激光扫描下的巴黎圣母院

利用激光束扫描结果画出来的圣母院三维图像

根据美国《国家地理杂志》的报道，一位专攻哥特式建筑的艺术史教授首次利用激光扫描技术深入研究了巴黎圣母院的结构。研究结果有助于学界了解巴黎圣母院建造甚至是哥特式建筑的历史，从建筑史和工程的角度而言，都颇具价值。

一般来说，古建筑经过长年累月往往会经历多次重建修葺，而且因为温度的影响，地基会有轻微的移动。只要有足够关于古建筑在当下结构的数据，就可以通过移动的情况来推测建筑物原初的设计是什么样的。但是，许多古建筑的图则和相关史料都不复存在，使得研究者必须尝试其他手段进行研究。

位于美国纽约州的瓦萨学院的艺术史专家安德鲁·塔隆教授就利用了激光扫描技术来研究法国的多座哥特式建筑，尤其是巴黎圣母院。巴黎圣母院是巴黎最著名的建筑之一，始建于1163年，是巴黎大主教莫里斯·德·苏利下令兴建的一座教堂，在1345年建成。它是哥特式建筑最卓越的典范之一。

为了进行激光扫描，塔隆把扫描仪安装在三脚架上，在圣母院的50多个位置搜集数据。他用激光束扫过教堂的每一个部分，测量扫描仪和激光打在建筑结构上之间的距离。每次测量结果都用一个光点表示。搜集完毕后，将数以十亿计的光点放在三维图像里，画上线条，然后再和实地拍摄的全景照片结合，在图像中的立面上上色，最后加上光影效果，就能建立非常逼真准确的三维模型。这样的三维模型对了解圣母院的内部结构有很大的帮助，而且可以达到前所未有的准确度，偏差大概只有五毫米左右。

尽管在中世纪的设计者看来，巴黎圣母院的建筑堪称完美，但建造教堂的过程中难免会有人为导致的缺陷，也时常发生各种意外状况。扫描结果清楚地说明了这一点。比如，建造者有时不够细心——教堂西端内部的立柱和一些通道没能排成整齐的一行，根据激光扫描可以知道，这是因为工匠们没有把原有的建筑残骸处理好，就直接在周围继续进行工程。另外，从整体风格来看，学者们一直怀疑圣母院西立面的工作曾暂停过一段时间。塔隆在进行激光扫描之后，发现了工程暂停的原因。西立面所处的地面不牢固，所以门廊倾斜了30厘米。建造者因此被迫把工程暂时停顿，等到解决地面的问题之后，才能继续进行建造工程。

作为研究圣母院的一部分，塔隆还参与策划了一个关于圣母院近九个世纪以来历史的展览。除了巴黎圣母院以外，他已扫描了45座历史建筑，并打算根据这些成果写作一部分析哥特式建筑结构的书籍。

（徐力恒 编译）