数字化模型雕刻对中国古建筑模型制作的积极意义

王 璐 汪 江 王 悦 卜 博

(辽宁科技大学建筑与艺术设计学院，辽宁 鞍山 114051)

1 中国古建筑的特点以及现状

中国古建筑承载了中华民族的悠久历史和灿烂文化，不同时间段的古建筑代表了其在当下当代的历史和文化。一方面，历经岁月沧桑的古建筑在保存过程中，由于不可抗拒的自然因素，我国的古建筑遭到了巨大的破坏，更为严重的是，古建筑因为时间以及材质的关系，一旦破坏就无法挽回。另一方面，中国古建筑大部分都是由木结构或者砖木结构构成，建筑历史比较久远，存在火灾隐患突出、耐火等级低等隐患，所以增大了发生火灾的几率。

中国古建筑的基本特点在于其结构体系——惯用木构架作房屋的承重结构，以抬梁式结构最为普遍。沿房屋进深方向在柱上架数层叠加的梁，梁上重叠数层瓜柱和梁，再于最上层梁上立脊瓜柱等来支撑屋顶，并且屋顶还带有坡度和飞檐。在很多古建筑中，还采用了斗拱这种构件，斗形垫木块的斗和弓形短木的栱，逐层横竖交叉叠加成托架，一层一层的托置在梁柱之间和向外挑出的屋檐。

斗栱在成型之后很长一段时间内，被作为构件大小的基本尺寸。为此，我们可以在其作用下，通过数字化平台的搭建，将文献资料上的建筑尺寸的数据在计算机上进行还原，并用机器雕刻的方法制成实体模型，还原古建筑的样式和形态，更好的学习古建筑的结构特点以及发展过程，进而很好的解决了我们当下面临的无法很直观清楚的了解古建的问题。

2 数字化模型雕刻技术简介以及操作方法

数字化模型雕刻，简单来说就是通过查询《营造法式》等古书，来了解没有遗留下来的古建筑的基本数据，随后数据上传于电脑，通过电脑雕刻机工作完成雕刻。电脑雕刻机分为两种，一种是机械雕刻机，另外一种是激光雕刻机。我们可能最先接触的就是激光雕刻机，其是将电能转化成光能，然后利用激光和材质作用产生气化或者烧灼来完成雕刻。这也是我们时常看见木板周围有一圈黑色的“不明物质”的存在的原因。而主要使用的机械雕刻机，是利用物理力对我们使用的木板等材质进行加工完成雕刻。首先我们需要将查阅资料得来的古建筑的数据用CAD等软件进行编辑绘制，随后将图形导入到雕刻机中，通过指导雕刻机主轴控制金属刀具在木质板等材料上进行雕刻。机械雕刻机雕刻过程中速度很快，我们可根据材料等原因来改变速度，此方法雕刻条件下，我们得到的模型材料边缘光滑，没有所谓的“黑色不明物质”，并且想要的图案也雕刻的非常精致。

3 数字化模型雕刻机的使用对模型制作的积极影响

第一，数据更加完整，大大减少了二维图形带来的限制。数字化平台的搭建是将以前少量的二维信息包括从书中查阅到的数据传送到电脑中，并且通过信息的了解，我们也可以通过三维扫描将数据同样上传，三维的模型画面，完美的再现了中国古建筑的更加完整的信息。古建筑因为其独特的结构，斗栱等构件的穿插，屋顶曲线以及许许多多的兽形物件，使得我们无法清晰地了解古建筑的全貌。如果通过三维的扫描，包括数据在电脑中的上传以及绘制，我们可以更轻松的将复杂的二维图形或者枯燥的数据转化为更清晰易懂的三维结构的模型。继而通过模型雕刻操作，将木板切割成我们想要的模样，通过拼接等，完整再现中国古建筑立体模型。这对于学生研究古建筑来说，提供了一个更为直观的学习方法。

第二，数字化机械雕刻节约了很多手工制作模型所需要的时间与带来的数据偏差，在初期，不懂得如何使用机器雕刻的我们，可能最多还是选用手工制作模型，一方面浪费了大量的时间，另一方面因为手工切割木板带来的误差问题，使用手术刀或者裁纸刀进行切割的时候，因为刀有宽度，切割出来的木板会比测量出来的略小，一块木板的丝毫误差，就可能导致接下来所有的木板的切割都会出现多多少少的误差。而机械雕刻机的使用，就不会出现此问题。雕刻机通过对文件的导入分析，选择路径、铣削的深度以及刀片的方面和机器运行的速度等，这一系列的设定完成之后，再进行雕刻。此方法不但节约了大量的时间，而且对于模型的准确性有了很大的提高。这对于在校学生以及从事这方面的工作人员也是一个很好的事情。

4 结语

学生时代，科技发展的时代，我们需要通过科技与学习练习起来，通过数字化模型雕刻技术来进行对古建筑的模型还原，进一步为学生研究古建筑的结构形态等奠定了良好的基础。并且，不光对于学生及工作人员有利，对于国家来说，也大大推进了古文化的发展。希望通过此次研究，能对机械雕刻有一个更为深入的了解，为以后的古建筑方面的学习做好充足的准备。