数字技术正在让古建筑“重生”

巴黎圣母院4月15日傍晚发生大火，整座建筑损毁严重。大批法国民众站在塞纳河对岸目睹了此情此景，有人表情凝重，有人泪流满面。近些年来，由于种种原因，世界上许多国家和地区都曾有过著名文化遗产被烧毁的惨痛经历……我们不能否认其中存在一些客观因素，但是管理不善、消防器材老旧无法使用等，都给文物带来了灭顶之灾。
文物保护是个漫长的过程，由于深知历史建筑和珍贵文物的不可再生性，全球文物机构近年来都加强了数字化工程。虽然再细致的扫描都难以与实物媲美，但这些资料足以在意外发生后为修复提供参考，也为对此惋惜的人们带去慰藉……
“巴黎圣母院烧了，但卡西莫多还有家”
法国历史文化遗产资源丰富。巴黎圣母院等名胜古迹不仅起着记载历史、传承文化的作用，也是法国旅游业的基石。法国在文化遗产保护方面走在世界前列。1887年，法国通过法律保护具有国家历史及艺术价值的纪念性建筑和艺术品，成为世界上第一个立法保护文化遗产的国家；1913年又颁布了沿用至今的《历史古迹法》，设立专门负责对历史古迹分类的机构、将所有古迹登记造册。然而，这些措施却没能阻止发生在巴黎圣母院的这场大火。专家认为，年久失修与木质结构屋架是导致火势蔓延的重要原因。不少法国名胜古迹为石质结构建筑，巴黎圣母院则不同，它拥有巴黎市最古老之一的木质屋架，且规模宏大，长度超过100米、宽度达13米，因此塔楼起火后迅速蔓延至屋架。
此外，近年来巴黎圣母院一直被相关部门评估为“状况堪忧”。上一次大规模维修还是在1990年代，本次维修从2018年4月开始。目前火灾损害虽然还没有得到完全评估，但三分之二的屋顶已被大火损毁，标志性尖塔也已倒塌。
据法国《世界报》报道，这场大火的起火点疑似来自于屋顶部分的修复保存工程。大火从建筑高处开始燃烧，并迅速烧遍整座屋顶，朝北钟楼方向蔓延。尽管巴黎消防队紧急动员数百名消防队员前往救火，但由于火势太过强大，加上历史古迹结构脆弱，长达数小时内消防队都无法接近主要火源，救火行动因此严重受阻。这场大火持续燃烧4个多小时，直至当地时间晚上10时许，火势才逐渐减弱。根据巴黎检察院的调查，确定引发火灾纯属意外。而在此之前，警方曾表示这起事故可能与大教堂的修复工作有关。火灾发生后，法国总统马克龙临时取消了全国讲话，和总理菲利普迅速赶往火灾现场。在现场，马克龙表示，巴黎圣母院“代表着我们的历史、我们的文学和我们的想象力”，重建巴黎圣母院是法国人民的期待，也是“我们的历史使命”。
这次巴黎圣母院的大火，虽然是一个“意外”，但“意外”背后有许多潜伏已久的危险因素。法国政府很早就意识到了文化遗产保护的重要性，先于自然保护区和非物质文化遗产，将国内众多的历史文化建筑纳入了保护范围。但随后一系列的难题接踵而至，如旅游产业的过度开发，恐怖主义的威胁等。但法国文物保护长期以来存在的“顽疾”就是资金短缺，管理维护不善。由于资金短缺，巴黎圣母院未能及时地进行修缮，文物保护问题“积重难返”。
万幸的是，巴黎圣母院的钟楼、教堂建筑主结构以及大批珍贵文物都幸免于难。不少业内人士透露，巴黎圣母院早在数年前完成数字化扫描、各个角度的建筑全景、3D和细节图片，以法国的技术水平和文物复原能力，理论上是可以重建巴黎圣母院的。随后多家企业与家族宣布为重建捐款。“巴黎圣母院烧了，但卡西莫多还有家”，这句话让人看到希望。
文物是人类文明的结晶，承载着世界共同的记忆。文物的损毁伴随着文明记忆的消殒，令人痛惜。全球范围内，文物保护都是重要课题，面临严峻挑战。不少文物使用易燃材料，不少博物馆设施陈旧、保护力度不足，更不用提战乱地区博物馆和文物遭到的洗劫和损毁。
2018年9月那场大火，将巴西里约热内卢的国家博物馆主体建筑几乎完全烧毁，就给世界重要文物古迹的保护敲响了警钟。一个细节是，事发时博物馆的消防栓竟然没水，消防员只能临时从河里抽水灭火……历史长河中的文物，在世代更替中能够幸存至今的，都弥足珍贵。时代在前进，观念和技术在进步，面对文物的脆弱性和不可再生性，要求全世界用更先进的手段、更专业的技术，更智慧的途径加以呵护。
加强数字化工程科技助力文物“复活”
人类对文物修缮已经有很多经验，由于深知历史建筑和珍贵文物的不可再生性，为了防患于未然，全球的博物馆文物机构近年来也都加强了数字化工程。虽然再细致的扫描都难以与实物媲美，但这些资料足以在意外发生后为修复提供参考，也为对此惋惜的人们带去慰藉。
烧焦的墙面、不复存在的屋顶、教堂内部遍地狼藉的碎片，火灾后巴黎圣母院的现状让人唏嘘。不过在瓦萨学院建筑与艺术史副教授安德鲁·塔隆和哥伦比亚大学史蒂芬·默里教授共同创立的网站“Mapping Gothic France”上，巴黎圣母院依旧是记忆中最美好的样子。
和平时看到的照片和影像资料不尽相同，该网站上的巴黎圣母院开放的数据包括平面图、立体实境图、360度全景、激光扫描图像、10亿像素图片，访客可以通过不同的图片形式全方位地走进巴黎圣母院，似乎曾经完好的它从未远去。
50余个扫描点、5毫米级别的精准度、10亿个数据点，安德鲁·塔隆2015年通过激光扫描和三维建模，精确地记录下圣母院的内外全貌，创建了教堂精细的数字模型。塔隆所采用的建模技术指的是用激光来“拍摄”圣母院，将扫描仪装在三脚架上，然后再测量扫描仪和激光所击中的每个点之间的距离。因为每个点都代表一段不同的距离，通过分析这数百万个点，塔隆可以了解圣母院在日光下是如何扩张和收缩的，以及在更长的时间内是如何变化的。尽管除此之外，塔隆还对40余幢历史建筑都做过此类扫描，但巴黎圣母院无疑是他心中特别的存在。“为了中世纪建筑、为了艺术、为了科技、为了技术。”塔隆接受《国家地理》杂志采访时曾这样表示：“巴黎圣母院对我来说一直是个巨大的谜题，在进行扫描工作时，我感觉我又变回了那个曾经久久凝望着它的9岁小男孩。”
遗憾的是，如今我们已经没有机会听到这位“最了解巴黎圣母院的人”亲口说明他的三维模型。去年11月，安德鲁·塔隆因脑癌去世，年仅49岁。与他一同扫描巴黎圣母院的工作伙伴，学者保罗·布莱尔日前接受海外媒体采访时表示：“一方面，我庆幸塔隆没有亲眼目睹这场可怕的火灾，一方面我又感到惋惜，他知道圣母院如此多的建筑秘密，却无法亲自帮助教堂重建。”
去年，位于里约的巴西国家博物馆遭遇火灾，馆内约2000万件文物付之一炬，这些损失难以弥补。然而在研究人员们继续在瓦砾中搜寻、统计的同时，艺术爱好者们依旧可以在网络上浏览这座有着200年历史的博物馆。最近，由谷歌艺术与文化平台推出的虚拟访问博物馆计划利用其街景技术，将博物馆中曾经的展品和展厅呈现在人们眼前。
据悉，从2016年开始，谷歌公司与各地博物馆开展一项合作，建立线上虚拟博物馆。这个项目的初心，是为那些无法出门旅行的人在家就能欣赏全球历史文化遗迹与文物而准备的学习教育类应用，与“谷歌街景”的机制如出一辙。
幸运的是，巴西国家历史博物馆也在合作名单之列，并且已经完成了文物的虚拟图扫描。这个项目在火灾发生后，竟成为了博物馆生命延续的另一种方式。网络访客们能够“进入”巴西国家博物馆，360度地参观其中的文物，其中包括原始面具、陶器以及色彩斑斓的蝴蝶标本。由于这一计划运用了虚拟街景技术，因此能够产生“亲眼所见”的体验，仿佛你自己在展厅中穿过，走过一个个拱形的门洞，俯身凝视玻璃后方的花瓶。此外，这一项目还包括一些电子展览，如展示几千年前巴西沿海捕鱼文化所产生的贝壳、工具、武器等等。
“技术进步，比如高清摄影、摄影测量法、三维激光扫描以及虚拟现实和增强现实，不只带来了新的艺术形式，也帮助我们守护珍贵的世界遗产，”谷歌艺术与文化平台的项目经理钱斯·科夫努尔在一篇博文中写道，“即使图像无法取代失去的东西，但技术至少提供了一种途径让我们去记忆。”
数字复原　法国游戏公司也已“备份”
塔隆的模型不是巴黎圣母院唯一的完美模型，法国游戏公司也“备份”了——电子游戏《刺客信条》系列以其完美的真实场景再现而闻名，其中《刺客信条：大革命》正是以巴黎为背景，游戏背景设定在1789年的法国大革命时期。
为了还原当时的巴黎场景，设计师进行了大量实地探访，不少巴黎的景观在游戏中都得到了重现。以巴黎圣母院为例，这座建筑是游戏中最大的单体结构。游戏艺术家卡洛琳·缪斯表示，她曾花了两年时间学习研究巴黎圣母院的构造，精细到了每一块石头，并同历史学家一道对巴黎圣母院的外观进行了精确的数字复原，在游戏中1:1还原了巴黎圣母院。为了让建筑恰到好处，她浏览了大量照片，并与纹理材质设计师紧密合作，她甚至还请历史学家帮她弄清楚挂在墙上的确切画作。
这些或将成为重要的修复参考资料。至于为什么要这样做，游戏的艺术总监甘博乌兹在当时的采访中说：“《刺客信条：大革命》中的巴黎不仅要为游戏的设定服务，而且也要符合玩家心目中巴黎的形象。”他把这种做法称为“明信片效应”。“当人们谈论巴黎时，他们脑海中就有一张巴黎的明信片。”
曾有一位女网友将与自己的丈夫去法国玩的“离奇”经历发到了网上，大致内容是：丈夫从未到过巴黎且在言语不通的情况下，可以对巴黎的每一条街道与建筑了如指掌，穿街过巷来去自如。这让她百思不得其解。
她的丈夫得知妻子的困惑后，在网上发表了这样的一段话：“我和我老婆去巴黎圣母院玩的那次，我连哪个拐角有楼梯，哪个角落有雕像都能清楚地告诉她。她觉得我厉害炸了。其实是由于掉帧，我在大革命‘序列三、记忆二、忏悔’刺杀希维特章节死太多次了，以至于把地图背熟了。”
由此可见《刺客信条：大革命》对巴黎圣母院的数字还原程度。该游戏公司也发声表示：“巴黎圣母院暂时离开的这段时间，还能在游戏中与她相见。”同时，将捐献50万欧元支持巴黎圣母院修复。
要修复巴黎圣母院，光靠政府财政显然捉襟见肘。据美国《财富》杂志报道，从失火到现在，为巴黎圣母院重建而承诺捐款的数额已经超过8.5亿欧元。其中大部分资金来自法国富豪、政界名流和奢侈品设计师。
实际上，法国业内人士近年来一直呼吁博物馆等公共空间拓宽营利渠道，以便能有充足资金保护和丰富藏品，优化馆内设施，更好地为民众提供文化服务。比如卢浮宫近年来就进行了成功的商业开发。2017年，由法国与阿联酋合建的阿布扎比卢浮宫的“卢浮宫”名号使用收入高达7300万欧元，其他自营收入达1.46亿欧元。门票收入在所有自营收入中仅占38％，在博物馆总收入中仅占25％。不少自营收入来自场地租借、赞助、餐饮服务、纪念品销售等。
同样的例子还有故宫。从文创产品到“上元之夜”，故宫让文化遗产融入了现代生活，让文物真正“活”起来。2017年，故宫博物院的文创产品收入就已达15亿元，给故宫的文物保护注入了强大的资金支持。文物古迹与文创产品形成了良好的互补作用。当然，这一切都建立在故宫博物院对文物古迹完好保护的基础之上。文物古迹的安全是一切的核心。因此，故宫博物院采取了非常严格的文物保护制度。“故宫要不断进行高强度的安防训练，以确保故宫安全，特别是火灾隐患的消除。”前任故宫博物院院长单霁翔表示。在这场大火后，巴黎圣母院要想重建亟待解决的依然是资金问题。根据法国法律，政府拥有巴黎圣母院，天主教会可永久免费使用它。教会认为政府应支付维修费用，但政府表示教会也应负责大教堂的维修工作。目前，除了官方宣布为重建筹集资金外，社会人士也通过各种方式集资帮助重建巴黎圣母院。有建筑专家表示，巴黎圣母院的修复，将成为全世界遗产保护领域的讨论话题。但不论修复成果如何，必须正视的是，我们的文化遗迹正受到各种自然和人为风险的威胁。如《巴黎圣母院》中所言，“不论建筑艺术的前景如何，也不论我们年轻建筑家们有朝一日怎样解决建筑艺术问题，还是让我们在期待新的宏伟建筑出现之前，先好好保护现存的古迹吧！”
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饱经磨难的巴黎圣母院
4月15日大火中巴黎圣母院尖塔折断的一瞬间，全世界都为之叹息。面对惨痛的损失，法国总统马克龙承诺：“我们会一起重建巴黎圣母院。”其实，这座法国象征性建筑物经历了850多年的漫长历史，许多经典构建早非最初面貌，而是在一次次磨难中“浴火重生”的结果。
源于“自己人”的第一波劫难
巴黎圣母院并非其所在塞纳河城岛上最原始的“古建”，在其原址上，早年的占领者——古罗马人就修建过一座木质的朱庇特神殿(1711年人们在修缮巴黎圣母院时发现了神殿的一些石柱础)。罗马帝国基督教化后，这里在数百年间多次兴建过辉煌的大教堂，但这些木质结构为主的建筑相继毁于大火中。
公元1160年，德高望重的巴黎大主教莫里斯·德·苏利提议改用石材重建岛上的教堂。这一计划得到法国国王路易七世、教皇亚历山大三世和许多富商的大力支持。1163年新教堂开始动工，哥特式建筑风格和南北塔楼加中殿的基本格局，正是苏利大主教奠定的。这项工程如此之浩大，以至于直到87年后的1250年，最后一座主体建筑——北塔才最终竣工。至此，中殿、双塔、塔尖、过道、画廊、唱诗堂，甚至玫瑰花窗，几乎所有今天世人所熟知的巴黎圣母院构成要素，都已具备了轮廓。
巴黎圣母院真正的第一波劫难很快降临。宗教改革运动伴随着文艺复兴运动相继而来。在法国，新教胡格诺派和天主教贵族的对立日益严重，1534年的法国“招贴画事件”更加剧了这场危机。当时反天主教招贴画出现在法国多个主要城市的公共场所，态度强硬的法国国王弗朗索瓦一世下令将因“招贴画事件”被捕的新教徒在巴黎圣母院前处以火刑，这更加激起胡格诺派对巴黎圣母院的仇恨。他们认为教堂里的雕塑和人物彩绘是“于古不合的偶像崇拜痕迹”，多次对美丽的建筑构件、雕像和绘画作品大动干戈。尤其是1548年，胡格诺派在巴黎发动大规模骚乱，他们冲进巴黎圣母院毁掉诸多文物。
宗教纷争引发的破坏行动，一直持续到1572年8月18日，胡格诺派领袖亨利王子(即后来的法国国王亨利四世)在巴黎圣母院前院同玛格丽特公主结婚。通过亨利王子的示范效应，以及后来胡格诺派的没落，巴黎圣母院首场灭顶危机才终于过去了。
此后路易十三、路易十四两任法国国王重新修缮巴黎圣母院，并在公元17世纪增添了更多的元素，如主祭坛、唱诗堂壁画(《对贤者的崇拜》，因被卢浮宫收藏，此次火灾中幸免于难)等。
法国大革命时期的衰落破败
法国大革命期间，革命者把目标瞄准教会的标志和君主制的象征——巴黎圣母院。1793年1月21日法国国王路易十六被处死后，巴黎革命者决定清除所有王权象征物，此时巴黎圣母院仍在展示描绘《圣经》中犹太君王的28尊雕像。1793年秋，新政府下令将它们拆除，尽管这些雕像其实并非法国国王，但革命者认为它们“结合了君主制和宗教”，雕像被拆下后运到广场“斩首”。
这还不是针对巴黎圣母院“革命”的结束。1793年11月，这座大教堂成了“理性节”举办地，这是一个革命和反宗教节日，既嘲笑天主教，又号召法国人民崇拜启蒙原则。巴黎圣母院被改名为“理性神殿”，启蒙运动哲学家们的半身塑像和自由女神像取代了原先的宗教雕像，这里成为人满为患的公众活动场所，身穿性感服装的女性一边跳舞，一边唱赞美大革命的歌曲。此后巴黎圣母院遭到严重毁坏，一度沦为储存酒的仓库，大部分珍藏也被破坏或掠夺。当时有目击者描述称，“19世纪初的巴黎圣母院千疮百孔，剩下一座没有灵魂的石头建筑，因为彩色玻璃窗被毁坏、雕塑残缺不全，鸟儿通过敞开的窗户飞入教堂内部筑巢”。
1801年，拿破仑与教皇签订协议，在法国恢复宗教信仰，承认天主教是“大多数法国人的宗教”，巴黎圣母院停敲了十年之久的大钟重新奏响钟鸣，清洁打扫工作开始进行。素来喜欢大场面的拿破仑花了两年时间匆匆修复了巴黎圣母院，并于1804年在这里举行法兰西皇帝加冕礼。但拿破仑时代很快过去，法国此后陷入几十年的混乱，巴黎圣母院无人问津，渐渐衰落破败。
这种局面一直持续到1831年大文豪雨果的不朽名著《巴黎圣母院》出版。这部小说既叫好又叫座，意外引发法国各界对巴黎圣母院命运的关注，乃至引发了著名的“文物修复运动”。大作家、考古学家和建筑学家梅里美出任官方历史古迹修复总监，开始募集资金修复各地受毁损的历史文物，其中当然包括巴黎圣母院。1848年，法国再度爆发革命，“文物修复运动”因为有“封建复辟”之嫌一度被叫停，好在不久后拿破仑三世加冕称帝，一心模仿叔父拿破仑的他恢复了对巴黎圣母院修缮工作的支持。在长达25年的修缮中，工匠们为它换上新的尖顶、绘上新壁画、雕刻新的滴水兽、建造新的圣器收藏室、重建教堂风琴，到19世纪60年代末期，巴黎圣母院迎来新生。
两次世界大战中侥幸脱难
巴黎圣母院在20世纪的威胁主要来自战争。尽管早在巴黎圣母院建成时爆发的英法百年战争期间，英格兰军队就占领过巴黎，但由于中世纪教会影响力巨大，英格兰军队始终未敢破坏巴黎圣母院。而在世界大战中，它真正遭遇到现代战争机器的威胁。
一战期间，德军一度逼近巴黎，并动用包括“巴黎大炮”在内的各种远程火炮对巴黎等地进行炮击，以动摇法国军民的斗志。在这场无差别炮击中，很多法国教堂都遭受重创。巴黎市政部门用层层沙袋试图将巴黎圣母院整体保护起来，以防止德军弹片的伤害，但真正效果只能说聊胜于无——同样用这种方法保护、与巴黎圣母院齐名的兰斯大教堂数年间先后被300枚德军炮弹命中，到1918年时几乎只剩下残垣断壁。
不管怎么说，巴黎圣母院幸运地逃脱德军炮击的摧残，并在1918年11月11日用响彻巴黎的钟声宣告一战的结束。
二战期间，巴黎圣母院面临的生存危机更为严峻。由于巴黎在战争爆发后不久就被德军占领，1944年盟军向巴黎进发时，准备弃守巴黎的德军面临一个艰难的抉择。8月8日，希特勒召见新任巴黎驻军司令冯·肖尔蒂茨时，下令准备摧毁巴黎所有宗教建筑和历史古迹，其中就包括巴黎圣母院。但肖尔蒂茨一直以各种借口拖延爆破计划。
8月15日，巴黎警察发动罢工，随后法国共产党领导发起了巴黎大起义。在解放巴黎的战斗中，巴黎圣母院遭受流弹袭击，所幸损失不严重，只有一些中世纪窗户被打碎。8月21日闷热的夜晚，肖尔蒂茨经历了痛苦的心理搏斗：到底是执行命令破坏巴黎圣母院等建筑，还是将巴黎完整交给胜利者呢？最终，他决定不当毁灭巴黎的历史罪人。8月25日，他率1.7万部下向自由法国军队投降，将这座城市基本完好无损地交给自由法国的领袖戴高乐将军。肖尔蒂茨也因这一功绩和战后对纳粹思想的深刻反省获得宽大处理，并在1966年死后得到巴黎各界的谅解和追悼。
1945年8月26日，一场特别的弥撒在巴黎圣母院举行，庆祝巴黎从德军铁蹄下解放，戴高乐和参战的法军第2装甲师师长勒克莱尔将军参加了弥撒。《1944年巴黎解放：8月的11天》一书记载道，在整个德军占领时期一直保持沉默的巴黎圣母院钟声开始响起庆祝，法国再度获得自由!
二战后法国迎来稳定发展的时代，许多文物也有机会得以修缮。1965年，巴黎圣母院邀请玻璃艺术大师勒舍瓦利埃重新设计建造了24面令人叹为观止的玫瑰花窗。勒舍瓦利埃是著名的复古艺术大师，他的设计古色古香，以至于不明就里的参观者以为那些玫瑰花窗是中世纪的原汁原味，其实它们大都是20世纪中后期的作品。

10、11版稿件综合《信息时报》《新民晚报》、新华网

1、这张4月17日的航拍照片显示的是法国巴黎圣母院在火灾中的受损情况。新华社发
2、“Mapping Gothic France”网站截图。据新民晚报网
3、游戏《刺客信条：大革命》中巴黎圣母院外景。据新民晚报网