圖為武當山五龍宮三維復原鳥瞰圖。湖北省文物考古研究院供圖

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宮殿布局清晰、殿宇恢弘大氣、細部裝飾栩栩如生……前不久，湖北“武當山五龍宮歷史形態(tài)數(shù)字化復原研究”成果公布，3分鐘的動畫演示再現(xiàn)五龍宮“容顏”，讓更多人有機會領略古建之美。這也是考古發(fā)掘與數(shù)字化復原同步開展的一次有益嘗試。

五龍宮是世界文化遺產(chǎn)——武當山古建筑群的重要組成部分。2020年，湖北省文物考古研究院對五龍宮進行考古發(fā)掘，發(fā)掘面積近7000平方米，出土文物1000余件。湖北省文物考古研究院聯(lián)合國內(nèi)多家高校院所，同時開展古建筑學、材料學等多學科研究，并對五龍宮及發(fā)掘區(qū)域進行數(shù)字化復原。這是國內(nèi)對考古發(fā)掘區(qū)邊發(fā)掘邊數(shù)字化復原、多學科合作開展考古研究的一次有益嘗試。

近日，歷時兩年多的“武當山五龍宮歷史形態(tài)數(shù)字化復原研究”成果公布。五龍宮“容顏”再現(xiàn)，讓更多人有機會領略古建之美。

邊考古發(fā)掘邊數(shù)字化復原

“五龍宮遺址整體建筑與自然巧妙融合，是中國古代建筑的典范之一。”湖北省文物考古研究院副研究員、五龍宮遺址考古發(fā)掘項目負責人康予虎說，“發(fā)掘五龍宮遺址，不僅是為發(fā)掘文物，更是為了探索武當山的文化寶藏?！?/p>

康予虎介紹，據(jù)文獻記載，五龍宮歷經(jīng)唐宋元，鼎盛時期有房屋800多間，殿宇恢弘壯麗，崇臺九層高聳。明末以后，五龍宮逐漸衰落，不復當年盛況。

2020年6月，武漢大學城市設計學院博士研究生陳牧跟隨導師王炎松教授到武當山調(diào)研。五龍宮沿途步道多被雜草覆蓋，整個五龍宮多為殘垣斷壁，難見其真容。3個月后，湖北省文物考古研究院開始對武當山五龍宮遺址進行系統(tǒng)考古發(fā)掘，陳牧所在的團隊也接到了對其建筑遺跡進行數(shù)字化復原研究的課題。

“在考古發(fā)掘期間，同步開展復原研究的嘗試，能較為完整地收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，避免在清理建筑遺址之后，建筑構(gòu)件因被發(fā)掘而損失出土信息?！笨涤杌⒄f。

在“武當山五龍宮數(shù)字化復原”3分鐘動畫演示中，五龍宮的宮殿布局、周邊環(huán)境一目了然，黛瓦紅墻的恢弘殿宇以及木作、石作的細部裝飾栩栩如生，穿過層層宮門，殿宇森然，沿著約180米長的步道，蜿蜒曲折，通往五龍宮大殿。

“這是在采集現(xiàn)有墻基遺存信息的基礎上，結(jié)合考古出土磚瓦石構(gòu)件，并參考武當山太子坡九曲黃河墻的高度、樣式等進行的復原?！标惸琳f。

王炎松介紹，此次數(shù)字化復原，嘗試在考古現(xiàn)場三維模型中直接進行復原建模，一方面提高了復原精度，最大限度保留現(xiàn)有遺址信息，另一方面，能夠同時比對現(xiàn)狀與復原方案，實時校正復原效果，是古建領域數(shù)字化復原的一次有益探索。

多手段助力三維建模

“首先需在現(xiàn)場勘查、采集數(shù)據(jù)。除了用卷尺測量等傳統(tǒng)方式，還借助激光掃描、攝影測量等現(xiàn)代測繪技術(shù)，對五龍宮現(xiàn)有遺存和出土遺跡、遺物進行全方位記錄，拍攝照片數(shù)萬張?！蓖跹姿山榻B，“我們還利用無人機，全面記錄不同發(fā)掘階段的遺址狀況。”

信息采集完畢后上傳至計算機，團隊借助軟件繪制了數(shù)百張遺址現(xiàn)狀圖紙。然后，利用計算機技術(shù)對五龍宮現(xiàn)有遺存和出土遺跡、遺物進行三維建模。

團隊先后數(shù)字化復原了20余棟建筑模型，“五龍宮遺址的建筑遺跡雖毀壞嚴重，但空間格局依然清晰。”王炎松解釋，通過對建筑基址、柱礎、墻基等遺存進行現(xiàn)場測量、拍攝，他們將20余棟建筑模型放在相應的位置。

陳牧認為：“電腦建模技術(shù)難度并不大，難的是復原依據(jù)，即要把這些殘垣斷壁復原成什么樣?！?/p>

“復原研究結(jié)合考古發(fā)掘、文獻資料，采用二重證據(jù)法，進行嚴謹、科學的論證。”五龍宮遺址考古團隊成員方勝強介紹，“‘二重證據(jù)法’即將‘紙上之材料’和‘地下之新材料’結(jié)合起來，互相補充和校正?！?/p>

關(guān)于五龍宮的歷史文獻十分豐富，包括碑刻、繪畫、文章及歷代山志等。五龍宮考古團隊及武漢大學復原團隊仔細比對反映五龍宮空間格局的輿圖，比較武當山現(xiàn)存明代建筑及全國現(xiàn)存的其他明代中早期皇家敕建建筑，對照中國古代建筑營造典籍，結(jié)合遺址出土的建筑及構(gòu)件細節(jié)，最終完成三維建模。

嚴謹論證古建形制

參與合作研究建筑史和磚瓦演變的北京大學考古文博學院副院長張劍葳表示，此次復原研究創(chuàng)新性地引入“置信度”的概念，即依據(jù)參考資料來源將其可信度分為若干個層級：優(yōu)先考古出土遺物、遺跡；其次為遺址周邊考古材料；傳統(tǒng)建筑構(gòu)造知識以及歷史輿圖、方志等資料再次之……

現(xiàn)存的《武當祥瑞圖》記錄了武當山建筑群的基本位置和樣式信息，有較高可信度，圖中所繪的考古發(fā)掘區(qū)與現(xiàn)場發(fā)掘出土的建筑基址基本一致。但讓團隊成員犯難的是，該圖顯示，五龍宮考古發(fā)掘區(qū)建筑群的屋頂似為廡殿頂，但位于主軸線上的拜殿屋頂卻是歇山頂。

“根據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，考古發(fā)掘區(qū)的建筑主要是配殿和用于生活起居的房屋，等級肯定低于拜殿。但是一般而言，單檐廡殿頂?shù)牡燃壉葐伍苄巾敻?，這就是矛盾的地方?！标惸琳f。

為了解決這個問題，團隊把目光投向了出土文物。在出土的瓦片、琉璃等建筑構(gòu)件中，他們沒有找到屬于廡殿頂結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，沒有能證明廡殿頂存在的直接證據(jù)。之后，團隊成員又發(fā)現(xiàn)，考古發(fā)掘區(qū)南道院西側(cè)房屋的山墻和崇臺距離狹小，如果屋頂是廡殿頂，那屋檐就會和崇臺碰撞?！皟擅鎵Ρ谔耍瑳]有空間容納廡殿頂?shù)某鲩?。”陳牧和團隊成員最終推測五龍宮考古發(fā)掘區(qū)建筑的屋頂形制為懸山頂。

像這樣的反復推敲，陳牧進行過無數(shù)次?！皵?shù)字還原過程很有趣，就像在破案，尋找各條線索推測建筑遺存過去的樣子?！彼Ｍl(fā)掘、呈現(xiàn)更多古人營造建筑的智慧，讓古建之美被更多人看到。

“研究沒有窮盡，隨著將來考古發(fā)掘的推進，數(shù)字還原有望繼續(xù)深入。希望能通過考古發(fā)掘的技術(shù)手段，更好保護和研究武當山文化遺產(chǎn)，同時向更多人普及文化遺產(chǎn)的價值?！笨涤杌⒄f。（記者 李 霞）

《人民日報》（2023年03月28日12版）

（李 霞）