数字模型、育碧游戏、迪士尼动画片……巴黎圣母院的修复，还需要这些东西？_风闻

时隔一年，在柔和的月光下，塞纳河畔的钟声又一次响起。

2020年4月15日晚8点整，巴黎圣母院南塔楼伊曼纽尔教堂最大的铜钟被敲响，以纪念巴黎圣母院大火一周年。这座在火灾中幸存下来的铜钟自1863年铸成以来，敲响的次数并不多，上一次响起还是为了悼念2019年去世的法国前总统雅克·勒内·希拉克（Jacques René Chirac）。

戴着口罩的敲钟人敲响铜钟

一年前，一场突如其来的熊熊大火吞噬了巴黎圣母院，足足烧了15个小时才被熄灭，整栋建筑受损严重，一部分屋顶坍塌，标志性的塔楼尖顶被拦腰折断，好在主体建筑和两座钟楼得以保存。

大火中的巴黎圣母院

纪念日当晚，总统马克龙发表了讲话，表示巴黎圣母院的修复“象征着法国人的坚韧、战胜困难和重新振作的能力”，再次强调了在5年内完成修复的承诺，承诺巴黎圣母院将于2024年重新开放。

火灾后的教堂内部

时间紧，任务重，修复工作能否如期完成，关键还是要看现代科技的力量。巴黎圣母院的修复可能会用到哪些黑科技呢？

大教堂数字模型

安德鲁·塔隆（Andrew Tallon）是美国瓦萨学院的艺术史教授，主攻法国哥特式建筑。2010年，为了破译建筑结构老化过程中的细微变化，塔隆使用3D激光扫描设备对巴黎圣母院进行了数字地图绘制。他当时（或在他2018年去世之前）不知道，这项工作在之后会变得多么重要。

激光扫描是一种以三维方式绘制建筑物和物体的技术。扫描仪三脚架被放置在建筑内外的一系列点上，安有旋转头，旋转头旋转时会发射低强度激光，并能在激光遇到表面反弹回来时将其捕获。通过测量激光从表面反射后返回所需时间，扫描仪能够确定表面与三脚架之间的距离。每一秒，扫描仪可以记录多达一百万个点，形成的图像精度非常高。

通过激光扫描获得的巴黎圣母院3D模型

塔隆的扫描过程并不容易，要在五天内将三脚架放置在教堂内外50个不同位置，得出不同角度的扫描，最后绘制出的图像由多达10亿个数据点构成。他还将激光扫描与从同一地点拍摄的球形全景照片结合起来，这样当照片映射到扫描点上时，图像就有了色彩。

激光扫描技术出现之前，历史学家多使用高级相机来捕获360度照片。尽管相机可以比较准确地呈现出大教堂的图像，但精度上略有欠缺。而如今的激光扫描可以捕获每个像素的精确位置，最大可达毫米级。这意味着即使是最微小的细节，例如结构中最小的弯曲或材料的变色，也可以通过激光扫描来捕获。塔隆就是通过激光扫描发现了巴黎圣母院的许多柱子和过道没有对齐。

巴黎圣母院的激光扫描与全景照片相结合以增加色彩，最终将其渲染为3D模型

塔隆带领团队将巴黎圣母院的全景及内部建筑一一扫描，最后构建出的数字模型精度达到5毫米级，如今我们可以在MAPPING GOTHIC FRANCE网站上浏览巴黎圣母院的360°全景图、立体影像、激光扫描影像……

此外，育碧的游戏《刺客信条》和迪士尼的动画电影《钟楼怪人》也能起到一定补充作用。2014年发布的《刺客信条：大革命》是该系列的第五部，画家卡罗琳·穆斯（Caroline Miousse）花了两年时间对游戏中的巴黎圣母院进行建模，使巴黎圣母院在游戏世界中完美再现。

《刺客信条》中的巴黎圣母院

1996年，迪斯尼为了在动画电影《钟楼怪人》（改编自维克多·雨果的小说《巴黎圣母院》）中忠实重现巴黎圣母院，专门派出一个团队前往巴黎，花时间在大教堂内外观察，描绘出了教堂内各个不同角度的画面。

当然，无论是游戏还是动画中的巴黎圣母院，即使看起来几乎一模一样，但实际上只是做到了建筑结构的形似，与真实的圣母院其实差之千里，难以细究。但是它们仍然可以作为参考资料，为圣母院的恢复重建提供一定帮助。

巴黎圣母院的花窗，没有相同的图案

恢复音响效果

3D激光扫描等技术使巴黎圣母院的恢复有了希望，但是它们更侧重于教堂的建筑和结构，那巴黎圣母院的声音该怎么办？

**建筑的声音效果会受到物体、材料、温度以及所有事物的影响，这些事物使空间变得如此独特，难以再现。**在一些人看来，所有教堂里的声音似乎都是相似的，但就像世界上没有完全相同的两片树叶一样，也没有两个教堂的声音是完全相同的，各有其特点。

比如火灾发生前，巴黎圣母院内鞋跟的敲击声或咳嗽声会在空气中停留数秒，这一特点使来访者脚步声更加轻柔，声音更加低沉，这也是圣母院使客人们保持“沉默”的独特方式。

上世纪初，声学家塞宾（W.C.Sabine）用一个重要的物理参数来定义声学空间——混响时间。简单来说，就是声源停止发声后，声压减弱到60分贝所需要的时间。哥特式大教堂被设计宏伟，长时间的混响可能是副产品。混响时间长，音符和单词会彼此重叠，但对于风琴音乐或宗教诵经来说，这样的声学条件确实很好，因为这类音乐是专为这些建筑物设计的。（传送门：《想不到，原来那么多富丽堂皇的音乐厅都是花架子》）

圣母院的特殊声音效果激发了和弦音乐的诞生。中世纪在大教堂里演唱的格利高利圣歌是单音的，一次只出现一个音符。但是引人注目的声学效果意味着连续的音符往往会重叠，听起来非常动听，最终发展成和声。这种做法现在非常普遍，但在当时是革命性的。

布莱恩·卡茨（Brian Katz）的一项工作为恢复巴黎圣母院的音响效果指明了方向。

2013年4月24日，当一场音乐会结束，最后一批音乐家和演唱者离开后，卡茨和同事带着麦克风等设备到达大教堂，开始了他们的工作。他们通过计算机模拟和声学测量，以数字方式复制了建筑物的回响，构建的声学模型包括房间内各个表面的位置以及每种材料吸收声音的程度。

卡茨在大教堂内部测量了一个称为“房间脉冲响应”的属性，探究房间内的声音水平在短暂的初始噪音之后如何随时间变化。通过脉冲响应，研究人员可以得出混响时间和细微的特征，这些特征会影响听众对房间的感知。其中一个特性是第一个声波到达听众和第二个反射声波到达听众之间的时间差。

卡茨等人使用架子上的麦克风和假人头测量声学效果

这些测量现在具有新的意义，它们记录了大火发生前大教堂的声学状况，并且可以在大教堂恢复期间使用。

正如卡茨所说：“考虑到各种选择的影响会如何改变声学效果（例如材料的选择），它可以在装修工程中提供帮助。” “目前尚不清楚室内装饰的状态，但是大教堂的木板和绘画在声学方面一点都不微不足道。与原始石材结构相比，这些小元素可能会吸收和扩散声音。可能会对产生的声音产生重大影响。”

写在后面的话

对于马克龙5年内修复巴黎圣母院的承诺，外界普遍不太看好。有人表示巴黎圣母院建了将近两个世纪，想在短短5年内完成修复，几乎不可能。也有人认为至少需要10年时间，才可能完成这项艰巨的任务。

而过去一年波折不断的修复工作也证实了这一点：大雨、高温、铅中毒、脚手架、疫情……简直是一部苦难史。

但无论困难再多，我们也一一克服，一步步走了过来。相信在许多现代科技的帮助下，巴黎圣母院的修复只是一个时间问题。

也许在2024年，也许是未来某一天，但我们毫不怀疑，终有一天，巴黎圣母院将会浴火重生，如约归来。