CN114611181A - 一种敦煌壁画中单体建筑模型仿真提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种敦煌壁画中单体建筑模型仿真提取方法，涉及古建筑形制和传统工艺研究领域；通过步骤：建筑形制确定，尺寸获取；测量壁画中作为参照物的人物尺寸高度，与壁画中建筑进行对比，获取建筑与人物尺寸比例关系；比例换算；将壁画中人物尺寸高度与现实中真实人体尺寸高度进行对比，获得壁画中人物与真实人体尺寸比例关系，并与壁画中建筑与壁画人物尺寸比例对比，得到壁画中建筑的现实真实尺寸；绘制线图并建立模型，根据壁画中其它参照物对建筑尺寸复合，并结合现存相近建筑对比分析确认建筑几何尺寸。经过渲染、对比，最后将绘制的模型效果图与壁画中建筑形象进行对比调整。本发明实现了壁画中建筑几何尺寸仿真和信息提取。
Description
技术领域
本发明涉及古建筑形制和传统工艺研究领域，属于古代壁画图像元素信息提取的重要方法，特别是对古代壁画中单体建筑模型仿真、建筑造型复原、模型尺寸、建筑营造模数制度信息提取方法。
背景技术
敦煌壁画是我国石窟寺艺术的重要的组成部分，记录了不同历史时期各民族、各社会阶层的种种生产、生活方式，蕴藏着极其丰富的历史、艺术、科学和社会文化信息，壁画众多题材中“建筑画”是敦煌壁画重要组成部分，而建筑本身承载着不同历史时期生产力水平、文化个性、区域建筑艺术审美等主要元素的沉淀，然而对于壁画中建筑模型仿真提取始终没有一个有效的方法，无法建立壁画中建筑的仿真模型。如何提取壁画中众多“建筑画”所蕴含的建筑历史和时代技术工艺信息，一直是敦煌人关注的重要问题。随着科学技术和文化艺术的深度融合，尝试从建筑学角度突破以往关注石窟建筑画个案和建筑实证研究的局限性，提取古代壁画中“建筑单体”所承载的丰富信息，进一步拓展石窟建筑画的形制、技艺和实证研究，尤其对延绵千年的莫高窟古代壁画中“建筑画”搜集整理、信息提取、建筑历史和工艺研究具有现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种古代壁画中单体建筑模型仿真和信息提取方法，以解决上述现有技术存在的问题，使壁画中建筑元素信息和原有尺寸可以实现仿真提取。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种古代壁画中单体建筑模型仿真和信息提取方法，包括如下步骤：
步骤一，建筑形制确定；根据壁画中单体建筑佛塔的整体形象，结合营造法式制度、相关文献和实物证据，确定壁画中单体建筑的形制和意象；
步骤二，尺寸获取；按照壁画中人物形象、建筑特征，统一量测壁画中人体几何尺寸，与量测建筑几何尺寸对比分析，获取单体建筑与人体几何尺寸比例关系；
步骤三，比例换算；将壁画中人物尺寸高度与现实中真实人体尺寸高度进行对比，获得壁画中人物与现代人体尺寸比例关系，并与壁画中建筑与壁画人物尺寸比例对比，得到壁画中建筑的现实仿真尺寸；
步骤四，绘制线图；根据壁画中建筑形态以及获得的尺寸数据，绘制出建筑基本三视图，即俯视图、主视图和剖面图；
步骤五，仿真模型建立；通过绘制的建筑俯视图、主视图和剖面图，在绘图软件中建立基本数字化模型；
步骤六，建筑尺寸复合；按照推算尺寸模型，与壁画中其它形体人或物进行相应对比，分析推算尺寸的可靠性，进一步调整确定单体建筑模型尺寸；
步骤七，现存相近建筑对比分析。通过与实物相近的现存佛塔、文献记载和营造法式等，矫正单体建筑平面与立面比例关系、细部尺寸比例关系，最终形成相对准确且符合建筑法式要求的建筑平、立、剖面和模型图；
步骤八，渲染、对比；将绘制的建筑模型添加生土材质渲染，最后将绘制的模型效果图与壁画中建筑形象进行对比。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明可以丰富和补充传统建筑形制、风格和艺术特征，为中国古代建筑提供确凿的史料证据。为建立佛塔建筑的数字模型，以壁画中僧人的坐高为尺度，通过对比，从而获取佛塔建筑各部分相对真实的尺寸数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例一中壁画示意图；
图2佛塔建筑结构形制
图3为实施例一中佛塔建筑尺寸获取时与僧人坐高对比图；
图4为坐高对比示意图；
图5为实施例一中佛塔几何尺寸图；
图6为实施例一中佛塔校正后几何尺寸图；
图7为实施例一中佛塔俯视图；
图8为实施例一中佛塔剖面图；
图9为实施例一中佛塔模型示意图；
其中，1为佛塔、2为僧人、3为塔座、4为塔身、5为塔刹、6为覆莲、7为壷门、8为尖拱龛、9为覆钵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明最为重要的部分工作，而不是全部的提取完成和建模过程。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种敦煌壁画中单体建筑模型仿真提取方法，以解决上述现有技术存在的问题，使壁画中建筑形制、模数制度和基本尺寸可以实现仿真提取。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1中壁画所示，佛塔被群山环绕，于绿野之中矗立，壁画左下有一类似草棚建筑，其中有一僧人2打坐修行，从而可以测量其坐高，右上有两名佛教信徒在向佛塔眺望且只露出半身，整幅壁画以一种写意的形式还原了古代先民信仰佛教的场面。
本实施例提取图1中壁画中佛塔建筑基本信息，并结合相关文献、建筑模数制度和比例关系建立了单体佛塔的模型，具体模型仿真提取方法，结合图1-图9所示，包括如下步骤：
步骤一，建筑形制确定。根据壁画中单体建筑佛塔的整体形象，结合营造法式制度、相关文献和实物证据，确定壁画中单体建筑的形制和意象。
此塔为“单檐石(或砖)造的‘莲花池塔’”，结构包括塔座3、塔身4和塔刹5三部分组成。
塔座3最下为覆莲6，其上建须弥座式的基座，座中部的束腰部分，每面施壷门7一。
塔身为覆钵式，四面各设印度式尖拱龛8，塔身上叠涩出檐，檐上四周施忍冬文受花，即《营造法式〈卷九〉》小木作佛道帐中所说的山花蕉叶，中间建覆钵9。
塔刹是相轮三层和宝珠。此塔形式和北魏永熙三年造像(图2-2)光背中所雕的佛塔完全相同，若再上溯，那就和印度在二世纪稍后的阿马拉佛地的浮雕以及鹿野苑大塔除了细部手法略有差异外，大体上颇为类似。
步骤二，尺寸获取。为建立佛塔1建筑的数字模型，以壁画中左下角盘坐僧人2的坐高为相对标高，通过对比分析，从而获取佛塔1建筑各部分相对于盘坐僧人2的尺寸数据，通过测量壁画中僧人2坐高几何尺寸高度，与壁画中佛塔1建筑进行对比，获取佛塔1建筑与盘坐僧人2相对几何尺寸比例关系；
步骤三，比例换算。将壁画中盘坐僧人2坐高尺寸高度与现代人体坐高尺寸进行对比，获得壁画中盘坐僧人2与现代人体尺寸比例关系，并与壁画中佛塔1建筑与壁画盘坐僧人2尺寸比例对比，得到壁画中佛塔1建筑的真实尺寸。坐高是指头顶到坐骨结节的长度，现代社会将头顶点至椅面的垂直距离视作坐高，为便于计算将打坐高度等同于坐高。在《中国成年人人体尺寸(GB10000-88)》中，查询到坐高相关数据，如表1不同年龄段成年人坐高。为便于计算将坐高取中间值整数计算，即坐高取900mm。通过对比以及合理的推测，获得佛塔1建筑相对准确的尺寸数据，见表2换算佛塔局部建筑几何尺寸。
表1不同年龄段成年人坐高
表2换算佛塔局部建筑几何尺寸
步骤四，绘制线图。根据壁画中佛塔1建筑形制以及获得的尺寸数据，绘制出佛塔1基本三视图即俯视图、主视图和剖面图，明确佛塔1建筑基本尺寸和比例关系；
步骤四，仿真模型建立；通过绘制的佛塔1建筑俯视图、主视图和剖面图，在绘图软件中建立基本数字化模型；
步骤六，建筑尺寸复合。按照推算尺寸模型，与壁画中其它形体人或物进行相应对比，分析推算尺寸的可靠性，进一步调整确定单体建筑模型尺寸。
步骤七，现存相近建筑对比分析。通过与实物相近的现存佛塔、文献记载和营造法式等，矫正单体建筑平面与立面比例关系、细部尺寸比例关系，最终形成相对准确且符合建筑法式要求的建筑平、立、剖面和模型图。
四川阆中玉台山石塔与该塔属于同一发展脉络，塔高8.6米，分为塔基、塔身和塔刹三个部分。塔基为四方形，刻四瓣梅花形须弥座相似度较高，石塔的人物造型、装饰及塔身造型带有明显的唐代特征，是研究佛塔式石构建筑的重要资料。两座塔在比例关系对比发现，第61窟佛塔宽高比0.22，玉台山石塔宽高比0.24。因此，佛塔宽高比按照0.24进行矫正。
步骤八，渲染、对比；将佛塔1模型添加生土材质渲染，最后将模型效果图与壁画中佛塔形象进行对比。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。尤其建筑形制，建筑空间布局及复杂程度发生变化时，其采用信息提取方式与方法均会结合容易获取数据调整方法。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (2)
1.一种敦煌壁画中单体建筑模型仿真提取方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一，建筑形制确定；根据壁画中单体建筑佛塔的整体形象，结合营造法式制度、相关文献和实物证据，确定壁画中单体建筑的形制和意象；
步骤二，尺寸获取；按照壁画中人物形象、建筑特征，统一量测壁画中人体几何尺寸，与量测建筑几何尺寸对比分析，获取单体建筑与人体几何尺寸比例关系；
步骤三，比例换算；将壁画中人物尺寸高度与现实中真实人体尺寸高度进行对比，获得壁画中人物与现代人体尺寸比例关系，并与壁画中建筑与壁画人物尺寸比例对比，得到壁画中建筑的现实仿真尺寸；
步骤四，绘制线图；根据壁画中建筑形态以及获得的尺寸数据，绘制出建筑基本三视图，即俯视图、主视图和剖面图；
步骤五，仿真模型建立；通过绘制的建筑俯视图、主视图和剖面图，在绘图软件中建立基本数字化模型；
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步骤七，现存相近建筑对比分析；通过与实物相近的现存佛塔、文献记载和营造法式等，矫正单体建筑平面与立面比例关系、细部尺寸比例关系，最终形成准确且符合建筑法式要求的建筑平、立、剖面和模型图；
步骤八，渲染、对比；将绘制的建筑模型添加生土材质渲染，最后将绘制的模型效果图与壁画中建筑形象进行对比。
2.根据权利要求1所述的敦煌壁画中单体建筑模型仿真提取方法，其特征在于：步骤一中，壁画中人物高度为体高或坐高。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101763574A (zh) * | 2009-06-03 | 2010-06-30 | 中国科学院自动化研究所 | 一种基于领域知识的古建筑保护技术信息管理系统及方法 |
| KR20170095744A (ko) * | 2016-02-12 | 2017-08-23 | 경일대학교산학협력단 | 빌딩 정보 모델 기반의 전통 목조건축물을 모델링하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 |
| KR101874345B1 (ko) * | 2017-02-08 | 2018-07-06 | (주) 문화상상연구소 | 증강현실을 이용한 왕릉 유물 정보 출력방법 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101763574A (zh) * | 2009-06-03 | 2010-06-30 | 中国科学院自动化研究所 | 一种基于领域知识的古建筑保护技术信息管理系统及方法 |
| KR20170095744A (ko) * | 2016-02-12 | 2017-08-23 | 경일대학교산학협력단 | 빌딩 정보 모델 기반의 전통 목조건축물을 모델링하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 |
| KR101874345B1 (ko) * | 2017-02-08 | 2018-07-06 | (주) 문화상상연구소 | 증강현실을 이용한 왕릉 유물 정보 출력방법 |
| CN111046459A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-04-21 | 广州凡拓动漫科技有限公司 | 一种基于3d软件的建筑模型图像设计方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 张加万;王巧雯;: "敦煌壁画中建筑的数字化再现与重构", 敦煌学辑刊, no. 03, 15 September 2018 (2018-09-15) * |
| 王婉;谢步瀛;: "古建筑保护中参数化建模及仿真系统的研究", 华中科技大学学报(城市科学版), no. 03, 15 September 2008 (2008-09-15) * |
| 钟晓青;: "中国古代建筑的复原研究与设计", 美术大观, no. 12, 15 December 2015 (2015-12-15) * |
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