基于虚拟现实技术的历史建筑保护与维修

建材发展导向
2019年第5期基于虚拟现实技术的历史建筑保护与维修
吕兆球
（广州市浅草堂园林工程与设计院有限公司，广东广州510289）
摘要：虚拟现实技术的发展，进一步提升各行业生产效率。

通过对虚拟现实技术在历史建筑保护与维修领域中的应用进行了探讨，以期为广大历史建筑保护与维修从业人员提供参考。

关键词：历史建筑、保护与维修、虚拟现实技术、应用
随着社会生产力和科学技术的不断发展，虚拟现实（VR）成为一门方兴未艾的前沿技术。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，给人带来身临其境的感觉，这种技术正逐渐渗透到社会生活的方方面面。

历史建筑（Historic Buildings），是指同时具有一定历史文化价值和一定使用功能的现存建筑物，是我国十分宝贵的文化遗产。

由于我国历史建筑形成的文化背景多样性，在构建方法与材料使用上呈现地方流派及时代特征，导致在保护与维修上的复杂性，随着时间流逝，很多历史建筑存在不同程度的破坏，急需保护与维修才能延长其使用寿命。

引入虚拟现实技术，在历史建筑保护与维修方面形成技术支撑，是值得关注的课题。

1基于虚拟现实技术的历史建筑的保护
1.1应用于历史建筑复原
虚拟现实技术的出现，为历史建筑复原提供了更大的可能，其在这方面的应用优势不可小觑。

在漫长历史风霜洗礼中，历史建筑往往已残缺不全，房屋构件趋于老化，建筑外观受到不同程度的改建。

应用虚拟现实技术，就可以在现有技术基础上对历史建筑进行原貌复原，甚至对于已被拆改的建筑构件，利用虚拟现实技术也可实现再创造，最大程度地模拟出历史建筑真实环境中的任何感知，并能据此指导维修工作。

1.2通过展示虚拟历史建筑宣传历史文化
利用虚拟现实技术所构建的虚拟历史建筑，它不但能加大对历史建筑的展示与历史文化的宣传力度，同时也让人们可以随时利用电脑、手机等终端设备参观虚拟历史建筑，虚拟历史建筑上精致的装饰、陈设，以及详细的历史建筑信息介绍往往可以激发参观者的兴趣，如此一来，就能进一步提高历史建筑的吸引力，唤醒集体记忆，使其影响范围得到扩大，进而更好地发挥宣传历史文化的功能，及至吸引资本活化历史建筑。

1.3虚拟现实技术在历史建筑测绘中的应用
测绘工作所得出的数据，是历史建筑保护与维修的前提，为基础的数字化保护。

结合三维扫描技术，通过收集环境信息，构建虚拟历史建筑，并利用计算机虚拟技术立足虚拟历史建筑进行自动化测量，并精确分析测绘数据，数据具有高精度、高保真、可视化优势，并能以三维模型再现历史建筑，三维成果空间位置准确可靠，提高了测绘精准度、测绘效率，并将历史建筑测量、数据记录、数据分析以及绘制图纸等多项工作结合在了同一体系之中，为历史建筑维修提供了强而有力支撑。

2基于虚拟现实技术的历史建筑的维修
历史建筑大多经历岁月洗礼，自然衰退与人为的不当损害或忽视，使部分历史建筑表现出明显的衰败迹象，因此对其进行维修，也逐渐成为延长寿命的要求。

历史建筑维修工
程施工是一项将历史建筑“却病延年”的复杂性工作，其施工方法和组织程序都存在多样性、多变性。

利用虚拟现实技术与历史建筑维修工程的多个建设环节相结合，构建三维模型，将工程环境、工程结构、建筑装饰等直观呈现出来，方便不同阶段、不同岗位工作人员完成各自的工作，提升工作效率。

提升历史建筑维修的精确程度及施工效率，并对所要采用的保护方法的可行性进行评估和确认，确保各种历史建筑维修施工方法的有效性，避免在施工过程中出现意外，进而提高历史建筑维修的水平。

历史建筑维修工程具有工序多、耗时长的特点，施工过程容易受到人工、环境、天气等因素的影响，可能会存在动态变化。

同时，历史建筑维修工程涉及到大量施工环节，且各个维修施工环节之间存在着紧密联系，一旦其中一个环节出错，整体施工质量、施工进度都将会受到影响。

依靠虚拟现实技术，维修人员就能够在更全面掌握维修施工场地、周边场景、机械设备及结构构件等情况进行预先计划安排，并形成具有动态性能虚拟施工环境，对工程施工的可行性、事故预测和生产调度优化等各方面的分析和预测。

并能够跟踪维修施工过程的每个环节，对施工生产全过程进行实验，就能在施工开展之前进行施工模拟，将工程数据输入计算机系统，智能化评估数据，制定出最优的施工方案，包括确定施工流向和施工程序，选择施工方法和施工机械，安排施工顺序等。

通过虚拟施工技术所制定的施工方案相比人工制定方案更加合理，能全面考虑多项施工因素，结合工程成本、工程建设时间来进行合理计算，选择出性价比最好的施工计划供施工单位参考，将更多的工程主动权交给施工单位。

同时，系统还会将建设过程中所涉及到的多个维修施工环节进行整理，明确各个环节之间承接关系，模拟施工承接过程，确保各个维修施工环节能按部就班的进行，不至于因为维修施工环节衔接不上而出现停工、施工质量不过关等问题。

基于虚拟现实技术的历史建筑维修，通过建立虚拟模型和虚拟施工过程，可大大提高工程管理和施工的效率，保证进度的进展，节约成本，提高安全性，减少维修工程风险。

随着技术的进一步发展，虚拟技术在历史建筑维修程中的应用将更前景广阔，必定会使传统的施历史建筑维修翻开新的一页。

3结语
综上所述，虚拟现实技术在历史建筑保护与维修领域中的应用仍有很大的拓展空间，其应用更加深入、普遍。

要充分发挥其作用，就必须进一步加大研究力度，并着力解决人才培养、资金保障、法规及工作流程的更新等问题。

随着虚拟现实技术的不断发展，历史建筑保护与维修工作也将逐渐摆脱传统习惯，形成一个全新的发展模式。

参考文献：
[1]中国古建筑修缮与施工技术[M].北京:中国计划出版,2006
[2]王寒,卿伟龙,王赵翔,等.虚拟现实:引领未来的人机交互革命[M].
机械工业出版社,2016
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