Ứng dụng công nghệ “3d real-time rendering” trong việc phục hồi di tích Thiệu Phương Viên – Hoàng thành Huế

Tóm tắt

Thiệu Phương Viên là một trong những vườn ngự uyển tiêu biểu của thời Nguyễn, từng được vua Thiệu Trị xếp thứ 2 trong 20 thắng cảnh nổi tiếng của Kinh đô Huế xưa. Khu vườn này đã bị triệt giải từ đầu thời vua Đồng Khánh (1886-1889) và để hoang phế một khoảng thời gian dài. Trong những nỗ lực nhằm phủ lấp các “không gian trắng” tại Tử Cấm Thành và phục hồi các khu vườn ngự của thời Nguyễn, đầu năm 2002, Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế đã phối hợp với Bảo tàng Lịch sử Việt Nam thực hiện dự án thám sát khảo cổ học vườn Thiệu Phương. Đến năm 2014 dự án phục hồi vườn Thiệu Phương mới chính thức được phê duyệt, khởi công xây dựng thành công năm 2016.

Khu vườn Thiệu Phương đã được đưa vào khai thác phục vụ du lịch từ những năm 2016 ngay sau khi dự án phục hồi hoàn thành. Có thể nhận định rằng: Đây là dự án đầu tiên và tiêu biểu ứng dụng công nghệ kỹ thuật số trong việc phục hồi di sản kiến trúc ở Việt Nam, đã thu hút hàng triệu lượt khách tham quan, đem lại lợi ích to lớn cho đất nước về mặt quảng bá hình ành di sản văn hóa dân tộc và phát triển kinh tế địa phương thông qua du lịch. Đề tài nghiên cứu này đạt Giải Nhất Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ tỉnh Thừa Thiên Huế lần thứ VII – năm 2014 đứng tên 3 đồng tác giả là TS. Phan Thanh Hải (Giám đốc Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế), TS. KTS. Lê Vĩnh An (Phó Giám đốc Ban Tư vấn Bảo tồn Di sản Văn hóa Huế) và KTS. Nguyễn Phước Thiện (Giám đốc Công ty TNHH Thiên Ý).

Từ khoá: Bảo tồn, Tái thiết Di sản Kiến trúc, Vườn Thiệu Phương, Hoàng Thành Huế, Triều Nguyễn (1802-1945), Việt Nam. Keywords: Conservation, Reconstruction of Architectural Heritage, Thieu Phuong Vien Garden, Hue Imperial City, Nguyen Dynasty (1802-1945), Vietnam.

Summary

Thieu Phuong Garden is one of the most representative imperial gardens of the Nguyen dynasty. It was ranked second among the 20 famous scenic spots of the ancient capital of Huế by Emperor Thieu Tri. This garden was dismantled in the early reign of Emperor Đong Khanh (1886–1889) and remained abandoned for a long time. As part of efforts to fill the “empty spaces” in the Forbidden Purple City and restore the imperial gardens of the Nguyen dynasty, the Hue Monuments Conservation Center collaborated with the Vietnam Museum of History to carry out an archaeological excavation project at Thieu Phuong Garden in early 2002. The restoration project for Thieu Phuong Garden was officially approved in 2014 and was completed in 2016. Since its restoration in 2016, Thieu Phuong Garden has been open for tourism. This was the first and most exemplary project in Vietnam to apply digital technology in heritage architecture restoration. The project has attracted millions of visitors, bringing significant benefits to the country by promoting the image of national cultural heritage and boosting the local economy through tourism. This research project won First Prize in the Vietnam Science and Technology Innovation Awards in 2014 and was co-authored by three scholars: Dr. Phan Thanh Hai (Director of the Hue Monuments Conservation Center); Dr. Architect Le Vinh An (Deputy Director of the Hue Heritage Conservation Advisory Board); Architect Nguyen Phuoc Thien (Director of Thien Y Co., Ltd.)

Phần I: nghiên cứu phục hồi di tích thiệu phương viên

1. Giới thiệu về di tích kiến trúc Thiệu Phương Viên

Thiệu Phương Viên là một trong 5 khu vườn Ngự Uyển nổi tiếng của Hoàng Thành Huế, được xây dựng từ năm 1828 dưới thời Minh Mạng. Khu vườn tọa lạc ở phía Đông bên trong Tử Cấm Thành, phía Nam của khu vườn là công trình Duyệt Thị Đường (Nhà hát Hoàng cung), phía Bắc là hồ Ngọc Dịch của vườn Ngự Viên, phía Tây là công trình Thanh Hạ Thư Lâu (hiện nay là Thái Bình Lâu) và phía Đông là bờ tường giới hạn phía Đông của Tử Cấm thành. Bốn mặt của khu vườn có tường gạch bao bọc, cửa chính mở về phía Nam, kiến trúc chính là công trình “Vạn Tự Hồi Lang” , là kiểu hành lang có mái che, mặt bằng hình chữ vạn nằm ở trung tâm khu vườn và toả ra 4 phía kết nối với 4 công trình kiến trúc gồm: Di Nhiên Đường ở góc Tây Nam (hướng Nam), Vĩnh Phương Hiên ở góc Đông Nam (hướng Đông), Cẩm Xuân Đường ở góc Đông Bắc (hướng Bắc), và Hàm Xuân Hiên ở góc Tây Bắc (hướng Tây).

Phía Tây của Vạn Tự Hồi Lang có Lạch Ngự Câu thông với hồ Ngọc Dịch, trên bờ phía Đông của lạch này có đắp một ngọn giả sơn tên gọi là Trích Thúy Sơn.

Năm Thiệu Trị thứ nhất (1841), Thiệu Phương Viên được sửa sang và xây dựng thêm. Ở phía Tây Lạch Ngự Câu xây thêm công trình Hoàng Phúc Điện [1], phía Nam Hoàng Phúc Điện là Nhân Thanh Bát Biểu Đình (hình bát giác), phía Nam đình này có ao sen gọi là Liên Trì, phía Bắc Hoàng Phúc Điện là Minh Đạt Tứ Thông Đình (hình tứ giác), phía Bắc của đình này có nhà thủy tạ tên gọi là Lương Đình Điếu Ngư.

Vạn Tự Hồi Lang có kích thước 3,8mx3,8m là cơ sở quan trọng để triển khai số lượng các gian của Vạn Tự Hồi Lang
Công trình Di Nhiên Đường – Thiệu Phương Viên phục hồi, ảnh chụp năm 2024
Công trình Vạn Tự Hồi Lang – Thiệu Phương Viên phục hồi, ảnh chụp năm 2024

Dưới thời Nguyễn, Thiệu Phương Viên được xem là một trong những ngự uyển tiêu biểu nhất trong Hoàng cung [2], được vua Thiệu Trị xếp thứ 2 trong 20 thắng cảnh nổi tiếng của đất Thần Kinh và đề vịnh bài thơ “Vĩnh Thiệu Phương Văn” nổi tiếng. Từ thời Tự Đức trở về sau thì ít có tư liệu đề cập đến khu vườn này, đến thời Đồng Khánh thì khu vườn bị triệt giải.

2. Cở sở nghiên cứu phục hồi di tích

2.1 Tư liệu viết

Nguồn sử liệu của Nội các triều Nguyễn (Khâm định ĐNHĐSL, Công bộ, phần Cung Điện) cung cấp những thông tin chủ yếu về phối trí tổng thể của Thiệu Phương Viên, các yếu tố kiến trúc và tiểu kiến trúc cấu thành, trục hướng của các công trình kiến trúc. Dựa vào những thông số đó thì có thể xác định Thiệu Phương Viên được cấu thành bởi 2 khu vực kiến trúc chính: Hoàng Phúc Điện và Vạn Tự Hồi Lang, 2 khu vực này được phân cách bởi Lạch Ngự Câu nhưng được kết nối giao thông với nhau bởi hệ thống Hồi Lang, và kết nối tâm linh bởi trục Dũng Đạo xuyên qua Hoàng Phúc Điện, Trích Thúy Sơn và Cẩm Uyển Môn (cửa phía Đông của Thiệu Phương Viên).

Hoàng Phúc Điện (hướng Đông, trục Đông-Tây) đóng vai trò là ngôi điện chính của khu vực phía Tây Lạch Ngự Câu, tạo nên nên cụm kiến trúc gồm 4 đơn nguyên: Hoàng Phúc Điện, Nhân Thanh Bát Biểu Đình, Minh Đạt Tứ Thông Đình, và Lương Đình Điếu Ngư (không được thể hiện trong bức tranh Gương và tranh Mộc bản được đề cập dưới đây).

Vạn Tự Hồi Lang (trục Bắc-Nam-Đông-Tây) đóng vai trò trung tâm của cụm kiến trúc phía đông Lạch Ngự Câu, tạo nên cụm kiến trúc gồm 5 đơn nguyên: Vạn Tự Hồi Lang, Di Nhiên Đường, Cẩm Xuân Đường, Vĩnh Phương Hiên, và Hàm Xuân Hiên.

Ngoại trừ các cổng và các yếu tố cảnh quan như Trích Thúy Sơn, Tiểu Hữu Thiên, Bình Phong, tổng số các đơn nguyên kiến trúc của Thiệu Phương Viên vào giai đoạn hoàn chỉnh nhất là 9 công trình, đây cũng là con số tốt ứng với mạng thiên tử thường được dùng đối với kiến trúc Cung Điện Huế.

2.2 Tư liệu hình ảnh

Bức tranh in Mộc Bản [3] và bức tranh Gương [4] (Hình 5) cung cấp cái nhìn tổng thể về Thiệu Phương Viên. Đồng nhất với thông tin mô tả trong sử liệu, Lạch Ngự Câu là thuỷ tuyến phân chia Thiệu Phương Viên thành 2 khu vực: Khu vực phía tây có kiến trúc chính là Hoàng Phúc Điện và khu vực phía đông có kiến trúc chính là Vạn Tự Hồi Lang.

Quan sát khu vực phía Tây Lạch Ngư Câu từ góc độ phong thủy hình thức giả lập cho thấy: Hoàng Phúc Điện (1) ở vị trí trung tâm, quay mặt hướng Đông, tượng trưng cho yếu tố Hoàng Thổ (hành Thổ), ở phía bên phải của Hoàng Phúc Điện là Nhân Thanh Bát Biểu Đình (2) tượng trưng cho yếu tố Bạch Hổ (hành Kim), ở phía trước có Lạch Ngự Câu (3) là yếu tố Minh Đường và cũng là yếu tố Chủ Thủy (hành Thủy), ở phía bên trái là Minh Đạt Tứ Thông Đình (4) tượng trưng cho yếu tố Thanh Long (hành Mộc), phía trước Hoàng Phúc Điện, sát mép nước bờ Đông của Lạch Ngự Câu là Trích Thúy Sơn (5) tượng trưng cho yếu tố Chu Tước (hành Hỏa). Năm yếu tố này tạo nên Ngũ Hành tương sinh gồm: Thổ (1) sinh Kim (2), Kim sinh Thủy (3), Thuỷ sinh Mộc (4), và Mộc sinh Hỏa (5).

Quan sát khu vực phía Đông Lạch Ngự Câu cho thấy: Vạn Tự Hồi Lang (10) ở vị trí trung tâm kết nối 4 đơn nguyên kiến trúc là Di Nhiên Đường (6) hướng Nam (mùa Hạ), Cẩm Xuân Đường (7) hướng Bắc (mùa Đông), Vĩnh Phương Hiên (8) hướng Đông (mùa Xuân), và Hàm Xuân Hiên (9) hướng Tây (mùa Thu). Đây chính là sự biểu đạt có chủ ý về thời gian trong không gian kiến trúc.

Bức tranh mộc bản Thiệu Phương Viên (1841)
Bức tranh gương Thiệu Phương Viên (1843) và bài thơ “Vĩnh Thiệu Phương Văn”

Có 4 đoạn nữ tường (tường thấp) xuất phát từ 4 đơn nguyên này phân chia không gian thành 4 khu vực riêng biệt tượng trưng cho Tứ Thời, trong 4 khu tiểu viên (vườn nhỏ) này được trồng những loại cây và hoa đặc trưng của 4 mùa trong năm. Đây chính là thủ pháp thiết kế kiến trúc cảnh quan theo nguyên tắc “Di Bộ Hoán Cảnh” nổi tiếng của vườn ngự hoàng cung, tức là khi di chuyển theo lộ tuyến của Vạn Tự Hồi Lang, cảnh vật sẽ thay đổi theo chủ đề Xuân-Hạ-Thu-Đông.

Phối trí tổng thể Thiệu Phương Viên (diễn họa theo bức tranh Gương)

Trích Thúy Sơn tọa lạc sát mép nước bờ Đông của Lạch Ngự Câu là yếu tố Chủ Sơn (Dương) và Lạch Ngự Câu là yếu tố Chủ Thủy (Âm) được phối trí với nhau theo nguyên tắc Âm-Dương tương hỗ. Trích Thúy Sơn thuộc khu vực phía Đông Lạch Ngự Câu nhưng lại là yếu tố phối thuộc chính của khu vực phía Tây. Như vậy, trục Dũng Đạo (Đông-Tây) của Hoàng Phúc Điện sẽ đi qua tâm của Trích Thúy Sơn đóng vai trò là trục kết nối tâm linh giữa 2 khu vực chính của Thiệu Phương Viên.

Những hình ảnh thể hiện trong 2 bức tranh nói trên cho thấy sự nhất quán về ý tưởng trong thiết kế qui hoạch xây dựng Thiệu Phương Viên dựa trên học thuyết Âm Dương – Ngũ Hành – Tứ Thời, thể hiện nhân sinh quan, thế giới quan và vũ trụ quan mà con người là chủ thể thông qua cách ứng xử linh hoạt trong qui hoạch và xây dựng kiến trúc dưới thời Nguyễn ở Việt Nam.

2.3 Tư liệu khảo cổ học

Kết quả nghiên cứu khảo cổ học [5] cung cấp thông tin số liệu cụ thể từ đó xác định được chính xác vị trí của các đơn nguyên kiến trúc trong mối quan hệ về vị trí đối với các đoạn tường thành và các cổng còn hiện hữu ở Thiệu Phương Viên. Theo đó, trung tâm Vạn Tự Hồi Lang có kích thước 3,8mx3,8m là cơ sở quan trọng để phát triển số lượng các gian của Vạn Tự Hồi Lang, sự phối trí của nó với 4 đơn nguyên kiến trúc còn lại.

Mặt bằng khảo cổ học khu vực phía đông Thiệu Phương Viên

Kích thước đo được từ vết tích nền móng kiến trúc Di Nhiên Đường và Cẩm Xuân Đường là: 16,2~16,6m (dài) x 11m~12m (rộng); Vĩnh Phương Hiên và Hàm Xuân Hiên là: 10,5~11,5m (dài) x 8,2m~8,8m (rộng), chân móng rộng 0,6m~0,7m, thân móng rộng 0,45m. Kích thước Vạn Tự Hồi Lang trục Đông-Tây là: 29m (dài) x 3,8m (rộng); trục Bắc-Nam là: 32,7m (dài) x 3,8m (rộng), chân móng rộng 0,6m, thân móng rộng 0,45m; cao độ của lớp cấu tạo sân nền là -0,9m so với mặt đất hiện tại, trong đó bao gồm cả lớp kiến trúc của Vạn Tự Hồi Lang ở độ sâu từ -0,45m~0,9m. Cấu tạo mặt cắt móng bao của các kiến trúc tương đối thống nhất và đều được xây bằng gạch Vồ màu đỏ tươi có niên đại sớm, kích thước 30x14x6cm còn tồn tại nhiều nơi trong di tích Huế.

Bản vẽ khảo cổ học nền móng kiến trúc [6] cho thấy: Trục Đông-Tây xuất phát từ Cẩm Uyển Môn (cổng phía đông của khu vườn) đi qua Vạn Tự Hồi Lang cũng chính là trục đi qua trung tâm của Trích Thúy Sơn và cũng là trục trung tâm của Hoàng Phúc Điện. Như vậy, trên phương diện qui hoạch kiến trúc, cả 2 khu vực Đông-Tây của Lạch Ngự Câu có mối quan hệ về trục, đây là điều cần chú ý trong việc thiết kế phục hồi tổng thể Thiệu Phương Viên.

3. Giải pháp thiết kế phục hồi

3.1 Kết quả phân tích đối sánh

Dựa theo tư liệu hình ảnh thì các đơn nguyên của khu vực phía Đông Lạch Ngự Câu có hình thức 2 mái tường bít đốc, các kiến trúc có hình thức này hiện đang tồn tại là Tả/Hữu Vu trước Hiển Lâm Các (Thế Miếu) và Pháp/Chấp Khiêm Vu trước Hòa Khiêm Điện (lăng Tự Đức); Trường Lang nối giữa Đại Cung Môn và Tả/Hữu Vu trước Điện Cần Chánh (Tử Cấm Thành) có hình thức và qui mô phù hợp với Vạn Tự Hồi Lang nên đã được lựa chọn để phân tích đối sánh. Tổng hợp các thông tin nêu trên, kết quả phân tích như sau:

  • Qui mô nền móng của Tả/Hữu Tùng Tự (Hiển Lâm Các) là 16,76m (dài) x 11,97m (rộng) tương đương với qui mô của Di Nhiên và Cẩm Xuân Đường; Quy mô nền móng của Pháp/Chấp Khiêm Vu (lăng Tự Đức) là 11,64m (dài) x 9,62m (rộng) tương đồng về chiều dài và có đôi chút lớn hơn về chiều rộng so với qui mô của Vĩnh Phương Hiên và Hàm Xuân Hiên.
  • Tả/Hữu Tùng Tự (Hiển Lâm Các) với số gian là 5, số hàng cột của bộ vì là 5 (bao gồm cả hàng Hiên), chiều cao cột nhất là 5,53m ≈13 thước ta có thể tương thích với qui mô của Di Nhiên và Cẩm Xuân Đường; Pháp/Chấp Khiêm Vu (lăng Tự Đức) với số gian là 3, số hàng cột của bộ vì là 4, chiều cao cột nhất là 4, 3m ≈10 thước ta có thể tương thích với qui mô của Vĩnh Phương Hiên và Hàm Xuân Hiên.
  • Đối với Vạn Tự Hồi Lang, kích thước mặt cắt nền móng từ kết quả nghiên cứu khảo cổ học cho biết là 3,8m, như vậy đây là thể loại hành lang có kích thước nhỏ nhất trong khu vực Tử Cấm Thành và tương đồng với kích thước Trường Lang nối giữa Đại Cung Môn với Tả/Hữu Vu trước Điện Cần Chánh, kích thước tim-tim ở phần chân cột (bao gồm độ thách cột) là 2,75m. Nếu trừ đi kích thước của đá bó vỉa 2 mặt là 0,84m ≈ 2 thước ta, và 1 đường kính cột là 0,25m ≈ 0,6 thước ta, thì kích thước tim-tim ở phần chân cột của Vạn Tự Hồi Lang sẽ tương đồng với kích thước Trường Lang nối giữa Đại Cung Môn với Tả/Hữu Vu trước Điện Cần Chánh.

Qua sự phân tích đối sánh về hình thức và tỉ lệ kiến trúc nêu trên, có thể chọn Tả/Hữu Tùng Tự (Hiển Lâm Các) làm cơ sở phục hồi cho Di Nhiên và Cẩm Xuân Đường, Pháp/Chấp Khiêm Vu (lăng Tự Đức) làm cơ sở phục hồi cho Vĩnh Phương Hiên và Hàm Xuân Hiên, Trường Lang nối giữa Đại Cung Môn với Tả/Hữu Vu trước Điện Cần Chánh làm cơ sở phục hồi cho Vạn Tự Hồi Lang. Điều này hoàn toàn phù hợp với những thông tin từ nguồn tư liệu viết và tư liệu hình ảnh. Như vậy, kiến trúc Đường sẽ có qui mô và chiều cao lớn nhất, tiếp đến là Hiên và nhỏ nhất là Vạn Tự Hồi Lang Lang.

3.2 Giải pháp phục hồi mặt bằng tổng thể

Căn cứ vào ý tưởng qui hoạch tổng thể Thiệu Phương Viên đã được phân tích trên, các vết tích nền móng kiến trúc xuất lộ do việc nghiên cứu khảo cổ học cung cấp và khuôn viên hiện tồn của khu vườn, giải pháp phục hồi mặt băng tổng thể được đề xuất như sau:

  • Phục hồi toàn bộ kiến trúc khu vực phía đông Lạch Ngự Câu bao gồm: 4 công trình kiến trúc Đường-Hiên, Vạn Tự Hồi Lang, các nữ tường phân chia không gian tứ thời, Trích Thúy Sơn, Lạch Ngự Câu và các tiểu kiến trúc phối thuộc;
  • Khu vực phía Tây Lạch Ngự Câu hiện nay là vị trí tọa lạc của Thái Bình Lâu (Thư viện Hoàng cung) và Nhật Thành Lâu nên giải pháp lựa chọn là bảo tồn nguyên trạng;
  • Phục hồi nguyên trạng các cổng Thiệu Phương Viên Môn, Cẩm Uyển Môn, Cẩm Xuân Môn và La Thành 3 mặt Nam-Bắc-Đông của Thiệu Phương Viên;
  • Phục hồi tôn tạo cảnh quan, cây xanh và các lối dạo, tái qui hoạch tuyến tham quan trong sự liên kết với khu vực trung tâm của Tử Cấm Thành, khu vực Duyệt Thị Đường, Hồ Ngọc Dịch và Cơ Hạ Viên ở phía Đông của Thiệu Phương Viên vào thời kỳ hoàn chỉnh của nó.
Phối cảnh phục hồi Thiệu Phương Viên (khu vực bờ Đông Lạch Ngự Câu)

3.3 Giải pháp phục hồi các kiến trúc chính

Hệ khung gỗ chịu lực theo phong cách kiến trúc cung đình Huế và không chạm khắc cầu kỳ (do thiếu thông tin về trang trí nội thất), mái lợp ngói ống thanh lưu ly loại nhỏ, móng và tường bao xây gạch Vồ, nền lát gạch Bát Tràng tráng men hoàng/thanh lưu ly. Đối với kiến trúc Đường và Hiên có vách đố bản và cửa vòm phân chia không gian trong và ngoài, trước và sau của từng đơn nguyên kiến trúc. Trang trí mái bằng hình thức ô hộc và các môtíp “Giao Hóa” (những biến thể của môtip Rồng), dùng kỹ thuật nề ngõa truyền thống để thoàn thiện màu sắc công trình và phục hồi biển ngạch cho các kiến trúc.

Phần II: công nghệ “3d real-time rendering” và khả năng ứng dụng trong việc phục hồi, quảng bá di sản

1. Giới thiệu về công nghệ “3D Real-Time Rendering”

Công nghệ 3D Real-Time Rendering hay còn gọi 3D tương tác (Online Rendering) là xu hướng tất yếu của lĩnh vực diễn họa kiến trúc (Architectural Vizualization), các quốc gia trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu và sử dụng công nghệ này một cách hiệu quả trong diễn họa kiến trúc từ thập niên đầu của thế kỷ này.

Với phim 3D (hoặc hình ảnh 3D tĩnh), người xem chỉ có thể xem tác phẩm một cách thụ động, không thể tương tác (interact) thay đổi được, nội dung của những tác phẩm đó hoàn toàn do người thiết kế media quyết định. Công nghệ 3D Real-Time Rendering cho phép người xem tương tác và có thể thay đổi các mặc định của môi trường 3D mà các phần mềm Offline Rendering không cho phép thực hiện.

Đối với các phần mềm Offline Rendering, thời gian render một khung hình (frame) không giới hạn, nhưng đối với 3D Real-Time Rendering, thời gian để render một khung hình phải không vượt quá 1/15 giây (nói cách khác, trong một giây, máy tính phải render được ít nhất 15 khung hình). Đây chính là điểm khác nhau mấu chốt giữa 2 loại công nghệ này. Chính vì thời gian render rất nhanh (chỉ trong vòng 1/15 giây) nên 3D Real-Time Rendering mới cho phép người xem tương tác với môi trường 3D.

3D Real-Time Rendering hầu như luôn được thực hiện bằng bộ vi xử lý của Card đồ họa (GPU – Graphical Processing Unit), trong khi đó, Offline Rendering hầu như luôn được thực hiện bằng bộ xử lý trung tâm của máy tính (CPU – Central Processing Unit).

Ưu điểm chính của công nghệ 3D Real-Time Rendering là cho phép người xem tương tác với công trình kiến trúc, điều này khiến họ cảm thấy như mình đang thực sự bước vào công trình kiến trúc đó. Người xem có thể tùy ý đi lại trong công trình, nhìn theo những hướng mà mình muốn, người xem có thể mở cửa, bật đèn một cách chủ động. Đây là một trong những khả năng ứng dụng rất hiệu quả trong việc lập dự án phục hồi những công trình di tích kiến trúc đã bị mất và quảng bá di sản kiến trúc mà chúng tôi sẽ trình bày trong phần dưới đây.

2. Khả năng ứng dụng công nghệ “3D Real-Time Rendering”trong việc phục dựng hình ảnh di tích, khai thác dịch vụ du lịch và quảng bá di sản

Thời gian và chiến tranh đã làm mất mát một lượng lớn di tích kiến trúc có giá trị, chỉ còn lại những phế tích nền móng kiến trúc. Để phục hồi toàn bộ tổng thể kiến trúc trong khu vực Hoàng Thành Huế không phải là công việc dễ dàng, mà muốn làm được điều đó cần rất nhiều thời gian, công sức và tiền của.

Công nghệ 3D Real-Time Rendering thực hiện trên máy vi tính (computer) ra đời cho phép chúng ta thực hiện các dự án phục hồi di tích trong không gian 3 chiều ảo một cách dễ dàng, ít tốn kém, tính khả thi cao, dễ dàng sửa chữa điều chỉnh (nếu cần thiết) nhưng vẫn đạt được hiệu quả khai thác và quảng bá du lịch tốt.

Việc ứng dụng công nghệ này đã được thực hiện ở nhiều nước phát triển như Đức, Ý và Nhật Bản từ thập niên đầu của thế kỷ 21 trong việc tư liệu hóa di sản, quảng bá và phát triển du lịch. Các khu di sản văn hóa nổi tiếng thế giới đã được tư liệu hóa bằng bản vẽ kỹ thuật số hoặc bằng công nghệ 3D Laser-Scan để lưu giữ một cách chính xác hình ảnh di sản, sau đó được chuyển đổi dữ liệu thành không gian 3 chiều ảo bằng công nghệ 3D Real-Time Rendering nêu trên. Với chương trình này, các nhà chuyên môn và các nhà quản lý dễ dàng nắm bắt di sản mà mình đang quản lý đến từng chi tiết nhỏ, các du khách không có điều kiện đến tận nơi để chiêm ngưỡng di sản cũng có thể tự mình khám phá di sản mọi lúc, mọi nơi với chiếc máy vi tính Laptop và đĩa CD Room chứa chương trình 3D Real-Time Rendering về di sản mà họ muốn xem.

Đối với quần thể di tích cố đô Huế nói chung, và khu vực Hoàng Thành Huế nói riêng, việc ứng dụng công nghệ này sẽ giúp các nhà quản lý thiết lập được hệ thống dữ liệu kỹ thuật số cho toàn bộ các công trình di tích kiến trúc hiện còn cũng như những di tích đã bị mất, tái hiện toàn bộ khung cảnh Hoàng Thành và Tử Cấm Thành Huế vào các giai đoạn lịch sử. Đối với công tác nghiên cứu lập dự án bảo tồn trùng tu di tích, việc ứng dụng công nghệ này sẽ giúp các nhà chuyên môn thực hiện một cách dễ dàng công việc thiết kế mô hình di tích kiến trúc tỉ lệ 1/1 trong không gian 3 chiều ảo, giúp kiểm soát được các vấn đề kỹ thuật và điều chỉnh, sửa chữa dự án một cách dễ dàng khi cần thiết.

Ngoài ra, các chương trình dữ liệu di sản được thiết lập bằng công nghệ này và trích đoạn phim 3D giới thiệu về di sản, bản thân nó sẽ là sản phẩm du lịch đặc thù của khu di sản Huế có giá trị khoa học công nghệ, giá trị khai thác dịch vụ du lịch và quảng bá di sản.

Hiện nay, tại các điểm tham quan di tích ở Huế đã và đang thiết lập các điểm bán vé khai thác loại hình dịch vụ du lịch này. Khách du lịch sẽ tự mình điều khiển chương trình dữ liệu di sản trên máy vi tính để khám phá hình ảnh các khu di sản kiến trúc đã bị mất, xem những đoạn phim giới thiệu di tích được phục dựng bằng công nghệ 3D Real-Time Rendering, hoặc mua 01 đĩa CD Room chương trình dữ liệu di tích để tự khám phá theo sở thích của mình. Sản phẩm này cũng là giáo cụ trực quan hữu ích dùng trong các trường đại học đào tạo sinh viên chuyên ngành kiến trúc và bảo tồn, hoặc dùng trong nhà trường để phổ cập kiến thức về di sản kiến trúc đến với học sinh, sinh viên.

3. Sản phẩm nghiên cứu ứng dụng

3.1 Dữ liệu Real-Time Walkthrough

Sản phẩm này là sự kết hợp giữa kết quả nghiên cứu phục hồi Thiệu Phương Viên của các chuyên gia bảo tồn (thuộc Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế) và sự ứng dụng công nghệ 3D tương tác của các chuyên gia tin học (thuộc Cty Thiên Ý). Tên của sản phẩm này là Real-Time Walkthrough (dạo chơi trong không gian 3 chiều trên máy vi tính), file setup là “Thieu Phuong Garden.exe” trong đĩa CD dữ liệu.

CD Room dữ liệu Real-Time Walkthrough Thiệu Phương Viên

Trong không gian 3 chiều này, người xem có thể tùy ý quan sát công trình di tích được phục dựng một cách chủ động, có thể đến gần và dừng lại quan sát từng chi tiết nếu muốn, hoặc có thể lùi xa để quan sát tổng thể, có thể dừng chân bên trong công trình hoặc ở bên ngoài sân vườn để cảm nhận sự thoáng đạt và sắc thái của khu vườn. Thời lượng và không gian tham quan không giới hạn và hoàn toàn tùy thuộc vào người điều khiển máy vi tính.

3.2 Phim 3D giới thiệu về Thiệu Phương Viên

Phim 3D giới thiệu về Thiêụ Phương Viên là sản phẩm trích xuất ra từ chương trình dữ liệu Real-Time WalkThrough nêu trên với tuyến tham quan và thời gian được kịch bản hóa theo chủ ý của tác giả. Phim 3D được định dạng file Matroska Video File (.mkv), dung lượng 378 MB, thời lượng 10 phút giới thiệu công tác nghiên cứu phục hồi và các giá trị nổi bật của Thiệu Phương Viên.

Sản phẩm ứng dụng của đề tài này là thực nghiệm nghiên cứu phục hồi di tích đã bị mất do TS. KTS. Lê Vĩnh An (thuộc Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế) thực hiện và sự phối hợp ứng dụng công nghệ tin học của KTS. Nguyễn Phước Thiện (thuộc Công ty TNHH Thiên Ý) dưới sự điều phối của đơn vị chủ quản là Trung tâm Bảo tồn Di tích Cố đô Huế, nhằm chuyển tải đến độc giả và người xem một phần thông tin và hình ảnh cơ bản nhất của ngôi vườn nổi tiếng này.

TS.KTS. Lê Vĩnh An
Đại học Công nghiệp TP HCM
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 02-2025)


Ghi chú:
[1] Khâm định Đại Nam hội điển sự lệ tục biên, Bộ Công, quyển 44.
[2] Quốc Sử Quán triều Nguyễn, Đại Nam thực lục, bản dịch của Viện Sử học. Nxb KHXH, Hà Nội-1968, tập 20.
[3] Tư liệu bức tranh Mộc bản vẽ Thiệu Phương Viên năm 1841 (thời Minh Mạng).
[4] Tư liệu tranh Gương vẽ Thiệu Phương Viên năm 1843 (thời Thiệu Trị).
[5] Bảo tàng Lịch sử Việt Nam, Báo cáo Khảo cổ học di tích vườn Thiệu Phương năm 2002.
[6] Tư liệu trắc đạc khảo cổ học Thiệu Phương Viên của Viện Di sản Waseda, Tokyo-Nhật Bản, thực hiện tháng 2/2002.