2019年4月15日，一场大火吞噬了巴黎的标志性建筑——已有600余岁的巴黎圣母院。
2024年12月，在经历5年半的修复后，巴黎圣母院终于重新迎接全世界的游客、开放历史与艺术的殿堂。
2009年的巴黎圣母院南侧丨wikimedia commons/Zuffe y Louis HG
火灾后第二天的圣母院南侧丨wikimedia commons/Zuffe y Louis HG
修复巴黎圣母院的方案，被确定为复建：尽可能保持巴黎圣母院原来的模样，且在工艺、材料上使用传统的工艺。
但是，想要复刻大火前的圣母院，并为再次修建按下20倍速键，需要的不仅仅是金钱、匠心、传统——还需要很顶尖的科技。
依葫芦画瓢，葫芦在哪？
想要复建一个火灾前的圣母院，就得知道旧圣母院长啥样。
诚然，作为世界级文化遗产，巴黎圣母院有相当多的影像和文字资料。但依葫芦画瓢，不仅需要知道葫芦的精细外观，还要知道呈现出这种外观所需要的内部结构。
2014年发行的动作冒险类游戏《刺客信条：大革命》中复现了巴黎圣母院，但由于复现目的、还原年代等因素，游戏中的圣母院与现实中的圣母院仍有较大区别，同为圣母院北墙，游戏中没有红色的门（左图），现实中有（右图），这导致游戏细节难以作为复建的参考丨ubisoft，google maps
很巧的是，在2015年，艺术历史学家安德鲁·塔隆（Andrew Tallon）运用徕卡ScanStatio C10地面三维激光扫描仪，对巴黎圣母院进行了非常全面的空间数据采集工作，构建出了一个几近完美的圣母院三维模型，给600多岁的巴黎圣母院在历史上存了档——这份存档，给复建工作提供了十分可靠的参考。
塔隆的扫描成果展示丨Andrew Tallon, Vassar College/Columbia University
塔隆扫描的巴黎圣母院，可以看到不同层次的外观与结构丨National Geographic
借由扫描数据建立的圣母院数字模型，能够准确展现建筑的结构，有助于复建的决策和规划丨Art Graphique & Patrimoine
修一个天花板，需要多大力气？
灾前的详尽记录有了，但灾后的复建也并不是照着图纸把建材摆回去这么简单。
复建涉及的工序工种太多，我们今天只讲一个细节：人们为了复建倒塌的石制中殿拱形天花板都做了些什么。
拱形天花板的大部分木质屋顶被烧毁，且坍塌了79个石块丨Gros A, Guillem A, De Luca L, et al. Faceting the post-disaster built heritage reconstruction process within the digital twin framework for Notre-Dame de Paris[J]. Scientific Reports, 2023, 13(1): 5981.
扫描分析坠落的石块丨Gros A, Guillem A, De Luca L, et al. Faceting the post-disaster built heritage reconstruction process within the digital twin framework for Notre-Dame de Paris[J]. Scientific Reports, 2023, 13(1): 5981.
首先需要将散乱的石块像拼拼图一样拼合起来。这一步人们将塔隆扫描成果中的对应部分打印出来，将其作为拼图的参考图进行摆放，以获得复建的初步线索。
现场的物理拼合丨Gros A, Guillem A, De Luca L, et al. Faceting the post-disaster built heritage reconstruction process within the digital twin framework for Notre-Dame de Paris[J]. Scientific Reports, 2023, 13(1): 5981.
接着要做的是逆向工程。我们常规的“正向”流程，是先有概念和图纸，然后才有产品；逆向工程则是已经有了产品（即坠落的石块、原本的建筑结构），要做的是反向推导出建筑的设计和概念。
为此，团队扫描了拱门石块的数据、用软件将数据合成为石块的3D模型，在电脑中先拼出一个三维模型出来，以供修复专家研究石块的大小、形状和连接方式，制定修复方案——就像在没有说明书的情况下，通过零件本身来推断机器的结构和原理。
模拟的逆向工程丨Gros A, Guillem A, De Luca L, et al. Faceting the post-disaster built heritage reconstruction process within the digital twin framework for Notre-Dame de Paris[J]. Scientific Reports, 2023, 13(1): 5981.
还有一个步骤，叫做时空跟踪。工作人员会搜集大量的现场照片，以收集灾后重建的几年内石块随时间移动的信息（毕竟重建工作那么多，不可能不动现场的石块吧）。根据这些不断增加的照片，工作人员可以建立一个数据库，不断更新石头可能的新位置，以提高复建的效率和准确度。
基于图像的拱顶石块时空跟踪与识别丨Gros A, Guillem A, De Luca L, et al. Faceting the post-disaster built heritage reconstruction process within the digital twin framework for Notre-Dame de Paris[J]. Scientific Reports, 2023, 13(1): 5981.
这些步骤之外，还需要运用运筹学进行资源、时间、人员的最优利用，建立数字生态系统促进不同项目工作人员间的信息共享，建立一个数据库以保证相关信息准确、可用、安全……
但客观上我们也必须承认，复建巴黎圣母院一事发生在当下是件幸事，因为AI的加入充当了一个复建过程倍速键的角色。从灾前灾后扫描结果的数据对比、石块的追踪与编码、数据的整合，都有AI技术的参与，大大减少了工作人员的工作量。
拼天花板的过程使用了AI技术，这要完全交给人做的话，可以送去《最强大脑》当考题了丨youtube/CNRS
这还仅仅是修复一个天花板要做的事呢！修复花费了7.6亿欧元，突然间说得通了。
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