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浙江大學(xué)與云岡石窟研究院合作,歷時3年多,制作了云岡石窟第十二窟的可移動3D打印復(fù)制版本,目前在浙江大學(xué)落成開放。這讓更多人有機會欣賞到不可移動文物的宏大風(fēng)貌,也讓文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護及傳承利用邁出了重要一步。
進入“云岡石窟第十二窟”,雕刻精美、意蘊宏大的造像,讓人震撼。這令人驚嘆的景致,并不在山西大同西郊的武周山,而是在浙江大學(xué)藝術(shù)與考古博物館。
近日,由浙江大學(xué)與云岡石窟研究院合作的首例可移動3D打印復(fù)制洞窟在浙江大學(xué)落成,并于6月12日起向校內(nèi)師生開放。
3年來,浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院與云岡石窟研究院聯(lián)合項目組攻克了數(shù)據(jù)采集處理、結(jié)構(gòu)設(shè)計、分塊打印上色等多項技術(shù)難關(guān),讓古老的世界文化遺產(chǎn)云岡石窟邁出了“行走”世界的第一步。
三維重建誤差小于2毫米
云岡石窟位于山西大同。它依山開鑿,距今已有1500余年的歷史。作為我國最大的石窟之一,云岡石窟與莫高窟、龍門石窟和麥積山石窟并稱為中國四大石窟。
在云岡石窟現(xiàn)存的45個主要洞窟中,第十二窟又名“音樂窟”,前殿后室,入深14米,寬11米,高9米。其中雕刻的天宮伎樂和中外樂器,能顯示出當(dāng)時的音樂風(fēng)尚與時代風(fēng)貌,在中國音樂舞蹈史上具有重要地位。如何讓這處不可移動文物“走”到更多地方,讓更多人欣賞品味?
2016年8月起,浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院與云岡石窟研究院合作,對第十二窟進行高保真三維數(shù)字化數(shù)據(jù)采集。合作團隊采用融合三維激光掃描與攝影測量的方案,構(gòu)建三維模型,歷時3個月,對第十二窟進行三維激光掃描,并拍攝55680張照片。之后,經(jīng)過攝影測量計算和人工交互三維處理,建立了第十二窟的高保真彩色三維模型。
浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院副院長李志榮說,對文物進行數(shù)字化記錄,為其建立詳實的數(shù)字檔案,是文物保護的重要手段之一,而能夠?qū)崿F(xiàn)打印呈現(xiàn),則表明數(shù)字化記錄達到考古記錄,特別是測量記錄的最高標準,這也是云岡石窟“活起來”“走出去”的基礎(chǔ)。
云岡石窟的洞窟和造像,體積巨大,采用了高浮雕、淺浮雕等多種雕刻手法,各種遺跡空間深度、尺度復(fù)雜,掃描和測繪難度很高。浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院副院長刁常宇說:“從技術(shù)上看,對第十二窟的數(shù)字化采集觸到了這個領(lǐng)域的‘天花板’。”
海量的高精度三維掃描數(shù)據(jù)采集和大量的分析計算是數(shù)字化記錄中的“攔路虎”。刁常宇介紹,如此大體量的數(shù)據(jù)無法在一個軟件系統(tǒng)中處理,所以要根據(jù)石窟的結(jié)構(gòu)進行分塊處理,切分后再拼成整體,最終實現(xiàn)三維重建誤差小于2毫米,色彩還原度達到95%以上。
古法上色歷時8個月
分體式3D打印,此前沒有先例,也沒有成熟路徑。承擔(dān)成型加工的美科圖像(深圳)有限公司,為解決單次成型體積較小的問題,專門研發(fā)了大型3D打印機,確保一次打印成型,運用3D打印鑄模技術(shù)復(fù)制文物本體的所有細節(jié)。
成型之后還得賦色,這里的“色”,是指文物的材料、質(zhì)感、顏色等綜合信息。3D打印用的是高分子材料,固化成型后,還沒有具備石材的質(zhì)感,但是通過賦色卻能填補缺憾,達到盡可能“原真”,更加顯得厚重與滄桑。
然而當(dāng)前各類3D著色或3D打印技術(shù),都無法在賦色的同時營造團隊想要的質(zhì)感。經(jīng)過幾年的比對實驗,團隊還是決定采用人工上色的方法,以尋求最大程度的原真再現(xiàn)。
經(jīng)過論證,團隊提出了大膽的上色方案,而不是與現(xiàn)存的第十二窟“一模一樣”。云岡石窟研究院最終決定,賦色的具體方案,是將科學(xué)數(shù)據(jù)與專家對文物的理解綜合起來考慮。
“必須在考古學(xué)指導(dǎo)下制定方案,比如,現(xiàn)存石窟中的顏色與過去的顏色有什么關(guān)系,變化有哪些依據(jù)?!崩钪緲s說。
“這項工作從一定程度上是‘再造’一個石窟。”在李志榮看來,復(fù)制的過程是一種復(fù)原研究。在色調(diào)的鮮與暗上,團隊選擇了洞窟剛誕生時的鮮亮,但在洞窟的風(fēng)化上,不做調(diào)整?!拔覀儼雅c時間有關(guān)的有效核心信息都全部保留?!?/p>
云岡石窟研究院的美術(shù)工作者,依照古法用礦物顏料為面積900多平方米的復(fù)制窟上色,歷時8個月,終于讓第十二窟形色兼具,煥然呈現(xiàn)。
組裝110塊“積木塊”
為了讓云岡石窟更方便地“行走天下”,浙江大學(xué)使用了“積木式”的新技術(shù)和制作方法。
復(fù)制成功的第十二窟由110塊2米見方的“積木塊”分6層進行組裝組成。這些“積木塊”大約重2噸,8輛標準集裝箱車可裝得下,拉運自如,一周即可組裝完成布展。
團隊介紹說,“說走就走”的展覽結(jié)構(gòu)為輕質(zhì)鋁合金框架,分體式半自動化安裝?,F(xiàn)場無需搭建傳統(tǒng)的腳手架,低空作業(yè)組在地面上組裝好一層再吊到頂部安裝,整個過程就像搭積木。
浙江大學(xué)藝術(shù)與考古博物館常務(wù)副館長樓可程說:“3D打印的第十二窟,是科技與藝術(shù)結(jié)合的典范,科技因藝術(shù)而充滿創(chuàng)造力,藝術(shù)因科技獲得更廣泛傳播?!?/p>
“這是‘行走’的石窟,永不落幕的絲路音樂廳?!庇嘘P(guān)專家認為,該項目的完成標志著我國在文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護及傳承利用中實現(xiàn)了多方面的技術(shù)突破,邁出了中國文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護及傳承利用的重要一步。(記者 趙婀娜 柯溢能、吳雅蘭參與采寫)
《 人民日報 》( 2020年06月23日 12 版)
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