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数字化虎丘:园林创新性保护利用的有益探索

来源:  发布时间:2022-05-20

“旧”虎丘:难以承受岁月侵蚀

 

虎丘山风景名胜区位于苏州古城西北角,距市中心5公里,前临山塘河,周围有环山河围绕,历经2500多年的悠久历史,有“吴中第一名胜”的美誉。相传春秋时,吴王夫差葬其父于此,葬后3日,便有白虎踞于其上,故名虎丘山。山高仅36米,但古树参天,周围有不少古迹,山小景多,是虎丘的一大特色,特别是千年虎丘塔矗立山上,使虎丘自古以来就为著名的游览胜地。宋代大诗人苏东坡曾为之写下“到苏州而不游虎丘,乃憾事也”的千古名言。

山道两边,散落着一段段逸闻趣事。虚位以待迎接来客的,是不同时代不同性格的才子佳人们,白居易、苏东坡、文征明、唐伯虎、西施、真娘……掐指一算,太多太多,让整个虎丘,从山脚到山顶,充满了热闹的回声。

转过吴王阖闾埋有鱼肠剑及其他宝剑三千的剑池,一抬头,就能看到“摇摇欲坠”的虎丘塔了。虎丘塔,本名叫云岩寺塔,始建于公元959年,是一座名副其实的千年宝塔。不过,千年的风雨侵袭让这座塔身越来越倾斜,现在的塔顶已经偏离地面有2.21米之多,所以又被称为“东方的比萨斜塔”。不过,这一名号实在有点委屈了虎丘塔,因为从建造年代上讲,虎丘塔要比比萨塔早了200多年。

作为中国现存的最早的楼阁式砖塔之一,虎丘塔的建筑风格和设计都采用唐宋时期所兴盛的建筑文化。塔高48.2米,重量超过6000吨,主要建筑材料是砖块,除砖砌塔壁外,其他构件如圆柱、额枋、壶门、直棂窗、斗拱等也都用砖烧制,以石灰拌泥沙砌成,在灰缝中插入竹钉,竹钉上粗下锐,帽头绕麻丝,用它拉紧灰泥和砖面的粉刷,同时也加强了灰缝的抗压力。

虎丘塔的塔身平面为八角形,塔型由方形改为八边形,在建筑技术上要复杂得多,但防御能力也会大大提高。虽然虎丘塔并非第一个八边形塔,但它在高层大型八边形佛塔中开了先河。除此之外,它还属于套筒建筑,里面有两层塔壁,仿佛是一个小塔外又套着一个大塔,足以展示我国古代建筑工匠的智慧和技艺。

导致虎丘塔倾斜的原因,根据现在掌握的情况和资料分析,主要是由于塔基的不均匀沉降所致。由于虎丘塔是建造在一个南高北低的斜坡上,北面填土较多,南面填土较少,厚薄不一样,受压后收缩程度也不同,造成塔基不均匀沉降,而使塔身向沉降的方向倾斜,也造就了“中国第一斜塔”的名声。

1961年,云岩寺塔被列为全国第一批重点文物保护单位之一。然而,由于岁月侵蚀和人为损坏,虎丘塔旧时的亮丽风貌不再,甚至岌岌可危。古塔在1977年至1986年接受了一次修缮。这次修缮采用地下排桩式连续墙,分围、灌、盖、换4个阶段施工。即在塔身周围地下,密密打下44根水泥桩,把塔基紧紧箍住,犹如把塔栽在一个巨大而坚固的花盆中。千年古塔终于转危为安。

园林向来是苏州一张响当当的名片,就像一颗颗璀璨的珍珠散布在古城的各个角落,婉约秀丽的江南气息让旅人沉醉,亭台楼阁的巧妙设计让世人赞叹。以虎丘塔为中心,虎丘山地形为基础,也曾出现过文氏塔影园、蒋氏塔影园两个苏州园林代表作。

曾经曲折百转的回廊驾于水面之上,亭台轩榭下潺潺流水而过,用借景的手法,巧妙地将虎丘之上的云岩寺塔映射到了庭院中的水系中,达到“半空飞影入空塘”的效果。但时代的变迁、战争的破坏、大自然的侵蚀,逐渐让虎丘塔影园淹没在现代化的高楼大厦中,变得面目模糊,并面临着毁坏、消失的风险。不过,随着近年来人们对于古建筑的保护意识愈强,保护呼声愈高,文物保护和利用的工作被提上日程,文物数字化的紧迫性开始体现,一场复兴苏州园林的行动已经展开。

 

“新”虎丘:数字化应用于文物保护

 

科技的发展和文化的传承从来都不应是对立面,古建筑是城市的亲历者,是城市史脉与传衍的立体记忆,也是城市个性、人文的标志性名片,如何让建筑遗产抗住时间的侵蚀,并实现活化重生,园林数字化提供了一个有意义的思路。

2018年,苏州市“百园之城”行动实施,志在要让苏州城里108座面临消失风险的古园古建重获新生。20197月,融创中国与虎丘山风景名胜区管理处、中国文物保护基金会三方携手,决定对虎丘塔影园的古建筑保护与修复进行合作。

虎丘数千年的光阴屹立在苏州城,见证了这座城市的荣辱兴衰。对于虎丘的高精度数字化所能起到的作用也是方方面面的:首先可以为文物保护提供最精准的数字支撑,建立文物信息的标准与互换机制,精确记录古建园林的建造细节和工艺工法,为修缮复原工作提供指引;其次,为专家学者研究苏州园林艺术提供详实的一手数据;最后还能通过对数字资料的三维重建达到传播和教学目的。

虎丘塔影园数字化项目依靠数字化测绘和建模,实现对建筑实体和设计数据更好地留存和传承,包括对塔影园附近景区建立高精度地理地貌环境三维数字模型、基于真实场景和历史资料的虚拟复原设计,对修复过程进行数字化记录、建立苏州园林典型建筑元素数据库、建立虚拟仿真苏式园林构建平台,为塔影园的重建乃至苏式园林研究、创作、模拟修复、文化传播提供基础数据、平台保障。

虎丘塔影园的数字化项目意义重大,但完成难度也很大。与敦煌、长城等石质遗产相比,塔影园作为古典园林,不仅拥有独特的建筑结构和精巧的细部件,更涵纳了植物、石景等物体在内,因此测绘难度也非常大。项目不仅要对虎丘塔等园区内的建筑进行精确测绘,而且要对园林地貌进行数字化复刻,记录这座苏州园林的每一帧真实面貌。

虎丘塔影园内植被丰富,建筑和林木相融相衬,也为测绘增加了难度。针对植被遮挡严重(如头山门)与高差大(虎丘塔)的景点,项目组出动无人机,用低空绕飞的倾斜数据与整体倾斜多次融合完成高精模型;在激光扫描数据、摄影测量数据的基础上进行手工模型重建,真实还原虎丘的一草一木、一砖一瓦,形成720°无死角浏览模型。

经过多方努力,塔影园的全貌在虚拟的数字空间中逐渐被描绘出来,达到了厘米级的准确度,并在科研领域达到国内领先水平,实现多项技术突破:如融合多源数据的大遗址高精度建模工艺流程;面向复杂模型高精度纹理重建的在线纹理采集与快速映射技术的应用;实现三维高真实感实时渲染技术在大型遗址场景的应用等。

虎丘山景区及景区内建筑实体的三维数字化的重建,为虎丘塔影园建立了一套可以抵抗时间的数字资产,高精度的模型让文物在数字空间中得以留存并解析,更能帮助分析每一个建筑部件当下所隐藏的问题以及侵蚀程度,为保护和修复提供更准确的数字档案。

“园林是一种艺术,更是苏州人的一种生活态度。”前沿的数字科技,帮助文物保护事业更好地实现承上启下。科技的发展也有利于古建筑和文物的宣传,文物的数字化更是为广大专业和非专业领域的人提供了极大的研究和学习价值。建筑模型的高精度支持3D打印,可服务于虎丘景区文创事业的发展。其不仅留住了建筑本身的光华,更希望唤醒人们对于苏州园林情感与审美共鸣,鼓励人们创造当代城市山林的新内涵,为打造园林可持续发展提供新思路。创新赋能古建文化,使古建筑文化以更前沿、灵活的方式让更多人可观、可感、可知,将文化传承的种子播撒到更多人的心中,这实现了文化遗产以及传统文化的活化与传承。

虎丘塔影园是苏州2500多年悠久历史和深厚文化的见证与缩影,它的数字化测绘的意义不容小觑。相信随着时代的进步和科技的发展,古建筑高精度三维模型的采集及制作作为文化遗产保护的基础必然会向着更加便捷、更加低成本、更加精确的方向前进,必然会影响文化遗产保护更加系统化、规范化。记录文物,保护文物,修复文物,用文物数字化的方式定格更多古建筑的光辉岁月。

(责编:杨思玄)


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2022年6月

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