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培養文化遺產保護人才高校用上虛擬技術

2019-11-15 來源:互聯網 閱讀次數:
  導讀: 建筑文化遺產是人類的寶貴財富。保護建筑文化遺產的條件尤為苛刻,需要大量的專業人才,而相關人才培養有著很大的難度。但隨著數字科技的發展,高新技術與文化遺產碰撞出創新火花,讓建筑文化...

建筑文化遺產是人類的寶貴財富。保護建筑文化遺產的條件尤為苛刻,需要大量的專業人才,而相關人才培養有著很大的難度。但隨著數字科技的發展,高新技術與文化遺產碰撞出創新火花,讓建筑文化遺產保護的人才培養有了新路。

日前,記者獲悉,北京建筑大學設立“激光雷達技術古建筑三維精細化重構虛擬仿真實驗”項目。該項目目前已應用到測繪工程、建筑學、歷史建筑保護工程專業的教學中,服務學生500余人,同時在故宮、敦煌等多個重點建筑遺產保護工程上得到應用。

諸多限制給保護帶來難題

保護文物功在當代、利在千秋。文化遺產是人類文明進程中各種創造活動及其相關成就的遺留物,具有不可再生、極為稀缺的特殊屬性。但是,目前在保護與重建方面存在諸多難題。

北京建筑大學測繪學院副院長趙江洪介紹,古建筑是文化遺產中的重要保護對象,也是重要的文化資產。由于受到封閉性、地域性、產權歸屬問題等其他保護因素制約,古建筑本身無法作為學生常規實驗對象。另一方面,實驗設備匱乏,三維激光掃描設備由于造價高、數量少、易損傷等特點,也無法滿足大規模使用需求。受到實驗條件的限制,采用激光雷達技術進行古建筑數字化及重建,需要對設備、環境有著充分的了解,并結合具體的對象進行方案設計、實地采集以及數據處理,此外還需要掌握復雜的考量因素并在此基礎上反復練習,現實場景一般不具備此類條件。

“建筑文化遺產自有其特殊性,我國擁有眾多的建筑遺產,開展建筑遺產數字化保護課程迫在眉睫。”趙江洪說,北京建筑大學開設的建筑遺產數字化保護課程,以古建筑數字化技術為核心,以培養能夠勝任建筑文化遺產數字化與三維重構的專業人才為目標,堅持“學生中心、問題導向、學科融合、創新實踐”的實驗教學理念,按照“虛實結合”的原則,以三維激光掃描技術進行古建筑數字化建模為切入點,選取幾類典型的古建筑場景,用虛擬建模、3D交互等方式,研發適用于激光雷達古建筑三維數字化與精細重構的實驗場景,解決目前數字化保護與重建中的瓶頸問題。

仿真系統強化實戰經驗

“為解決古建筑數字化及健康監測的人才培養問題,學校依托國家級虛擬仿真中心‘建筑全過程虛擬仿真實驗中心’,與教育部聯合共建的‘代表性建筑與古建筑數據庫教育部工程研究中心’,同時與北京市科技委員會聯合共建‘建筑遺產精細重構與健康監測北京市重點實驗室’,以測繪與城市空間信息學院建筑遺產保護與數字化科研教學團隊為核心,整合多年建筑遺產數字化保護科研、教學與工程實踐經驗,創建了此次實驗項目。”趙江洪說。

北京建筑大學測繪學院測162班學生邵天翼告訴科技日報記者:“通過激光雷達技術古建筑三維精細化重構虛擬仿真教學系統,我們了解和掌握了激光雷達技術在不同類型古建筑三維數字化的方案設計中的關鍵知識點;了解和掌握了利用激光雷達技術進行古建筑三維數字化采集的關鍵知識點。”

不僅如此,邵天翼說,通過實驗,他們熟悉了三維激光掃描儀的組成結構、工作原理等,掌握了常見古建筑三維激光掃描數據采集的步驟和操作方法,加深了對課堂知識的認識和理解;掌握了古建筑三維數據預處理、建模與重構的關鍵知識點;結合古建筑虛擬場景,探究古建筑虛擬數字化三維重構及保護實踐中的注意事項。

“激光雷達技術古建筑三維精細化重構虛擬仿真實驗”項目通過模擬多種古建筑實驗場景,再現了三維激光掃描儀等儀器的真實操作流程,使學生掌握不同的方案設計、外業數據獲取、內業數據處理及建模等領域的工作方法和流程;通過實戰考核模塊,對學生實際掌握情況進行測試并給出針對性反饋和多元化評測。

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