故宫600年大展测稿的秘密

原标题：故宫600年大展测稿的秘密

原创 杨昕璇 人文清华讲坛

故宫600年大展上的测稿记忆

故宫，东雁翅楼，“丹宸永固——紫禁城建成六百年”大展，第三单元“生生不息”，一张由清华大学建筑学院珍藏的中国营造学社故宫测稿静静陈列着。已有些许破损的黄色方格纸上是徒手绘制、比例准确、勾画清晰的铅笔印记，记录着太和殿下檐角科斗栱的具体形制和详细数据。

中国营造学社此次对于故宫一系列建筑、景观进行测绘，一方面是受故宫博物院之托进行勘察记录并为之做修缮设计。另一方面，这项工作也切合学社进一步研究清代官式建筑实例的学术需求。而当时华北地区一触即发的战争阴影也使这项可能将承担延续故宫生命的工作刻不容缓。

北平故宫太和门上搭建的测绘用脚手架

中国营造学社故宫测稿

图片来源：故宫博物院网站

中国营造学社故宫实测记录

图片来源：故宫博物院网站

中国营造学社拍摄的故宫太和殿

图片来源：故宫博物院网站

85年前测稿怎样诞生

测稿，是在测绘现场绘制的关于被测物徒手勾勒的草图，用于熟悉被测物构造、绘制大体形状、标注记录测量数据，属于现场测绘工作的第一步。

展厅中陈列的这张测稿上细致、整齐地标注着一系列数据，从两个斗栱间的距离到昂嘴的某个微小弧线，数量众多。

85年前，营造学社的成员记录下这一个个数据，而要获取任何一个数据，都只能爬上摇晃的梯子，对太和殿高高屋檐下密密匝匝的斗栱进行手工测量。

中国营造学社成员测绘故宫

图片来源：故宫博物院网站

就拿我们最熟悉的斗栱构件——栱来说。在日常生活中，因为观察距离较远，栱的外侧几乎都被认为是一道流畅的弧线。实则不然，当我们凑近查看甚至用手触摸，会发现栱的侧边是有棱的，而这道“弧线”实则由几道直线连接而成，被称为“卷杀”。因此，我们绘制每个栱的形状时，不能简单地以一道弧线勾勒其外侧的形状，而需将每道棱线定位。而如何将棱线定位也有着特定的方法，并非直接测距那么简单。

清华大学建筑馆清式大木模型正心瓜栱卷杀

古建测绘必定伴随着一定的测量误差，要获得更准确的数据必须探究和理解相应构件的营造方法，以此反推获取测量数据。栱的侧边之所以会出现三至五道不等的棱是因为古时工匠由于栱侧面圆弧半径过大导致的放样困难而运用了弦高法拟合圆弧。即将端头两点连接做出圆弧的弦，将该弦分为若干等分，做出一定的弦高确定圆弧上的点，最后将这些点依次用直线相连。因此，在早期测绘中，一般逆推卷杀的做法，采用弦高法测量各处弦高和弦上各点距离，进而确定各个栱的形状。

弦高法测斗栱卷杀示意

由此可见，虽然远看只是一段小小的弧线，测绘一个栱的卷杀就需要至少7个数据。故宫建筑群体量庞大、等级至高，建筑形制也最为复杂，每个斗栱都包含有数十个栱。当年营造学社的测绘工作团队只有三五个人而已，足见他们的工作强度之大和专业能力之强。精密的测绘手法、艰辛的测绘经历都凝结在淡淡的铅笔痕迹中，默默呈现在我们眼前等待有心人的发现。

图纸上跨越时空的对话

在古建筑保护工作日臻完善的今天，如当年营造学社测绘故宫那般急迫的抢救性工作已经很少。但对于古建测绘的重视并无减轻，古建测绘作为了解中国古代建筑最直观的方式可以给同学们一个与古人切实“对话”的接口，在提升对建筑洞察力、形式敏感度的同时为探索具有中国特色的现代建筑创作提供借鉴。营造学社的传统在清华大学建筑学院得到了继承和发展。

笔者与小组同学刚完成古建测绘小学期的工作，正在上交测绘图纸。

小学期测绘的对象为清华大学建筑馆清式大木模型斗栱，形制与故宫斗栱相似。因此，其中对建筑馆清式大木模型角科（阳）斗栱测稿与在故宫展出的该张测稿在图面上有一定相似。

清华大学建筑馆清式大木模型角科（阳）斗栱测稿

清华大学建筑馆清式大木模型与梁思成像

跨越时空的变化与永恒

但在相似的图像背后，测量数据的方法已经大不相同。

相较于营造学社全部手工测量的方式，此次清华建筑学院同学在测绘过程中采取了以三维激光扫描技术为主，现场手工测量为辅的方式。

三维激光扫描以激光测距技术为基础，在针对古建测绘的应用中，以逐点测距的方式对建筑表面的空间坐标进行密集抽样采集，获得“点云”形式的大量测绘点数据，从而数字化模拟被测对象的空间形象。在计算机软件中对三维模型切片，可以生成大量不同位置、不同构件的平立剖面图，并量取数据。这种方法直观、便捷、可信度高，不需要在实地对构件进行测量。

清华大学建筑馆清式大木模型三维扫描点云

清华大学建筑馆清式大木模型角科（阳）斗栱点云切片图

而三维激光扫描也仅能让测绘同学在多数情况下免于实地测量，测量的后续步骤与实地测量完全相同，每一构件每一毫米的精确度都需要通过依次放线比对决定。

中国营造学社故宫测稿与清华大学建筑馆清式大木模型角科（阳）斗栱大样图对比

图片来源：故宫博物院网站 杨昕璇

花费两周时间，通过两位同学的合作，建筑学院的同学们才得以完成关于一个斗栱的结构拆解和图纸绘制。而1933年，没有现代测绘手段的支持，据不完全统计，中国营造学社的前辈们在四年间共测绘了故宫大小建筑数十座，其中测稿总数将近千张。不能难想象，当时学社的成员们是有着何等娴熟的测绘技法、精深的专业功力和强烈的历史使命。

时代变迁，相似的古建测绘测稿背后是不同的测绘手段，从手工测量，到全站仪测量、摄影测量、三维激光扫描。不同时代的青年们凝视着相同的古建筑，从前的岁月里他们手握笔尺攀上直梯，当下的时光中我们操纵鼠标旋转模型，不变的是黑夜里的灯盏，不变的是对于古代建筑不懈的探索热情与精益求精的专业素养。

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