智東西（公眾號：zhidxcom）
文 | 心緣
巴黎聖母院著火了，這一突發事件震驚全世界，從台灣時間16日凌晨0:30起，全世界人類的心緒都被事件的變化所牽引，一會兒扼腕歎息，一會兒又松口氣。
壞消息是，“卡西莫多不僅失去了心愛的姑娘”刷屏網絡，文青的哀緒大肆蔓延。
好消息是，卡西莫多“心愛的鍾樓”沒事兒，他頂多被“嗆”了一下。
更好的消息是，巴黎聖母院的主要藝術品和聖物都已救出，還表示要重建這個759歲的大教堂，從周二起啟動全國籌款活動，並呼籲全球協助這項工作。
最最最糟糕的消息是，專家說“不可能完全複原”：火災導致石頭產生裂縫或變粉末，近千年歷史的數百年中世紀木質頂木材，燒毀後難再尋覓。
而最最最大的好消息是，早在2015年，有一個叫安德魯·塔隆（Andrew Tallon）的哥們兒，通過雷射掃描生成數十億數據，將巴黎聖母院的全景及內部結構完整保留下來。
也就是說，沒見過的人不用遺憾，瞻仰過的人也不用替沒見過的人可惜。
巴黎聖母院建模傳送門：
來源：《國家地理（National Geography）》的報導
一、數字化建模，複原大教堂每個細節
一場突如其來的大火，讓時年46歲的塔隆成為拯救全人類文明的英雄。
安德魯·塔隆是一位藝術歷史學家，2015年，他利用雷射掃描，精準地記錄了這一哥特式大教堂的全貌。
這一記錄耗時數年，在大教堂內外的50多個地方進行數據采集，對聖母院內的每一個細節都進行了多次掃描和數據處理，最終收集了超過10億個數據點。
眾所皆知，哥特式大教堂的寶貴不止在於雄偉的外觀，還在於精妙的內部構造，每一個細節都是中世紀的工匠鬼斧神工之作。
而塔隆的掃描技術，不僅可以為你還原一個數字版的大教堂，還足以為大教堂做出一個小型的3D列印，從頂部的花紋到樓梯間的內部，再到人們看不到的隱藏空間，每一個細節都與原來的大教堂別無二致。
二、50多個位置掃描，形成10億“點雲”
傳統測繪需要拿著鉛錘、繩子、尺、紙和筆，一點一點重複性地去測量，而且必須保持極度的細心和耐心。
即便如此，人類也很難百分百的保證測繪的可靠性。
而雷射掃描不同，它收集的數據量非常龐大，其精確程度是人類難以匹敵的。
首先，塔隆使用安裝在三腳架上的Leica Geosystems雷射掃描儀，掃描了巴黎聖母院大教堂內外的50多個位置來收集數據。
雷射掃描儀不斷掃描大教堂內部的每個表面和結構特徵，測量掃描儀本身與雷射撞擊點之間的距離。
這些掃描出的數據被拚在一起，形成一個包含超過10億個點的“點雲（point cloud）”。
每個點雲數據，除了包含幾何位置外，還含有顏色信息、分類值、強度值、時間等信息。
因此，點雲數據可以高度還原現實世界。自動駕駛中的雷射雷達，即是如此幫助汽車實現對世界的感知。
最後加上光影效果，建造出非常逼真準確的大教堂全景式三維模型。
這個三維模型不僅可以清楚的展示大教堂的全貌，也能夠輔助對大教堂進行內部結構的可視化研究。
塔隆已經開源發布了他掃描並重建的所有哥特教堂，並在線構建了一座哥特教堂3D博物館，巴黎聖母院也在其中。
鏈接：http://mappinggothic.org/building/1164
三、十年如一日，拯救45座歷史建築
塔隆為保留藝術史窮其一生，不過，他並非科班出身。
在密爾沃基長大的塔隆，和大多數生於巴黎的孩子一樣，瘋狂的迷戀著巴黎聖母院。
他的本科在普林斯頓大學主修音樂，卻從未錯過研究哥特式建築結構的工程師羅伯特馬克教授的每一堂課。
他有一本遊客指南，當年他就像一個瘋子一樣在上面寫滿了注釋。
機會總是給有準備的人，塔隆很快等來了他一生所熱衷的事業。
塔隆畢業後不久，哥倫比亞大學藝術歷史學家默裡正在亞眠大教堂組建一個多媒體項目中，需要有人製作“大教堂可能發出的聲音”，塔隆被介紹參與這個項目。
那時，在默裡的引領下，他第一次接觸了雷射掃描技術。
“大教堂可能發出的聲音”項目：
https://www.youtube.com/watch?v=DDCYPl9jE1M&list=PL0403FF33046214B4&index=8
塔隆說：“我終於意識到，我真正想做的就是能夠將所有這些東西混合在一起——一切我熱愛的：中世紀建築、藝術、技術和知識。”
2011年，默裡和塔隆共同創立了Mapping Gothic France，這是一個開源項目，旨在探索各個建築的建築空間，地緣政治空間以及建築商和用戶之間的社會空間之間的聯繫。
“用雷射掃描重現建築的時候我仿佛又成為了當年那個凝視著巴黎聖母院，想要進入巴黎聖母院的小孩子，而如今我做到了，我可以進入那些建築，包括屋頂的頂部，拱頂的頂部，樓梯間的內部，以及人們通常看不到的所有隱藏空間，這是最讓人激動的。”
遺憾的是，這位拯救了約45座歷史建築的雷射掃描數據留存的英雄，在去年11月份與世長辭。
但從另一個角度來看，這未嘗不是一件好事。
深愛中世紀建築的塔隆或許永遠都不會知道，巴黎聖母院會有今日之劫難。
四、用數字保留歷史文明的探索者們
除了塔隆之外，還有其他人在通過數字化建模保留人類歷史文明。
國際知名遊戲開發商育碧就因為曾在遊戲中1：1複現巴黎聖母院，在今天在原價沒打折的情況下衝進了Steam熱銷榜前十。
為了在其《刺客教條：大革命 （Assassin’s Creed Unity）》遊戲中完美還原巴黎聖母院，育碧花了兩年時間研究它的構造和細節，請教了大量的歷史學家，對整個建築進行掃描，形成了精確的數字資料。
Google Arts & Culture也在將巴黎聖母院等世界各地的博物館高質量的搬到線上：
鏈接：https://artsandculture.google.com/search?q=Notre%20Dame%20Cathedral
如今，這些資料或將和塔隆的數據一起，為巴黎聖母院的複原貢獻重要的力量。
五、巴黎聖母院的三次嚴重受損
塔隆不是唯一用數字來保護巴黎聖母院的人，巴黎聖母院也不是第一次被毀。
很遺憾的是，即便是塔隆保留下的建築全貌，也並非聖母院真正的原型。
算上歷史上的胡格諾派、法國大革命，今天是巴黎聖母院在歷史上第三次遭到破壞。
巴黎聖母院的大教堂始建於1163年，1182年基本功能大致成型，1345年最終落成。自完工後，教堂就一直在被修改和增建，“不定期的遭殃”。
第一次大型破壞來自胡格諾派和天主教徒的宗教戰爭，胡格諾教徒衝進天主教徒，砸爛聖壇，燒毀教堂，持續十年將法蘭西化成一片焦土。
第二次大型破壞發生在法國大革命期間，聖母院的神壇、神像等都遭到嚴重破壞，整個大教堂千瘡百孔。
修複計劃始於1844年，耗時23年，由Viollet-le-Duc負責全面整修教堂，他開始給聖母院加入和原來不同的設計理念，還受限於時代用了一堆質量不怎麽樣的建材。
這件事埋下的隱患終於在今日爆發了，面對被燒塌的塔尖、被燒毀的玫瑰花園，消防員們和民眾只能跪地祈禱，卻不能用傳統的消防方法去滅火。
因為劣質材料，以及哥特式建築精巧卻難以承力的特色，什麽高壓水槍、消防飛機通通不敢用，萬一弄不好，整個建築都將坍塌碎裂。
結語：巴黎聖母院永不消失
法國總統馬克龍在推特上情緒悲愴：“聖母院的火焰吞噬了巴黎，而悲痛的情緒席卷整個法國，此次此刻我感到很痛心，我們每個人內心都有一小部分被大火燒掉了。”
歷史上被大火所摧毀的文明屢見不鮮：日本京都金閣寺、韓國崇禮門、新德里國家自然歷史博物館、巴西國家博物館等等都被大火毀於一旦。
好在，雷射掃描將聖母院的絕大部分都保留了下來。
也許我們短時間內無法親身感受這一珍貴的文化瑰寶，但巴黎聖母院將永遠地留存在數字世界，供全世界各地的人觀瞻。
基於數字化建模留下的數據，我相信它永不消失。
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