点，结合计算机辅助设计技术的特点和后期应用的要求，应从以下几个步骤展开研究。
（1）文献分析 通过梳理国内数字保护相关论文，从中寻找宝贵的材料和经验，完成研究框架。对传统窗棂的数字化保护采用重点保护和基因保护，即对于历史悠久极具代表性的窗棂，采用重点保护。对于相对普通的窗棂提取其中优秀的部分，采用基因保护。同时，要了解当下主流的信息技术，软件引擎及体验终端，为后续数据采集和应用做好准备。形成一套切实可行的研究方法。
（2）田野调查 田野调查至少要做三次，首次调查是对实际情况进行摸底，借助摄影器材，对民居整体情况进行图像采集。并对前期文献梳理中得到的数据，在调研中进行印证，要发现前期资料与现实民居中窗棂的差别。对初次调研的信息经过筛选后确定重点研究对象，对其进行的命名编码并制定数字采集的内容和工具。二次调查对选定窗棂进行数据采集，重点在窗棂的尺寸，材料及工，借助三维扫描，激光测绘器材，对典型窗棂进行数字测绘，主要完成平面图，立面图及结构分析图的绘制。此次调研要按照预设内容有序进行，同时要对采集的数据进行编码管理，以免后期出现尺寸不全，数据混乱而导致无法完成数据分析。比如在进行测绘前用相机记录门牌号和民居整体效果，并对民居中窗棂进行编号后开始测绘。测绘顺序应采用先整体后局部，先尺度后结构的原则展开。三次调查主要针对相应的传统工艺，走访当地的老艺人进行重点访谈，可从以下几点入手，一是窗棂的图案，造型和色彩的寓意。二是窗棂的结构，材料和工艺的特点。三是传统窗棂的制作周期和成本。四是传统窗棂的市场保有量如何，有哪些人群还在使用。五是传统窗棂和现代塑钢窗相比优点和缺点是什么。六是当下传统窗棂的手工艺所面临的问题，希望从哪些方面给予支持和保护。因为涉及的问题比较专业，在做访谈时要全程录制，为准确获取信息做准备。同时还要对窗棂的作坊进行实地考察，记录其加工的流程和方法。
（3）数据分析与制作 对采集的数据进行初步分析，筛选出有效数据后对其分类整理。按照存在的形态可分为三大类，即二维，三维，四维，并采用相对应的数字技术，对其进行保护性研究。它们呈金字塔关系，二维处在金子底部覆盖面最广，内容最丰富。三维处在金字塔中部典型代表，重点表现。四维处在金字塔顶端文化经典，价值极高。
2.1二维数据
二维数据主要包括窗棂的平面图，立面图，剖面图及大样节点柱等施工图，以及窗棂的造型样式，图案色彩等元素。对于此类数据首先使用手绘草图将其主要结构和尺寸绘制在图纸上，并对每个再利用AU-TODESK AUTOCAD，ADOBE PHOTOSHOP及ADOBEILLUSTRATOR等軟件完成数字化转换，之后通过对数据的分析和对比，找出图形的特点及色彩使用的规律。窗棂本身是三维几何体，所以将三维转化为二维时，要避免透视关系带人二维图形。因窗棂是手工制作，又是人工借助仪器测量，所以获取的数据难免会出现误差，特别是利用AUTODESK AUTOCAD绘制施工图时，为了后期更好的二次开发，对于数据的采用可以遵循建筑模数1和四舍五入的原则，同时对于曲线要使用圆弧对其分解绘制，使其更加适应数字信息技术的运行环境。在色彩分析方面，为了保证色彩的本真性，在数字采集时要是用专业色卡，为后期校色打好基础。同时对不同材质要尽可能的采用正视角度拍摄，为后期制作贴图做好准备。
2.2三维数据
三维数据主要包括窗棂数字模型及所在空间环境，利用AUTODESK 3 DMAX，AUTODESK AUTO-CAD，AUTODESK MAYA等三维计算机辅助设计软件完成数字模型的制作。打破二维形式的局限性，能够更加真实和全面的记录窗棂空间形态及使用环境。在二维数据的基础上选择有代表性传统窗棂，对其进行三维建模及写实表现。这里的数字建模不是简单表现窗棂，还要重点表现结构部件。由于传统窗棂结构相对复杂，要利用前期田野调查数据及施工图，对其进行拆解后再完成数字建模。为了数字模型能够更好的在网络，移动终端等平台上运行，建模时要遵循边建模，边命名，边附材质的原则。同时要控制模型的面数，在不失真的前提下尽可能的减少面数。每个窗棂都要完成精模和简模，以适应不同引擎的要求，扩大数字模型的应用范围。此外还要提供模型的白模和彩模，以方便后期的查阅和调用。
2.3四维数据
四维数据主要包括施工工艺，建造过程等利用AUTODESK 3DMAX，LUMION，CULT 3D等四维计算辅助设计软件完成动态的数字化展示，同时要实现人机交互功能。这里的四维是加入了时间维度，实现非线性的剪辑和体验。主要从三个方面来体现：一是传统窗棂的空间环境。也就是窗棂是依附于建筑而存在的，在完成窗棂模型的同时还要完成建筑主体的数字模型。这样能够让人们了解到窗棂在现实中存在的状态，与墙体的结合方法及窗地比等数据信息。二是传统窗棂的使用方式。在静态模型的基础上，加入动画元素，表现出窗棂的开合方式及角度，同时还要利用动画的形式将其的加工生产的过程展现出来。三是传统窗棂的交互体现。在数字模型的基础上，通过交互引擎实现交互体现。如通过CULT 3D可以将窗棂的每个构件进行拆解和安装，同时还提供与其相关的历史背景，制作工艺及装饰特点等信息。可以根据自己的需要针对性的获取信息，这样就大大提高了工作效率，缩短了研究周期。
3应用和推广
通过数据采集，分析和整理，完成了传统窗棂的数字化建设。想让它真正意义上得到保护，就要给它提供生存和发展的土壤，让传统窗棂走向市场，在现代社会中生根发芽。主要可以从以下几点展开。
3.1展示宣传
要利用各种平台，借助新媒体新技术，让中华民族文化最耀眼的精髓快速有效的传递给人们。使更多的人了解和认识的到中华民族的本真性，使其成为争夺意识形态阵地的一把利器。同时还能增强中华民族自豪感和认同感，提升民族凝聚力，为社会稳定，长治久安做出贡献。
3.2教育科研
将传统窗棂的研究成果引入到教学当中，帮助学生认识什么是中华民族文化。数字化保护形式，给传统窗棂注入了现代科技的特征，使其更具时代性和主动性，更加容易被学生接受，从而引导学生形成正确的人生观，世界观，价值观。此外传统窗棂的数据库，为科学研究提供了基础数据，利用数据管理系统，能够让学者快速有效的获取相关信息，并能实现数据横向和纵向对比研究，大大提高了科研的工作效率。
3.3文化产业
文化创意产业一直是当下热议的问题，所涉及的领域比较宽广。宣扬中华传统民族文化，促进国家软实力建设。想要做好文化创意产业，首当其冲就是挖掘优秀的中华传统民族文化。傳统窗棂的数字化保护研究，正好为文化产业提供了资源支持。不同文化领域可以利用这些资源，结合市场进行二次开发，衍生出不同的文化产品。如使用UNITY游戏引擎让本土建筑文化，以游戏的形式出现在受众面前，能引起更多人的关注。
4结语
综上所述，随着信息技术的不断发展，网络，手机平台等新媒体已经成为了人们生活中必不可缺的通讯手段和获取知识的有效途径。因而要将新媒体技术引入进来，对传统窗棂进行更好的保护和传承。特别是使用网络交互软件来实现对建筑构件如门窗，梁柱等进行可拆解的数字化保护，让受众更加直观和真实的体验工艺流程和制作方法。将这些传统的建筑艺术，引入到设计基础课的教学中，在丰富教学内容的同时，也能更好促进对中华传统文化的吸收和凝练，能让更多的人去了解和认识到中华民族文化的瑰宝。
