民居建筑裝飾數(shù)字化傳承研究

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摘要：徽派民居是中國傳統(tǒng)建筑的重要流派，具有獨特的地域風貌和規(guī)范的建筑形制，影響范圍遍及贛、皖、浙等地，其中以“徽州三雕”為特色的建筑裝飾更能體現(xiàn)出高超的工藝水準和豐富的文化內(nèi)涵。現(xiàn)位于安徽省黃山市的程氏三宅完整地保留了明清時期徽派民居的建筑裝飾特征，本文在對程氏三宅進行調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對其中典型的“徽州三雕”建筑構(gòu)件，應(yīng)用激光三維掃描技術(shù)采集幾何數(shù)據(jù)，并將采集到的原始模型開展再設(shè)計與3D打印，探索當代徽派民居建筑裝飾數(shù)字化傳承的模式與方法。

關(guān)鍵詞：徽派民居；建筑裝飾；數(shù)字化傳承；程氏三宅

徽州地處皖南盆地中心，黃山以南，天目山以北，古代曾為山越人聚居地。秦代在黟縣置郡名“歙州”，北宋宣和年間，宋徽宗因其年號改歙州為徽州[1]，徽州府下轄歙縣、休寧、祁門、黟縣、績溪和婺源6縣。明代中葉以后徽商勢力興起，為光耀門楣，“賈而好儒”的徽商們回鄉(xiāng)后大興土木，據(jù)《歙縣志》載：“商人致富后，重返故里修祠堂，建園第，重樓宏麗。”[2]徽商在建筑中融入了自己對住宅布局、內(nèi)部裝飾的巧思，創(chuàng)造出獨特的徽派民居建筑。徽派民居將南方干欄式建筑和北方四合院相結(jié)合，形成了高脊飛檐、粉墻黛瓦、錯落的馬頭墻和精美的磚木石雕的風格特征。歙縣、休寧、祁門、黟縣4縣現(xiàn)隸屬安徽省黃山市，婺源隸屬江西省上饒市，績溪隸屬安徽省宣城市。截至2014年，除婺源、績溪兩縣外，黃山市版圖內(nèi)的徽州區(qū)域，尚有地面歷史文化遺存11000余處[3]。“有堂皆設(shè)井，無宅不雕花”。徽派民居注重內(nèi)部裝飾，徽州民間藝人充分利用自然地理條件優(yōu)勢，以徽州地域的磚、木、石為材料，發(fā)展出“徽州三雕”的建筑裝飾藝術(shù)[4]，其中磚雕多裝飾在門樓、門罩部位；木雕多裝飾在室內(nèi)木構(gòu)架和門窗部位，而石雕則裝飾在門枕、柱礎(chǔ)和牌坊等部位。“徽州三雕”受到新安畫派和徽派版畫的影響[5]，綜合采用線刻、淺浮雕、高浮雕、透雕和圓雕等多種雕刻技法，裝飾題材則涵蓋幾何、植物、動物、人物故事、生產(chǎn)生活、佛道、忠孝節(jié)義、園林山水和吉祥器物等圖案[6]，從而營造出豐富的空間層次和富麗的生活氣息。“徽州三雕”的裝飾內(nèi)容與形式受到明清時期徽州社會政治、宗法禮儀和經(jīng)濟文化等因素影響，反映了明清時期徽州社會群體的生活形態(tài)和審美心理，蘊含著豐富的傳統(tǒng)文化基因，需要在當代進行保護、傳承和發(fā)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的進步，建筑遺產(chǎn)的數(shù)字化保護與傳承在近年來得到迅速發(fā)展。1992年聯(lián)合國教科文組織開始“世界的記憶”項目，在世界范圍內(nèi)推動建筑遺產(chǎn)數(shù)字信息化保護[7]；1997年浙江大學的CAD&CG國家重點實驗室開展敦煌藝術(shù)的數(shù)字化保護項目[8]；2003年故宮博物院和日本凸版印刷株式會社共同創(chuàng)立故宮文化資產(chǎn)數(shù)字研究所，并故宮VR作品《紫禁城·天子的宮殿》[9]；2012年日本早稻田大學用三維全景掃描儀制作出鐮倉大佛的數(shù)字信息模型，并借助數(shù)字信息模型重建了毀于1498年的庇護大佛的主殿建筑[10]。本文選擇徽派民居典型代表（程氏三宅）作為研究案例，應(yīng)用激光三維掃描技術(shù)采集程氏三宅中建筑裝飾的原始數(shù)據(jù)，對采集到的幾何數(shù)據(jù)開展再設(shè)計和3D打印，探索當代徽派民居建筑裝飾的數(shù)字化傳承方式。

1程氏三宅建筑布局和建筑裝飾

程氏三宅位于安徽省黃山市屯溪區(qū)原柏樹街的6號、7號、28號（柏樹街現(xiàn)為黃山市商業(yè)步行街），由于三幢徽派民居均為明代始建，建國后居民登記亦均為程姓，故統(tǒng)稱為“程氏三宅”[11]。經(jīng)考證，程氏三宅中的6號宅約建于明代中期（有明代天啟元年程家堂兄弟之間的過戶契約為證），7號宅與28號宅建于明代后期，其中28宅的后廳毀于火災(zāi)，于清代重建，程氏三宅完整保留了明代徽州民居的建筑形制，是徽派民居鼎盛時期的遺物，被北京故宮博物院古建筑學家傅熹年先生稱為“明代民居之瑰寶”。1981年“程氏三宅”被確定為安徽省級文物保護單位，之后地方政府予以收購、維修和開放。2001年“程氏三宅”被列入第五批全國重點文物保護單位名單。

1.1程氏三宅的建筑布局

黃山市屯溪區(qū)柏樹街一帶在明代時是徽州程氏家族的聚居地，程氏三宅是明代成化年間由禮部右侍郎程敏政所建的宅院。程氏三宅中的6號宅與7號宅中間由火巷相連，28號宅位于7號宅以東，相距約30m。程氏三宅均屬磚木結(jié)構(gòu)二層樓房，底層采用抬梁式架構(gòu)，置五架梁于樓層，形成樓廳。每幢均呈“H”型三合院，分前后兩進廂房，屋面覆蓋蝴蝶瓦，東西兩側(cè)的馬頭山墻呈三級封護延伸到屋脊。程氏三宅建筑構(gòu)造嚴謹，磚雕、木雕、石雕、彩畫、書法匾額等裝飾精美，6號宅、7號宅、28號宅的地理方位均坐北朝南偏東，一脊兩堂，前后兩天井，四周馬頭墻封護。其中，6號宅一進五開間，7號宅一進三開間，28號宅由南向北依次為前進、后進、廚房及庭院，前后二天井，廚房與后進由火巷隔開，東西山墻由南向北逐漸內(nèi)收[12]。

1.2程氏三宅的建筑裝飾

程氏三宅的建筑裝飾非常豐富，如果依據(jù)裝飾部位可分為梁柱裝飾、窗扇裝飾、門墻裝飾；依據(jù)裝飾材料可分為木雕、磚雕、石雕和彩畫；依據(jù)裝飾技法可以分為彩畫、線刻、浮雕、圓雕和鏤雕。程氏三宅的典型建筑裝飾如表1、表2所示，表1是程氏三宅中的梁柱裝飾，表2是程氏三宅中的窗扇裝飾和門墻裝飾。依據(jù)上表1、表2可知，程氏三宅中的建筑裝飾以木雕形式為主，磚雕次之，石雕再次之，彩畫限于在梁枋部位使用。這是由于：①徽派民居室內(nèi)的梁柱、門窗、樓梯等部位與人的視覺、觸覺接觸密切，而這些部位都由木材制作；②木頭材質(zhì)柔軟細膩，容易雕刻出豐富的空間層次和造型細節(jié)；③與磚材、石材相比，中國人更喜歡具有柔軟而富有生命感的木材[13]；④磚雕和石雕由于材料和工藝限制，主要用于門樓、門罩、柱礎(chǔ)、門枕等部位，磚雕、石雕的復(fù)雜程度和表現(xiàn)力均不及木雕。從表1、表2可以看出，裝飾形式有包袱錦彩畫、梁眉線刻、窗檻浮雕、撐拱圓雕、門樓鏤雕等，程氏三宅的建筑裝飾空間層次多樣。從表1、表2可以看出，裝飾紋樣有梁眉曲線、窗扇萬字幾何紋、雀替草龍紋、叉手的卷草植物紋、撐拱和合二仙的人物紋等，程氏三宅的建筑裝飾紋樣圍繞“吉祥”[14]的寓意從簡單到復(fù)雜、從隱喻到明喻多維度展開，體現(xiàn)出住宅主人對幸福、安寧、美滿生活的心理期許。

2程氏三宅建筑裝飾數(shù)字化傳承

2020年8月12日，在國家文化和旅游科技創(chuàng)新工程項目《面向中國傳統(tǒng)紋樣當代呈現(xiàn)的3D打印技術(shù)體系研究（項目編號2019-006）》的資助下，和黃山市程氏三宅古民居博物館簽訂了技術(shù)協(xié)議，筆者與先臨三維科技股份有限公司的專業(yè)文物掃描團隊一起來到安徽省黃山市商業(yè)步行街上，對程氏三宅中的“徽州三雕”建筑裝飾開展三維掃描科學研究。程氏三宅的數(shù)字化傳承分為兩個步驟：第一，在程氏三宅中選擇適宜的建筑裝飾構(gòu)件，采用手持式激光掃描設(shè)備采集程氏三宅中木雕、磚雕和石雕的原始幾何數(shù)據(jù)，并通過GeomagicEssentials等CAD軟件對原始數(shù)據(jù)進行拼接、修補，獲得完整的三維掃描模型；第二，將拼接、修補完整的三維掃描模型導入Zbrush三維設(shè)計軟件，并通過切割、打散、重構(gòu)的當代設(shè)計方法開展再設(shè)計，獲得室內(nèi)擺件、飾品等文創(chuàng)產(chǎn)品的設(shè)計方案，最后通過3D打印進行制作。

2.1程氏三宅建筑裝飾的三維掃描

由于程氏三宅中的“徽州三雕”裝飾構(gòu)件分布在建筑的多個不同部位，而且大多為小尺寸空間對象，先臨三維科技股份有限公司的三維掃描團隊采用多功能手持3D掃描儀（EinScanPro2XPlus）和配套的后臺筆記本電腦工作站，手持式3D掃描儀的自帶光源采用三色LED燈，在精細掃描模式下工作時，掃描精度最高達0.05mm，掃描速度為20幀/s[15]，可以支持的數(shù)據(jù)格式包括OBJ、STL、ASC、PLY、P3和3MF等。在適合的光照條件下，通過可移動扶梯的支撐，先臨三維的文物掃描工作人員針對程氏三宅的門墻、窗扇、梁柱、瓦當?shù)嗡炔课坏摹盎罩萑瘛辈杉瘮?shù)據(jù)，如圖1、2、3所示。從8月12日開始，一直到8月13日中午（程氏三宅古建筑夜間不能通電照明），筆者和先臨三維文物掃描團隊針對程氏三宅的10多處“徽州三雕”裝飾構(gòu)件進行了三維掃描，回到杭州后，將采集到的幾何數(shù)據(jù)導入GeomagicEssentials等CAD軟件中經(jīng)過兩個多星期的拼接、修補等后期處理，獲得了一系列的“徽州三雕”的三維數(shù)據(jù)模型（多邊形面片），如圖4所示。圖4中放置了8個具代表性的“徽州三雕”三維掃描模型，其中包括護凈窗木雕下檻、門樓仿雀替磚雕、云頭如意磚雕、門樓下枋石雕雙獅戲球石雕、蓮花石雕柱礎(chǔ)、草龍木雕雀替、木雕和合二仙的撐拱等。

2.2程氏三宅建筑裝飾再設(shè)計和3D打印

獲得圖4所示的8個三維掃描模型之后，筆者所在的浙江傳媒學院的師生工業(yè)設(shè)計團隊經(jīng)過認真研究與分析，選擇其中的門樓仿雀替磚雕、云頭如意磚雕、蓮花石雕柱礎(chǔ)、瓦當?shù)嗡@4個三維掃描模型開展再設(shè)計。首先將這4個模型導入Zbrush軟件，實施切割、打孔、拼接等當代設(shè)計方法，如圖5所示。然后將設(shè)計完的三維模型轉(zhuǎn)化為STL標準格式并進行三維切片。

3結(jié)語

徽派民居是我國傳統(tǒng)民居建筑重要流派，其中以“徽州三雕”為代表的建筑裝飾體現(xiàn)出高超的工藝水準和豐富的文化內(nèi)涵。當代傳統(tǒng)建筑遺產(chǎn)的數(shù)字化傳承發(fā)展迅速，因此針對徽派民居建筑裝飾開展數(shù)字化傳承研究具有重要意義。在實地調(diào)研的基礎(chǔ)上，筆者和先臨三維的文物掃描團隊針對程氏三宅10余個“徽州三雕”裝飾部件進行三維掃描，采集原始數(shù)據(jù)，并將采集到的原始數(shù)據(jù)進行拼接修補，獲得計算機維數(shù)據(jù)模型。在獲得程氏三宅的建筑裝飾三維模型的基礎(chǔ)上，筆者帶領(lǐng)工業(yè)設(shè)計團隊將“徽州三雕”的三維模型導入Zbrush軟件后開展再設(shè)計，按照當代人的審美偏好和文化心理，設(shè)計出室內(nèi)擺件、吊墜、墻飾和筷架4個文創(chuàng)產(chǎn)品，并進行了設(shè)計模型的3D打印，希望能夠為相關(guān)研究提供借鑒。

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作者：胡浩 胡煒 陳真富 單位：浙江傳媒學院設(shè)計藝術(shù)學院副教授 安徽省黃山市屯溪區(qū)圖書館館長 先臨三維科技股份有限公司工程師