暑期学校课程设计作品 – “聚木为宇”中国木结构建筑可视化

古人砍伐树木,建造屋宇,从平地起高楼,唐代遗风,宋式营造,金元筑法,无不运匠心与智慧。木结构建筑是一部立体的史书,走过茫茫烽火、技术进步、宗教变迁,记载战争文明、王朝更迭与日常起居。长期以来,木构建筑在中国建筑史上承担着重要的历史地位,但却在很长一段时间内被人们忽视、遗忘,甚至中国学者想要对木构建筑展开研究,还要拜读邻国日本的一些专著,直到近现代梁思成在该方面做出的努力,才让中国古木构建筑的价值重现于世。

古人聚木为宇,今人登檐测绘、穿墙透壁,通过多维数据、视觉表达与动态交互,本项目力图呈现一场聚焦木结构建筑的古今对话。

二、数据收集与整理

小组对维基百科中木结构建筑的数据列表进行爬取。获取到了唐、南宋、北宋、五代、辽、金等时期内的约140条木构建筑数据。除了基本的建筑名称、建造年代、坐标外,小组还额外收集了建筑面宽、进深、斗拱形制、建筑剖面图等数据项。本项目的数据维度可以分成两部分:时空数据如地理位置、建筑修缮/毁坏时间线等;艺术形制数据如屋顶形制、建筑结构、斗拱风格等。

三、可视化与交互设计

该作品采用地图的方式展现木结构建筑在地图上各个省份的分布,通过放大和缩小,可以查看具体到某一个省份的建筑,也可以看到木结构建筑在整个中国的分布。每一个圆圈就代表一个建筑,圆圈的颜色描绘了不同的结构样式,圆圈的大小则表示建筑的面宽与进深。

木结构建筑地图

右侧时间轴代表了朝代的分布,时间轴左侧条带状的面积刻画了建筑的自身面积以及同建筑群的占地面积。在时间轴上选择相应的建筑,可以查看建筑的具体信息,如简介和实景概览图。

查看建筑的具体信息

选择相应的建筑后,可以在手绘的建筑剖面图线稿上了解木结构建筑的屋檐、斗拱、结构等各个组成部分,以及进一步了解相关建筑的具体内容信息。

建筑剖面图

可视化提供了以结构样式、斗拱形制、屋顶形制为分类单位的架构线稿图片及介绍。

不同的建筑结构样式

可以看到特定木结构建筑的结构样式。对建筑斗拱、屋顶形制等艺术风格具有兴趣的读者可以更进一步,选择对应的建筑结构进行更加深入的了解,或切换到下一个有关艺术形制特征的视图,或将不同建筑的不同部分的形制进行对比。

抬梁式详解

四、案例探索-云游曲阜孔庙

在中国现存木结构建筑中,曲阜孔庙因其规模之宏大、年代之久远被梁思成称为世界建筑史上的“孤例”。

木结构建筑

在地理位置上,曲阜孔庙位于孔孟之乡山东,可以清楚地看到孔庙碑亭的在图上的位置。圆圈的的大小代表孔庙碑亭其面宽三间进深三间,绿色代表其为抬梁式建筑,而图上的大部分木结构建筑,也都是抬梁式的。

曲阜孔庙碑亭

右侧视图中的轴其实是140处木构建筑的列表,轴的左侧编码了建筑面积,孔庙碑亭单体建筑面积为117平方米。而轴的右侧时间线则显示其始建于金代。

从建筑的信息弹窗,可以清楚地看到,曲阜孔庙以孔子故居为庙,岁时奉祀,西汉以来历代帝王不断给孔子加封谥号,孔庙的规模也越来越大,其中现存最早的木结构建筑便是位于奎文阁后正中位置的金明昌年间建造的两座碑亭。

想要了解孔庙碑亭的具体形制,选择孔庙就能看到,在这个视图中针对孔庙碑亭建筑斗拱、屋顶形制、主要架构几个主要特点绘制了特定的线稿,可以看出其为重檐歇山顶,檐顶及四侧覆黄琉璃瓦,整体古朴,四檐下斗拱撑起硕大屋顶,为典型的金代斗拱,较后世斗拱更具实用价值。

曲阜孔庙碑亭的线稿与形制

在线稿中选择建筑的不同部位可以看到不同的分类,如选择廊柱,可以看到木结构建筑整体结构的概览,按结构分为抬梁式、穿斗式、井千式、干栏式和组合式;选择屋顶,可以看到木结构建筑屋顶的概览,按屋顶分为硬山顶、悬山顶、庑殿顶、歇山顶;选择斗拱,可以看到木结构建筑斗拱的概览视图,按斗拱分为金、辽、宋、唐、元。

选择斗拱

选择孔庙碑亭的斗拱部分,可以看不同斗拱的详细介绍以及描绘斗拱结构的线稿,也可以通过点选地图界面,看所有金代斗拱建筑的地理位置分布,这些建筑都会在地图中被高亮出来,方便进一步探索。

斗拱样式

千百年来,孔庙总共经历大修15次,中修31次,小修数百次,它在战乱天灾中屡经修葺,成为今天我们看到的样貌。创造它的历代王朝,已埋入历史的黄沙,而如今的我们,可以不用翻山越岭,就领略到木结构建筑的魅力。

五、总结

在悠久的历史长河中,木结构建筑既是古人遮风避雨的栖身之所,亦是今人了解、回溯中华文明的瑰宝。本项目用可视化手段拆解了一座座木结构建筑,从结构、规模、形制等方式还原当年匠人们的搭建过程,生动呈现木结构建筑的年代风格、功能样式与历史沿革,让古今对话,让古建筑走入数字生活。

这个可视化作品是对于唐宋木结构建筑号一个初步的探索。数据来源于相关的学术论文。其中对于历史文化的诠释,还需要专家帮助纠正可能的谬误;进一步的提升,需要和相关领域专家的进一步合作。欢迎有兴趣的领域学者联系:pkuvis[at]pku.edu.cn。

课程设计《聚木为宇——中国木结构建筑可视化》
小组成员:北京大学崔天瑞,北京大学陈昕悦,南京艺术学院张璇,西北大学孙梦,武汉大学杨柳多姿,江南大学阳雅芝。
指导教师:北京大学袁晓如、雪城大学徐瑞鸽。

暑期学校优秀课程设计将陆续收录在“可视化看中国”网页
http://vis.pku.edu.cn/vis4china

暑期学校网页
http://www.chinavis.org/s22

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