高宏博 李少宏

（沈陽航空航天大學(xué)設(shè)計藝術(shù)學(xué)院，沈陽 110136）

東北古代民族擁有至少長達(dá)4000 余年的筑城史，始于遼西地區(qū)的夏家店下層文化，歷經(jīng)漢魏、隋唐、遼金、元明清時期，涉及滿族、契丹族、女真族、高句麗族、肅慎族等諸多北方民族[1]。其中，高句麗族至今保留有數(shù)以千計的筑城遺存，這些高句麗山城大小不一、地理分布復(fù)雜、城寨形制各異、文化內(nèi)涵豐富，對推動?xùn)|北流域文明的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程，起到了非常重要的作用[2-4]。高句麗山城遺跡不僅十分豐富，而且是北方民族考古與統(tǒng)一的多民族國家形成和發(fā)展研究中的重要課題[5-6]。文章通過無人機傾斜攝影、三維激光掃描、虛擬現(xiàn)實等數(shù)字技術(shù)對東北地區(qū)高句麗山城遺跡的布局、規(guī)模、建造等方面的特點進行研究，提出針對性的山城遺跡數(shù)字化復(fù)原流程與方法，以完善山城文脈、恢復(fù)歷史功能性、延續(xù)當(dāng)?shù)靥厣玔7]。文章以張樓子高句麗山城的實踐研究為基礎(chǔ)，梳理其地域文脈和主要的形制特點，通過文脈傳承要素與復(fù)原模型的有效融合方法，借助數(shù)字化技術(shù)進行具有文脈傳承價值的古山城遺跡數(shù)字化復(fù)原設(shè)計實踐。

1 東北地區(qū)高句麗民族山城遺跡概述

東北各民族擁有獨特的文化體系，各民族之間的交往遷徙頻繁。隨著各民族文化的碰撞交流，各民族實力由弱小落后走向強大先進，筑城文化隨之豐富，因此所表現(xiàn)的山城形制、規(guī)模、功能等逐漸完善與多樣化[5]。高句麗民族屬于中國東北東夷系統(tǒng)、濊貊族系，在中國歷史上存續(xù)了七百余年。在它存在的七百余年里，以山城為核心的城邑制，成為高句麗建置制度和社會結(jié)構(gòu)的重要特征之一。

高句麗山城是高句麗民族在我國北方生存和抵御其他民族重要的生活和軍事設(shè)施，是研究中國東北東夷系統(tǒng)、濊貊族系歷史和發(fā)展軌跡的重要實物依據(jù)。高句麗山城的形制多樣化，有簸箕型、筑斷型、一面坡型、多角邊型等多種形式，四處征戰(zhàn)，為抵御外族入侵形成多樣的筑城形制，主要為了防御功能而存在。由于各民族文化的交融與融合，筑城形制與中原長安城、洛陽城相似，多為方形結(jié)構(gòu)，套城形制。高句麗山城的筑城文化是東北古代民族的典型代表，山城的形制演變歷經(jīng)了豐富的發(fā)展過程[8]。在這一演變的過程中，高句麗民族也在學(xué)習(xí)筑城經(jīng)驗中不斷提升自我，影響并推動著我國作為統(tǒng)一的多民族國家的逐步發(fā)展。

2 高句麗山城遺跡數(shù)字化復(fù)原設(shè)計的意義

2.1 推動多學(xué)科領(lǐng)域的融合發(fā)展

以設(shè)計學(xué)為引導(dǎo)，利用無人機傾斜攝影技術(shù)協(xié)作測繪，可以更好的使多領(lǐng)域知識體系交流互鑒。從山城遺跡復(fù)原與數(shù)字化傳播平臺建設(shè)的目標(biāo)出發(fā)，拓展設(shè)計學(xué)的研究思路，融合高句麗民族的歷史、遺跡復(fù)原、數(shù)字化傳播平臺和文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)設(shè)計等諸多領(lǐng)域，為設(shè)計學(xué)的理論研究和實踐提供新的思路[9]。針對東北地區(qū)文化建設(shè)發(fā)展的實際需要，立足于文脈傳承視角下的山城遺跡復(fù)原與數(shù)字化傳播平臺建設(shè)，借鑒社會學(xué)、城市考古學(xué)、數(shù)字化傳播等其他學(xué)科領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)策略，能夠?qū)崿F(xiàn)多領(lǐng)域、多維度的學(xué)科綜合性研究。

2.2 助力山城文化信息平臺的構(gòu)建

建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的山城遺跡數(shù)字檔案是對它進行研究與保護的重要方式，目前我國山城遺跡數(shù)字檔案建設(shè)仍處于發(fā)展初期，建檔時會存在采集手段多樣、信息深度不同、數(shù)據(jù)覆蓋不全面等問題[10-13]。通過對東北地區(qū)高句麗山城遺跡的可視化復(fù)原，將古山城遺址中所蘊含的特定歷史文化價值進行發(fā)掘、提取與創(chuàng)新運用。在促進文化旅游發(fā)展層面，形成文化資源的有效利用，使東北地區(qū)文化底蘊得以凸顯，積極推動旅游業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)的升級[14-16]。從社會效益的角度看，東北地區(qū)的文化資源、文化氛圍和文化發(fā)展水平，在一定程度上體現(xiàn)出東北地區(qū)的核心競爭力[17]。山城文脈的發(fā)掘?qū)|北地區(qū)精神文化內(nèi)核的發(fā)展具有支撐性作用，對東北地區(qū)高句麗民族山城遺跡進行數(shù)字化復(fù)原設(shè)計，是東北古代民族文化價值再現(xiàn)、文化傳播信息平臺構(gòu)建的重要舉措。

3 高句麗山城遺跡數(shù)字化復(fù)原設(shè)計的思路

3.1 復(fù)原設(shè)計對象的確定

在高句麗山城數(shù)字化復(fù)原設(shè)計的環(huán)節(jié)中，首先應(yīng)選取復(fù)原對象，確立基本的設(shè)計目標(biāo)[8]。山城是高句麗民族人民的勞動智慧，作為高句麗人民生活發(fā)展密不可分的古代高句麗文化存留，高句麗山城所蘊含的文脈始終對研究東北地區(qū)乃至中國古代民族文化具有重要意義。由于東北地區(qū)的高句麗山城數(shù)量龐大且規(guī)模不統(tǒng)一，為保證復(fù)原設(shè)計的原真性和地域性，應(yīng)鎖定某一時間區(qū)域，將該山城的文脈體現(xiàn)控制在該時間區(qū)域內(nèi)，復(fù)原對象的確立應(yīng)當(dāng)被嚴(yán)格定位為某時期的某座古代民族山城。為充分體現(xiàn)古代山城遺跡的“文脈”與“設(shè)計”價值，展示古山城的形制設(shè)計、筑城工藝等所反映的文脈要素的傳承和表達(dá)，在進行高句麗山城數(shù)字化復(fù)原設(shè)計時，除了實地勘察、匯編復(fù)原樣本體系外，還需基于文脈傳承與發(fā)展理念，實現(xiàn)高句麗山城文脈要素的建構(gòu)。

3.2 現(xiàn)場調(diào)研與測繪勘察

復(fù)原對象是一個整體，不僅包括古山城的建筑，還有周邊的地理環(huán)境、水文、景觀植被等。通過查閱復(fù)原對象所在歷史時期的考古調(diào)研資料、古地圖、歷史文獻(xiàn)等，獲取關(guān)于該山城相關(guān)的信息，梳理該山城的歷史發(fā)展并總結(jié)發(fā)展變化的特征。與此同時，對復(fù)原對象所在地域進行實地考察，通過實地觀察、拍攝和田野調(diào)查手段，掌握山城目前所處文化空間的狀態(tài)，整理歸納出高句麗山城復(fù)原設(shè)計數(shù)據(jù)信息庫。在現(xiàn)場調(diào)研與測繪勘察的過程中，將功能不同的區(qū)塊看作每一個小的整體，共同組成高句麗山城這一個大的整體。

3.3 復(fù)原樣本的信息匯編

為選取與復(fù)原對象同時期、相似或相近地域、相同規(guī)模的其他山城作為復(fù)原樣本，匯編復(fù)原樣本體系環(huán)節(jié)尤為重要。隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷提高，有關(guān)古文物、古建筑的復(fù)原工作，大部分圍繞著一些著名的文物展開，少數(shù)古跡由于相關(guān)資料和考古報告的缺乏，復(fù)原工作較為困難，因此對這類古跡的研究往往只停留在字面描述上，沒有形成可視化的圖案甚至復(fù)原工作，造成了復(fù)原工作的兩極分化。因此，在缺少相關(guān)精確資料的情況下，采集并匯編復(fù)原樣本，在一定程度上解決了一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的高句麗山城遺址未被充分考察及復(fù)原的情況。經(jīng)過復(fù)原樣本的體系匯編這一環(huán)節(jié)，對比同時期現(xiàn)存古山城外在的形制特點和內(nèi)在的文脈系統(tǒng)，利用測繪相關(guān)數(shù)據(jù)和模型，篩選出相似的可以運用到的有效信息，并提煉出合理的、可以通用的元素，為高句麗山城的數(shù)字化復(fù)原設(shè)計提供參考依據(jù)。

3.4 復(fù)原模型數(shù)字化復(fù)原設(shè)計

在三維模型復(fù)原的環(huán)節(jié)，根據(jù)復(fù)原樣本及復(fù)原對象的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合航拍模型圖，通過相關(guān)模型設(shè)計軟件，將高句麗山城的全貌進行復(fù)原設(shè)計。為使復(fù)原對象具有原真性，在構(gòu)建模型的過程中，首先，應(yīng)以相關(guān)資料、典籍和考古報告為基礎(chǔ)，根據(jù)平面地形圖或高程圖，導(dǎo)入建模軟件作為地形參考，并繪制復(fù)原對象的地勢情況；其次，確定山城的進城主要道路、城墻體系、城門等所在區(qū)域的關(guān)鍵節(jié)點，構(gòu)建模型并細(xì)化關(guān)鍵節(jié)點；最后，復(fù)原城中的瞭望臺、馬面、蓄水池等其他設(shè)施，并豐富周圍的植被。

對高句麗山城的顯性文脈要素的復(fù)原是將山城空間內(nèi)的自然環(huán)境、空間肌理、建筑工藝和裝飾細(xì)部等各要素體現(xiàn)在古山城整體復(fù)原模型中，實現(xiàn)顯性文脈要素的外在表達(dá)。在宏觀層面，將復(fù)原對象的模型賦予山城的建筑肌理，體現(xiàn)它的建筑工藝；在中觀層面，合理安排復(fù)原模型各部分的比例、色彩搭配；在微觀層面，對裝飾部件等進行合理排布，避免影響整個山城模型的視覺效果。

4 張樓子高句麗山城的數(shù)字化復(fù)原設(shè)計實踐

此次選取張樓子高句麗山城作為復(fù)原對象，通過對張樓子高句麗山城形制特點和地域文脈的研究，借鑒文脈傳承要素與復(fù)原模型的有效融合方式，借助數(shù)字化技術(shù)，重構(gòu)并植入文脈要素，以形成具有文脈傳承價值的古山城數(shù)字化復(fù)原設(shè)計方案。

4.1 張樓子高句麗山城概述

張樓子高句麗山城位于遼寧鐵嶺市張樓子村西南處約1.5 千米，因該山城依當(dāng)?shù)氐那帻埳蕉?，在部分史料中，又名青龍山山城。山城所處的位置絕妙，倚靠青龍山的蜿蜒地勢，東面毗鄰泛河水源，山城的北部城墻緊靠泛河修建，泛河自東向西，從北、東兩面包圍著張樓子山城流過。山城的北、東兩面均形成了河谷平原，西部地勢陡峭，向西繞過高聳的山勢便是遼河沖積平原。在山城的北面有蓄水池，充分利用了地勢條件，南側(cè)緊靠山城的北城墻，西側(cè)與入城通道接壤，既利用天然的地勢特點加固了城防，又方便了當(dāng)時的居民出城取水。如今，經(jīng)過歲月的變遷，山城遺址存在包括墻體坍塌、外墻面石坍落、面石心石離鼓、植株破壞等問題，對于該地域的文脈傳承與保護面臨諸多困境。

4.2 山城實地調(diào)研與測繪

利用無人機傾斜攝影技術(shù)對張樓子山城的實地調(diào)研與測繪，得到城墻的全面數(shù)據(jù)，張樓子山城全景如圖1 所示，根據(jù)考古報告及相關(guān)文獻(xiàn)，參考相關(guān)專家所繪的張樓子山城形制圖，繪制山城內(nèi)部規(guī)劃圖，如圖2 所示，無人機測繪所出的張樓子高句麗山城鳥瞰圖與考古形制圖基本吻合。在張樓子高句麗山城考古形制圖的基礎(chǔ)上豐富并標(biāo)明重要細(xì)節(jié)，以使后續(xù)的復(fù)原過程在參考該數(shù)據(jù)時更加直觀。張樓子高句麗山城城墻依山而建，共有三個城門，分別為北門、西門、南門。由于北門外的天然蓄水池，導(dǎo)致北門處形成一個“S”型的入城通道，北門的設(shè)計也極為巧妙，在城門外面很難辨認(rèn)出北門的位置。南門處沿著城墻形成甕城結(jié)構(gòu)，南墻內(nèi)側(cè)附有城內(nèi)盤道。山城共有六個豁口，七個瞭望臺，其中六個瞭望臺在城墻內(nèi)，一個在城外東南處，在城外與南門呼應(yīng)，設(shè)計極為巧妙。

圖1 張樓子高句麗山城全景圖

圖2 張樓子高句麗山城形制圖

4.3 山城遺跡數(shù)字化復(fù)原設(shè)計方案

根據(jù)相關(guān)推斷與航拍圖及規(guī)劃形制圖，進行山城遺址復(fù)原與虛擬現(xiàn)實展示設(shè)計，如圖3——圖4 所示。通過張樓子山城的現(xiàn)狀分析得出，因其地理特征及地域性布局的特殊性，生態(tài)環(huán)境沒有得到系統(tǒng)性的保護，隱性文脈的傳承渠道受限。在張樓子高句麗山城文脈元素的提取融合過程中，分析出該山城所處的年代大致處于唐代初年，并選取同時期的山城作為復(fù)原樣本庫，建立起張樓子山城文脈要素體系庫。在山城的復(fù)原設(shè)計過程中，以張樓子山城文脈傳承與發(fā)展的設(shè)計視角，在展現(xiàn)土石混筑、造型還原考古文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，由于相關(guān)考古圖片稀缺，在考古報告文字?jǐn)⑹龅幕A(chǔ)上，以實地考察的圖片和復(fù)原樣本為原型進行合理推演，按照考古報告所提供的數(shù)據(jù)比例完成高句麗山城的形態(tài)復(fù)原設(shè)計，從而形成高句麗民族地域性特色設(shè)計風(fēng)格。具體復(fù)原步驟包括：（1）根據(jù)高程圖形成山城地形；（2）確定道路、瞭望臺、城門、城墻等關(guān)鍵節(jié)點在山城中的位置；（3）細(xì)化關(guān)鍵節(jié)點；（4）復(fù)原城中城區(qū)及其他設(shè)施；（5）復(fù)原周圍植被。

圖3 山城遺跡復(fù)原效果圖

圖4 張樓子山城虛擬現(xiàn)實展示設(shè)計

5 結(jié)論

文章在實現(xiàn)高句麗山城遺跡復(fù)原與虛擬現(xiàn)實展示設(shè)計的過程中，借助計算機數(shù)字化復(fù)原技術(shù)，將高句麗民族文化植入于古山城遺跡的活化、物化與轉(zhuǎn)化中，促進東北文化產(chǎn)業(yè)的完善及其價值的實現(xiàn)。選取東北地區(qū)具有代表性的高句麗山城，利用無人機航拍測繪、計算機數(shù)字化復(fù)原技術(shù)，實現(xiàn)了遼寧省鐵嶺市張樓子村典型的高句麗山城遺址數(shù)字化復(fù)原與虛擬現(xiàn)實展示設(shè)計方案。研究所用數(shù)據(jù)主要依賴于現(xiàn)代科技輔助，僅是利用數(shù)字化手段對目標(biāo)山城原貌進行復(fù)原的嘗試，限于可直接參考的史料及歷史照片較少，在該方面獲取的有價值的信息還需要深度挖掘。因此，在后續(xù)的研究工作中，將重點對古城遺跡發(fā)展及現(xiàn)狀、資源特色、發(fā)展機遇等問題進行研究，以實現(xiàn)東北地區(qū)高句麗民族山城遺跡的合理復(fù)原。