圣母院激光建模是什么梗？巴黎圣母院為什么用激光建模怎么建模的

巴黎時間4月15日晚，巴黎的地標性建筑——巴黎圣母院在一場大火中被損毀。高達80米的木制尖頂建筑在濃煙中崩塌，讓全世界的人們陷入悲痛之中。所幸的是，有幾個消息可以讓大眾稍感寬慰。首先，火災并不是故意縱火導致的。第二，大火目前已經(jīng)基本被撲滅，大教堂剩余的大部分建筑和文物都得到了保護。最后，從長遠來看，已經(jīng)造成的損失可能并不是太大。“卡西莫多的鐘樓”還在，讓很多心系巴黎圣母院的人稍微放了心。

法國總統(tǒng)馬克龍已承諾將要重建這座大教堂。

那么如果想要重修這樣一個復雜精致的建筑，我們能怎么辦？

有一個人的研究可以讓這件事看起來沒那么糟糕。藝術歷史學家和歷史建模師安德魯·塔?。ˋndrew Tallon）博士在2015年對巴黎圣母院進行了一次全方位的研究，創(chuàng)建了該建筑的數(shù)字檔案。盡管巴黎圣母院的歷史悠久，但是關于建造這座建筑的建筑師和設計師的信息卻寥寥無幾。因此塔隆希望通過激光掃描技術，來解密這座古老的建筑。

塔隆所采用的激光建模技術指的是用激光來“拍攝”圣母院，將掃描儀裝在三腳架上，然后再測量掃描儀和激光所擊中的每個點之間的距離。因為每個點都代表一段不同的距離，通過分析這數(shù)百萬個點，塔隆可以了解圣母院在日光下是如何擴張和收縮的，以及在更長的時間內(nèi)是如何變化的。結合激光掃描儀生成的“點數(shù)據(jù)云”與現(xiàn)場拍攝的圖片，塔隆為底層結構和圣母院的設計建立了精細的模型，從而判斷當初建筑師在哪些地方偏離了原計劃，或者由于地面情況不穩(wěn)定而停工了。

塔隆在接受《國家地理》采訪時詳細描述了這項技術，“我必須建立起一個目標網(wǎng)絡，這些目標代表的是空間中的位置點。定義了掃描的密度（掃描的分辨率）后，釋放激光。發(fā)出一束光后，它會測量光束從發(fā)射到擊中目標所需的時間，以及返回目標所需的時間。”

塔隆的研究發(fā)現(xiàn)，占據(jù)圣母院一側重要位置的國王畫廊（Gallery of Kings），已經(jīng)偏離了垂直線近一英尺。此前研究人員曾懷疑，國王畫廊的建造曾停止了長達10年之久，塔隆的新研究則揭示了這種情況出現(xiàn)的原因。建筑工人在意識到這棟建筑正逐漸在稀薄的沙土中移動后，便停止了施工。當?shù)孛媲闆r穩(wěn)定后，工人們又在十年后重新開工。

另一個重要的發(fā)現(xiàn)是，數(shù)據(jù)顯示圣母院內(nèi)部的柱子排列不是完全對齊的。這可能表明，工人們可能并未將圣母院所在地原有的建筑全部拆除，而是和后來的建筑融合到了一起。飛拱，通常被認為是后期增加到建筑中的，可能一開始就修好了以平衡拱形的效果（這種結構往往會往外傾斜）。飛拱提供了一個外部支撐，將墻壁向內(nèi)推，從而平衡拱形的效果。因此，巴黎圣母院的墻壁自建成以來幾乎沒有移動過，這也證明了建筑中所達到的精妙平衡。塔隆所采用的掃描技術可以為任何給定的建筑建構極其精確且“豐富”的3D模型。雖然目前關于圣母院模型的具體數(shù)據(jù)沒有公開，但塔隆在過去做過類似的工作（比如他為坎特伯雷大教堂重建所做的工作），擁有“50億點激光掃描點”和大約100GB的存儲數(shù)據(jù)。

多虧了安德魯·塔隆博士的辛勤工作，巴黎的官員們或許能使用圣母院的3D模型，使這座地標重拾輝煌。

浙江大學文化遺產(chǎn)院數(shù)字化團隊的一位老師告訴錢報記者，塔隆教授的這項工作，對巴黎圣母院的重建工作具有十分重要的意義。“數(shù)字化工作者可以把塔隆的這些三維數(shù)據(jù)，計算成詳細的、帶有尺度信息的圖紙，用于重建的施工。”

只可惜，塔隆如今已經(jīng)去世。這或許也是他幸運：不必看到自己深愛的圣母院被大火毀于一旦，而他以3D復原的巴黎圣母院，將在數(shù)字世界永存。