利用激光束掃描結(jié)果畫出來的圣母院三維圖像

    一般來說，古建筑經(jīng)過長年累月往往會經(jīng)歷多次重建修葺，而且因為溫度的影響，地基會有輕微的移動。只要有足夠關(guān)于古建筑在當(dāng)下結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，就可以通過移動的情況來推測建筑物原初的設(shè)計是什么樣的。但是，許多古建筑的圖則和相關(guān)史料都不復(fù)存在，使得研究者必須嘗試其他手段進行研究。

位于美國紐約州的瓦薩學(xué)院的藝術(shù)史專家安德魯·塔隆教授就利用了激光掃描技術(shù)來研究法國的多座哥特式建筑，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·蘇利下令興建的一座教堂，在1345年建成。它是哥特式建筑最卓越的典范之一。

為了進行激光掃描，塔隆把掃描儀安裝在三腳架上，在圣母院的50多個位置搜集數(shù)據(jù)。他用激光束掃過教堂的每一個部分，測量掃描儀和激光打在建筑結(jié)構(gòu)上之間的距離。每次測量結(jié)果都用一個光點表示。搜集完畢后，將數(shù)以十億計的光點放在三維圖像里，畫上線條，然后再和實地拍攝的全景照片結(jié)合，在圖像中的立面上上色，最后加上光影效果，就能建立非常逼真準(zhǔn)確的三維模型。這樣的三維模型對了解圣母院的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有很大的幫助，而且可以達到前所未有的準(zhǔn)確度，偏差大概只有五毫米左右。

盡管在中世紀(jì)的設(shè)計者看來，巴黎圣母院的建筑堪稱完美，但建造教堂的過程中難免會有人為導(dǎo)致的缺陷，也時常發(fā)生各種意外狀況。掃描結(jié)果清楚地說明了這一點。比如，建造者有時不夠細(xì)心——教堂西端內(nèi)部的立柱和一些通道沒能排成整齊的一行，根據(jù)激光掃描可以知道，這是因為工匠們沒有把原有的建筑殘骸處理好，就直接在周圍繼續(xù)進行工程。另外，從整體風(fēng)格來看，學(xué)者們一直懷疑圣母院西立面的工作曾暫停過一段時間。塔隆在進行激光掃描之后，發(fā)現(xiàn)了工程暫停的原因。西立面所處的地面不牢固，所以門廊傾斜了30厘米。建造者因此被迫把工程暫時停頓，等到解決地面的問題之后，才能繼續(xù)進行建造工程。

作為研究圣母院的一部分，塔隆還參與策劃了一個關(guān)于圣母院近九個世紀(jì)以來歷史的展覽。除了巴黎圣母院以外，他已掃描了45座歷史建筑，并打算根據(jù)這些成果寫作一部分析哥特式建筑結(jié)構(gòu)的書籍。