西洋楼，圆明园的一角，虽然面积只占全园总面积的1.5%，但其残破的西洋风格遗址是中国人最熟悉的圆明园标志，每一张圆明园明信片几乎都取景自西洋楼。到访西洋楼的游客，似乎都习惯了这里每一处石构件的摆放，似乎没有游客会去深究——“这些散落的石块原来应该在哪儿？”
但有一群人，正在利用3D激光扫描技术，帮散落的石构件找到“归宿”。
北京清华同衡规划设计研究院建筑与城市遗产研究所(以下简称“清华同衡遗产所”)所长肖金亮，在接受北京晚报专访时表示，清华同衡遗产所从2009年开始就大规模利用数字化技术，为圆明园内的遗迹寻找精确定位。“圆明园内遗存下来的石构件数量巨大，同时又缺少图纸等原始资料，我们的工作每天都在不断更新，尽量找到每一块石构件原来的位置。”
在3D激光扫描技术的帮助下，学科带头人清华教授郭黛姮和肖金亮及团队，不仅帮西洋楼的石块找到“归宿”，甚至还修复了已经坍塌的碧澜桥。
没图纸？石构件3D模型助复位
始建于1709年的圆明园，其精致与恢弘已无须赘述。在1860年遭英法联军劫掠后，“万园之园”只剩下残垣断壁。从那以后，我们只能借助绘画和老照片，想象圆明园巅峰时的壮美。
“我们现在看到的西洋楼，是1980年清理之后的样子。”肖金亮说，圆明园在1860年遭劫后，由于社会动荡、疏于管理，军阀和附近村民都对圆明园遗址进行过盗取。到了1960年，西洋楼的很多遗迹已经被土堆掩埋。直到1985年前后，圆明园才迎来了一次较为彻底的清理，许多现在的景点才重见天日。“不过，当时的技术条件受限，西洋楼的很多东西并没有严格按照原位摆放。有些应该立着的石构件，现在是躺着的。”
对于古建筑研究这个专业来说，西洋楼的特别之处就在于它虽遭破坏，却留下了大量石构件。古埃及金字塔、古希腊神庙、古罗马斗兽场都因大量采用石材而留存至今，在木材被烧毁、夯土已坍塌的情况下，西洋楼的石构件显得弥足珍贵。时至今日，随着考古工作日益深入，还有石构件不断被发现。但问题也随之而来，这些残破的石构件原来属于哪座建筑？应该在什么位置？
“或许大家自然而然都会想到找图纸，可实际情况是，关于西洋楼的‘样式雷图’数量很少。”
样式雷，是对清代200多年间主持皇家建筑设计的雷姓世家的誉称。雷家是清代内务府样式房的掌案头目人，为皇家进行宫殿、苑囿、陵寝、庙宇等设计和修建。“样式雷图”就是雷家留下来的图纸，这些图纸有的是设计图，有的是测绘图，数量繁多，原先在样式房有专门管理。但到了清末，管理混乱，“样式雷图”被太监宫女们夹带着流出宫外，在民间四处流转。
“像圆明园西洋楼这样西式表达的建筑，图纸本来就少。现在仅存的一些圆明园‘样式雷图’，分散在故宫、国图、第一历史档案馆、清华等单位。虽然有一些整理，但大部分都需要辨别。”
怎么办？借助3D激光扫描是个好办法。利用精确到毫米以下级的扫描技术，肖金亮和同事们把散落的石构件变成了电脑里的3D模型。“在电脑里，我们可以一点点去试、去拼接，找到构件之间的对位关系，特别对于曲线形状的构件，原来手工测量难以测得的形状，现在都准确测量了。”
有缺失？新科技老手艺修石桥
新科技的运用，让研究团队知道那些散落在圆明园遗址地上的石构件原先属于哪儿。“我们在不断更新数据库，万一哪天石构件某些原因出现缺损——当然我们不希望有那一天，可以利用数据库里的信息，去追溯损坏石构件的原样。”
机会总是留给有准备的人，一座石桥遗址的出土，给了研究团队实践的机会。
这座石桥位于圆明园坦坦荡荡景区，上有乾隆御笔刻字“碧澜桥”，2002年被发掘出土时，构件已经散落。2006年，介入石桥复原工作时，清华同衡遗产所再次遇到了缺少图纸的情况。于是，利用3D激光扫描技术，研究者们在电脑里完成了对石桥主要构造的拼接。
“如果按照现在修建一座仿古石桥的方法，用吊车安装石构件，那很容易造成文物损坏。但是在电脑里，像搭积木一样，依照石桥的弧度，遵循石构件之间的榫卯结构，一点点找到每个石构件的精确位置，可以不触及石构件，避免了搬运过程中的损坏。”
当拼接工作在电脑里完成时，不仅现存的构件都回归了原位，还能精确定位缺失的部分。再次借助现代科技，他们对老石材进行了化学成分分析，并在北京周边找到了清代开采这批石材的矿脉。“我们还找到了房山区的石材雕刻非遗传承人，请他们按照我们扫描下来的花纹，补齐了缺失的部分。这可以说是现代科技和传统手艺的完美结合。”
经过近十年的细致工作，2015年底，碧澜桥的修复工作正式完成。“现在碧澜桥所在的圆明园西部景区，人流相对较少，还没有完全开放，相信不久的将来，游客们就有机会近距离感受碧澜桥的风采。”
难复建？依赖于技术传承和匠人
碧澜桥的复原只是研究团队工作的一小部分。“相对于公众最熟悉的西洋楼等景区，碧澜桥要好办一些。”为什么西洋楼难办？因为从1980年开始，所有人印象中的西洋楼已经固定，每一点小修补、小变动，都得考虑游客是否接受。
西洋楼景区里有一个海晏堂蓄水楼，原先是给十二兽首喷泉提供水源的。蓄水楼的遗存主体是一个高7.2米左右的夯土台，上宽下窄，看上去像是倒立着的。“蓄水楼原先有厚度达到5米的包砖，但后来被扒走，只剩下夯土，多年风雨侵蚀造成夯土台风化、开裂、剥落严重，整体结构也处于不稳定状态，非常危险。”在决定抢险加固、局部包砖后，肖金亮和同事们进行了严苛的准备工作。首先就是测定原始用砖的化学成分，发现烧砖用土来自门头沟。然后是对砖块的力学性能进行分析，“如果新做的砖，强度不如原始用砖，那么起不到保护夯土的作用，就没有修复的意义。如果新砖的强度比老砖高，那又会造成内部应力向老砖集中”。在确定了砖的化学成分、力学性能后，施工团队联系了门头沟的砖厂，按照原始的规格进行定制。砖制作好后，又请老师傅按照夯土台上留下的砌砖印记，进行重新铺装。
最后的效果，既达到了加固的目的，也严格按照原样修补，没有让游客产生不适应。
虽然当初学的是建筑，现在研究的也是建筑，但肖金亮的工作经常需要同化学、物理、摄影等其他学科打交道，为的就是更真实地还原圆明园的本来面貌。尽管“是否应该重建圆明园”的讨论一直没有停歇，但肖金亮对北京晚报记者表示：“我们对复建圆明园是不持立场的，目前所做的工作只是希望留存技术资料”。
有投资商希望在外省市异地复建圆明园，此前曾找过郭黛姮教授和肖金亮，但是商业行为显然没法与学术研究合拍，“一些老板有热情，也有情怀，但在具体行动上，他们期望的只是个主题公园，弄点清代的房子，做个正殿配殿，并不准备做严格的原始面貌展现。如果真的要复建圆明园，不只是钱和土地，更重要的是技术的积累、记忆的传承、工匠的培训、物料的长期准备。我们中国的古建筑，非常依赖工匠的表达，需要长时间浸淫于古建筑行业的资深匠人”。
肖金亮和同事们的工作，继续在新科技和老传统之间寻找平衡，他希望能借助更多如3D激光扫描这样的新科技，也希望能有更多遗存资料涌现出来。“我们在做的工作，希望能有更多公众知道。一方面为公众提供一个了解圆明园的渠道，另一方面也希望调动全社会的力量，共同加强圆明园研究，说不定谁家就有一份很有价值的图纸。如果可以，我们希望学者和百姓能够进行良好互动，为更好地了解圆明园的本来面貌一起努力。”
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