Una ADE de CityGML para modelar la arquitectura de madera china antigua en 3D con información semántica

Por qué los antiguos templos de madera necesitan nuevas herramientas digitales

En toda China, salas y templos de madera centenarios aún se mantienen en pie, con sus tejados estratificados y ménsulas complejas que han sobrevivido a terremotos, guerras y al clima. Sin embargo, estas obras maestras son frágiles, y su conservación ya depende de algo más que la carpintería. Este estudio presenta una nueva forma de describir esos edificios en tres dimensiones para que los ordenadores puedan comprender no solo cómo se ven, sino qué es cada parte y cómo encaja todo, sentando las bases para una conservación e investigación más inteligentes.

Convertir la artesanía antigua en bloques constructivos digitales

La arquitectura de madera tradicional china sigue una lógica ordenada: una base elevada, un armazón de madera de columnas y vigas, cerramientos y puertas, y un tejado complejo. Ménsulas de madera especiales llamadas dougong y uniones de espiga y mortaja permiten que los edificios se flexionen durante los terremotos mientras soportan pesados tejados de teja. Los autores sostienen que, para proteger realmente este patrimonio, los modelos digitales deben capturar esta jerarquía y vocabulario, no solo la forma exterior. Los modelos 3D existentes e incluso muchos modelos de información de edificios orientados al patrimonio registran las formas con gran precisión pero difuminan u omiten las categorías tradicionales que usan los artesanos, lo que dificulta plantear preguntas como qué elementos pertenecen a la capa del tejado o cómo un conjunto de ménsulas se relaciona con columnas cercanas.

Añadir significado a los modelos urbanos 3D

Para salvar esta brecha, los investigadores extienden CityGML, un estándar internacional usado para describir ciudades 3D, creando un complemento especializado llamado Extensión de Dominio de Aplicación de Arquitectura de Madera China (CTAADE). Esta extensión introduce cuatro capas principales —fundación, armazón de madera, cerramiento vertical y tejado— y 17 tipos de componentes clave, incluidos bases, columnas, vigas, correas, tejas, muros, ventanas y dougong. Cada objeto digital puede llevar información como periodo histórico, estilo, nivel de protección y dimensiones, y está vinculado a superficies geométricas en el espacio. Al anidar estos componentes en una jerarquía clara, CTAADE permite que los ordenadores “sepan” que una viga determinada pertenece a un salón concreto, forma parte de la capa del armazón de madera y se conecta a un conjunto específico de columnas y elementos de tejado.

De archivos de diseño a modelos patrimoniales ricos en semántica

Sobre esta base, el equipo ideó una canalización para convertir modelos de información de edificios patrimoniales existentes en modelos urbanos compatibles con CTAADE. Partiendo de un modelo 3D detallado creado en software de diseño comercial, extraen automáticamente las formas y atributos básicos de cada objeto. Dado que el modelo original solo etiqueta los elementos en categorías muy generales, los expertos luego clasifican cada pieza —por ejemplo, distinguiendo bases, puertas, vigas o conjuntos individuales de ménsulas— usando una tabla de mapeo alineada con los 17 tipos de componentes CTAADE. Scripts personalizados codifican finalmente toda esta geometría y significado en archivos CityGML, de modo que el resultado pueda ser leído por sistemas de información geográfica estándar y herramientas de visualización.

Poner el método a prueba en un gran salón de templo

Para demostrar lo que su enfoque puede hacer, los autores aplicaron CTAADE al Salón de la Gran Compasión del templo Chongshan en Taiyuan, provincia de Shanxi, un amplio salón de madera de la dinastía Ming con aleros estratificados y un trabajado entramado de madera. Transformaron su modelo de información patrimonial en un modelo urbano 3D basado en CTAADE que contiene 4.704 componentes semánticos y más de medio millón de superficies triangulares. Usando visualizadores especializados, confirmaron que el archivo seguía las reglas de CityGML y que las primitivas geométricas eran casi íntegramente válidas. Más importante aún, el software pudo mostrar un árbol de componentes, resaltar elementos individuales como un solo conjunto de ménsulas o una capa de tejado, y mostrar sus atributos y relaciones, permitiendo consultas ricas que eran imposibles con una simple malla.

Qué significa esto para la protección de edificios históricos

En términos cotidianos, este trabajo ofrece a conservadores, planificadores e investigadores un lenguaje compartido y legible por ordenador para hablar sobre templos de madera complejos. En lugar de tratar un salón como una cáscara sólida, CTAADE lo descompone en partes con significado que pueden buscarse, analizarse y enlazarse con otros datos como simulaciones estructurales o exposición meteorológica. Aunque el modelo actual se centra en un tipo de edificio principal y aún depende de la pericia humana para clasificar componentes, puede ampliarse a otras estructuras y combinarse con inteligencia artificial para acelerar el reconocimiento. En última instancia, este enfoque 3D semántico podría apoyar gemelos digitales de sitios patrimoniales, ayudando a planificar reparaciones, evaluar riesgos y mantener vivo el conocimiento incrustado en la carpintería antigua para las generaciones futuras.

Cita: Zhang, J., Hou, M., Chen, J. et al. A CityGML ADE for modeling ancient chinese timber architecture in 3D with semantic information. npj Herit. Sci. 14, 271 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02535-2

Palabras clave: arquitectura de madera china antigua, modelado semántico 3D, CityGML ADE, preservación del patrimonio cultural, integración HBIM