巴黎圣母院是什么宗教的典型建筑？迷雾巴黎圣母院
巴黎圣母院是什么宗教的典型建筑？迷雾巴黎圣母院“每座建筑都在变化中。每当地基移动，或是阳光导致一侧升温，建筑本身的形态都会有所改变。”而从这种变化方式中，我们则可以看出原先的设计，或者计划有变时，总建筑师所做出的相应改变。想要弄明白这个思维过程，我们首先要进行精确的测量。在46岁的Tallon之前，也曾有人用激光扫描仪解构哥特式建筑，但他却是用这种技术了解中世纪建筑师的第一人。经过激光扫描，华盛顿特区国家大教堂的南殿部分看起来像是透明的（左）。扫描是为了采集数据点，进而呈现出全貌图的透视效果。摄影：ANDREW TALLON十亿个数据点
撰文：Rachel Hartigan Shea
每年有1300万人会去参观巴黎圣母院，先穿过底部那巨大的木门，感受坚固如山的塔基，再来到装饰有彩色玻璃的墙壁前，凝望着精致的石制肋拱支撑起的天花板。
这种华美壮丽是显而易见的，但巴黎圣母院本身的建造过程却迷雾重重。让我们从头说起——首先，我们对这座大教堂的建造者和建造方法简直一无所知。1160年前后，巴黎区主教Maurice de Sully决意建造这座庞大的教堂。然而究竟是谁最先设计出了这样一个杰作，却已不可考。他们完全没有留下任何纪录，几个世纪以来，只有各种猜测。艺术史学家Andrew Tallon说：“关于巴黎圣母院的文字有不少，但其中很多完全是无稽之谈。”
Tallon曾是作曲家，想成为一名修道士，自称是计算机迷“tacklehead”。他打算还原当时的历史。在21世纪的激光扫描仪的帮助下，他抽丝剥茧，揭开了隐藏在巴黎圣母院和其他中世纪建筑的秘密，带领我们一起重新认识它们的建造过程。
经过激光扫描，华盛顿特区国家大教堂的南殿部分看起来像是透明的（左）。扫描是为了采集数据点，进而呈现出全貌图的透视效果。
摄影：ANDREW TALLON
十亿个数据点
在46岁的Tallon之前，也曾有人用激光扫描仪解构哥特式建筑，但他却是用这种技术了解中世纪建筑师的第一人。
“每座建筑都在变化中。每当地基移动，或是阳光导致一侧升温，建筑本身的形态都会有所改变。”而从这种变化方式中，我们则可以看出原先的设计，或者计划有变时，总建筑师所做出的相应改变。想要弄明白这个思维过程，我们首先要进行精确的测量。
长期以来，测量中世纪建筑的工具几乎和建筑本身一样古老：铅锤、绳子、尺子和铅笔。用这些工具来测量。不仅费时又费事，而且容易出错。曼荷莲学院的艺术史学家Michael Davis也赞同这一点：“你没办法从拱顶悬挂下来，同时徒手进行测量。”他曾经花了9周时间，用这些“原始”工具完成了两座教堂的测量工作。
而激光扫描仪就不一样了，它们高度精确，不会错过任何细节。比如，把扫描仪安装在三角架上后，就可以用激光束扫过教堂的圣坛，测量扫描仪与扫到的每一点之间的距离。每次的测量结果用一个彩色点表示，渐渐地就会形成教堂的3D画面。“如果操作无误，那么扫描的误差不会超过5毫米”，Tallon总结道。
2001年，哥伦比亚大学的两位研究员：计算机科学家Peter Allen和艺术史学家Stephen Murray在巴黎北部博韦市的一座大教堂中，试图用第一批激光扫描仪测量这座哥特式建筑。Murray曾用钢卷尺和木质卡尺徒手测量过那里。
不幸地是，扫描仪“周围都是烟雾，它的确会直冒烟”，Murray回忆道：“而且当时人们还不知道如何把（数据）转换成可处理的3D模型。”
图解大教堂内部
艺术史学家Andrew Tallon正在用激光扫描技术发现教堂建筑内部的反常之处，比如巴黎的巴黎圣母院。下面就是具体的操作方法：把扫描仪固定在三脚架上后，通过扫描巴黎圣母院内外的50多个地方来采集数据。
点云数据
把数据拼凑在一起就会得到“点云”。这里面包含超过十亿个点，从中可以得出结构方面的信息，而别的测量方法则很难得到这些信息。
图片制作：国家地理
数据来源： ANDREW TALLON，瓦萨学院
组合照片
为了提高易读性，点云会被放入照片中；每个数据点都会与图像里的像素颜色对应起来。
组成线框
接下来，再用平面与线条把激光点云数据建成模型。在这种3D模型中，建筑曾经的样子一览无余。
渲染模型
最后渲染完成的模型还可以调整表面纹理和颜色，再加上光影效果，整个结构会变得更加真实。
至于如何把激光扫描数据结合到一起，组成可控而又漂亮的画面，Tallon有自己的解决办法。每次扫描后，他会站在原地拍摄一张球形全景照片，记录下同样的3D空间；然后把照片映射到激光扫描采集的数据点上，每一个点就成了照片上的像素点。
因此，现实全景照片非常精确。他在巴黎圣母院内外超过50个地点进行扫描，采集了超过十亿个数据点。
Murray是Tallon在哥伦比亚大学的博士导师，他说Tallon“能够把先进的技术与人文视野结合在一起，这是每个历史学家都梦寐以求的。”
“我想去那里”
Tallon又高又瘦，留着短发，带着窄窄的眼镜，说话时身体会前倾，他正在画着建筑特征草图，还不时从椅子上跳起来，迫不及待地给访客展示投影图像的某个地方，阐明他的观点。
Tallon用高科技方法呈现哥特式建筑似乎是命中注定。他小时候在密尔沃基长大，“喜欢各种小玩意”，拆卷带式磁带机、摆弄合成器这类事没少做过。
他对巴黎圣母院也是情有独钟。四年级那年，他住在巴黎，他的母亲正在奋斗戏剧历史学的毕业论文。“当时我有一本小小的旅行指南，像个疯子一样在上面加了好多注释。我渴望知道那些问题的答案：是谁造出了这座教堂？他们是怎么做到的？我能到其中一段走廊里看一看吗？”
最后一个问题的答案我们已经知道了，只不过实现的道路很漫长。“我有工作，但我不想告诉法国同事，因为他们会觉得我只是玩玩而已。”
在普林斯顿大学读本科的时候，他的专业是音乐，但与此同时，Robert Mark的课他也一节没落下。Mark的研究方向是哥特式建筑的结构。毕业后，Tallon终于踏上了漫长的旅程。他首先去了法国，学习中世纪声学；然后去了纽约市，开了一家音乐创作工作室；接下来，他在加州北部修道院体验了一下修道士的生活。（修道士告诉他，他不适合这种生活。）
音乐又把他带回了哥特式教堂。哥伦比亚大学的艺术史学家Murray在组建一个关于亚眠大教堂的多媒体项目，需要有人营造一种“教堂里的声响效果”。Andrew Tallon是Mark推荐的唯一人选。而Tallon也非常乐意加入这个项目，他说：“我终于意识到，我真正想做的事情就是把所有事物结合在一起——对中世纪建筑的爱，对艺术的爱，对技术的爱和对知识的爱。”
当时，Murray向他介绍了激光扫描技术。十年后，身为瓦萨学院艺术系终身教授的Tallon已扫描了45座历史建筑。“同样的，还有我自孩提时候就向往的巴黎圣母院的走廊——‘我想去那里’——于是，我现在就站在这里！我太兴奋了！”
Andrew Tallon用激光扫描了超过45座历史建筑，其中包括法国沙特尔的这座大教堂。
摄影：ANDREW TALLON
侦探工作
这种兴奋部分来自于令人眩晕的高度——Tallon必须爬到高处才能完成任务。他回忆起在法国北部拉昂大教堂的那次经历，“我想从东边的大圆花窗俯瞰整座建筑”，但狭窄的窗台上已经放了三脚架，距离地面25米，“我得到从空中绕过去”。他的妻子Marie看到最后急剧下降的画面，吓了一跳，威胁要砸烂他的相机。
麻省理工学院的工程师John Ochsendorf对此深表理解：“你没办法坐着直升飞机，扫描建筑，然后就收工。你需要克服一切困难，到所有难以抵达地方：屋顶、拱顶的顶部、楼梯井内部，以及一切常人看不见的隐藏之处。”Ochsendorf目前正在利用Tallon的扫描，加上3D打印技术，制作布尔日大教堂的小模型。
Tallon已经是四个孩子的父亲了，他们还不到8岁。对于Tallon来说，这种忙碌的生活非常有价值。“如果每个地方都有文本，那我就可以一边作参照，一边试着回溯建筑师的思路；可惜，我没有，所以这一切在我看来就像是侦探工作一样。”
激光扫描带来了不少关于巴黎圣母院的建造者的新消息，令人震惊。比如，他们有时会走捷径。尽管中世纪的建造者理应致力于为上帝创造一个完美的居所，但Tallon的扫描结果显示，教堂的西端“完全是一团糟”，内部立柱和一些通道甚至没能排成一行。看起来，工匠们并没有把原有的建筑残骸处理好就直接在它们周围大兴土木了。
降低成本的代价是灾难性的。根据风格上的变化，学者们一直怀疑在教堂完工前，西立面的工作曾经暂停过一段时间。Tallon扫描后，发现了原因所在。众王之廊（在三个巨大的门廊上放着一排雕像）倾斜了0.3米。Tallon得出结论：西立面所处的地面不牢固，因此开始向前、向北部倾斜。直到建造者确信地面已经被处理好之后，工程才能继续，而这一停工就是十年。
不过，到修建飞扶壁的时候，他们则显得更加理智。有些学者认为，飞扶壁是在教堂完工后才添加上去的。Tallon在测量了墙壁之后，认为飞扶壁是教堂原本设计的一部分。天花板上的拱顶会把墙壁向外推，但“在800年时间里，建筑的上半部分纹丝不动”，这是为什么呢？“因为飞扶壁从一开始就在那里”，把墙壁向里推，让两种力达到一种平衡。
Tallon的激光扫描发现，巴黎圣母院中殿的一些立柱之所以没能排成一排，是因为它们是在原有结构周围建造起来的。
摄影：ANDREW TALLON
信仰至上
去年春天，Tallon扫描了华盛顿特区的国家大教堂。这座教堂于1907年开工，距离中世纪已经很遥远了。他在寻找能证明William Goodyear的观点的证据。Goodyear是著名的美国艺术史学家，他认为哥特式教堂的魅力来源于那些故意设置的缺陷。
负责建造国家大教堂的建筑师曾咨询过Goodyear，Tallon想知道，能否在这座新哥特式建筑中找到人为的设计缺陷。
他还真的找到了。尽管大部分结构都是完美垂直的，但教堂重要的大立柱却会微微向外，而且圣坛与中殿的位置也没有精确对准。Tallon判断，Goodyear认为不完美是“一道秘密武器，中世纪人站在其中，反而会让建筑显得美轮美奂。”
但Tallon却认为真正的“秘密武器是信仰”，他说：“建造完美的建筑是一种道德义务，因为每座建筑所用的石材和教堂的是一样的”，而人类才是让教堂变得完美的真正之所在。
“我觉得这种激光扫描工作，以及我做的一些传统工作，是得到了灵魂世界的启示。这种想法真是太美妙了。”
（译者：Sky4）
