3D技术还原中国古长城（上）

中国的长城是人类文明史上最伟大的建筑工程之一。它始建于春秋战国时期，持续修建了两千多年。它东起山海关，西至嘉峪关，全长约6700千米，通称万里长城。长城凝聚着我们祖先的血汗和智慧，是中华民族的象征和骄傲。但是经过大量的抽样调查发现，一般人对长城的认知非常不足，更有不少同学受到一些古装影视剧的误导，对长城的建筑形态产生了错误的认知，这对开展长城保护工作和弘扬我国历史文化来说都是不利的。

要保护长城，先要从认识长城开始。为了更好地让青少年认识中国长城，笔者将科技与人文结合起来，利用3D技术还原中国古长城。下面就请大家跟随笔者一起来了解古长城，并通过3D技术还原中国古长城吧！

知 识 积 累

长城的发展，根据其结构的复杂程度可分为三个时期：初创期（从东周到秦代）、成熟期（汉代到宋、金时期）、完备期（明代）。

长城形制演进说明

初创期

战国长城

战国长城结构较为简单，一般就地取材，山下取土、山上垒石。烽燧与墙体分离，垛口处于从木栅栏向雉堞的过渡期，与我们熟悉的明长城形态相去甚远。

秦朝长城

限于生产力条件，秦朝长城与战国长城一样，就地取材，以土或石筑墙。没有马面、敌台等构造，垛口也较简单，为雉堞形态。

成熟期

汉朝长城

汉朝长城分为汉外长城和汉内长城。它们多在草原上建造，无险可依，亦无石可用，因此采用夯土为墙，遗址高度多在0.5—1米，宽4—8米。汉朝长城开始建造“凸”字形垛口，當然这也是在一些墙体比较完备的长城段才会有。

南北朝·北齐长城

北齐长城一般就地取材，多用土石。此时期的长城开始出现马面。

金朝长城

金朝长城的防御体系更加严密，墙壕并列，有利于阻击敌骑，密集的马面增加了墙体自身防御功能，沿墙密布的戍堡有利于就近驻防，互相支援。金朝长城掘壕筑墙，省工且充分利用资源，是长城修建技术上的一个进步。

完备期

明长城

历代长城中明长城建筑质量最好，使用周期最长，发挥效能最大，也保存得最好。今天我们所看到的长城大多是明长城。

明长城城墙形制完备，十分坚固，在一些战略要地还会排列多道城墙，层层设防。这样的城墙结合敌楼、关城和星散附近的营城，可以形成一个复杂的防御系统。如人们熟知的八达岭长城，修筑有大量的空心敌楼，可昼夜驻防，存贮军械。它还有结合空心敌楼，便于兵士在敌楼间快速机动的城墙。城墙下部以条石，上部以城砖包筑，中间为夯土或石灰填缝的块石，其上再加面砖修成台阶，两侧有女儿墙、雉堞，墙上有箭窗和排水沟槽等设施。

材 料 准 备

电脑、数码相机（或照相功能较好的手机）、3D打印机、打磨工具（剪刀、美工刀、锉刀）、丙烯涂料、油画笔。

3D打印建模设计

1. 以战国石长城为例，先简单整理战国长城的材质等资料，并在纸上绘制简易草图。

2. 运用3DOne软件，在电脑上进行战国石长城的墙体设计。设计分两步，第一步是运用3DOne制作二维草图，作一个梯形。具体参数参考前期绘制的草图。

第二步是对制作出来的梯形草图进行拉伸。战国石长城墙体的建模设计就完成了。

3. 设计战国石长城上的防御栅栏。这里分三步制作。第一步是制作长、短两个长方体（即雉堞零件）。

第二步是利用阵列完成雉堞制作。先利用长、短两个雉堞零件制作出一个基体，然后复制，直至跟步骤2中拉伸的墙体一样长。这样防御栅栏就基本成型了。

第三步是将防御栅栏组合到之前设计好的长城墙体上。

4.制作战国石长城墙体表面的石块。这里分两步制作。第一步是制作一些椭圆贴面作为长城的表面材质。

第二步利用阵列，将这些椭圆贴面作为石块放置在墙体表面，形成墙面纹理，直至贴满。战国石长城的3D模型设计就完成了。