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云岡石窟在浙江大學邁出“行走”世界第一步

發布時間:2020-06-12來源:浙大新聞辦作者: 柯溢能 吳雅蘭 盧紹慶1253

進入云岡石窟第12窟,美輪美奐的造像、莊生天籟的境界、博大精深的內涵,讓觀眾無不為這場石壁上的大型音樂會所震撼。

不過這回,令人發出感嘆的景致,并不在山西大同西郊的武周山,而是在浙江大學藝術與考古博物館。6月12日起,由浙江大學與云岡石窟研究院合作的全球首例可移動3D打印復制洞窟在浙大成功落成,并率先向校內師生開放。

3年來,浙江大學文化遺產研究院與云岡石窟研究院聯合項目組攻克了數據采集處理、結構設計、分塊打印上色等多項技術難關,古老的世界文化遺產云岡石窟邁出“行走”世界的第一步。

記錄

為什么是云岡第12窟?

世界文化遺產云岡石窟位于山西省大同市。它依山開鑿,東西綿延,距今已有1500余年的歷史。作為我國最大的石窟之一,云岡石窟與敦煌莫高窟、洛陽龍門石窟和麥積山石窟并稱為中國四大石窟藝術寶庫。

在云岡石窟現存的45個主要洞窟中,第12窟又名“音樂窟”,前殿后室,入深14米,寬11米,高9米。這個石窟開鑿于五世紀,其中雕刻的天人形象和中外樂器,展現出音樂風尚與時代風貌,這些“天人”也是我國古代最早的宮廷交響樂團,在中國音樂舞蹈史上具有極其重要的地位。

如何讓不可移動文物進行可移動展示,讓更多人領略中國星漢燦爛的文明?

2016年8月起,浙江大學文化遺產研究院與云岡石窟研究院合作,對第12窟進行高保真三維數字化數據采集。合作團隊采用浙大探索出來的一套三維激光掃描與攝影測量融合構建文物三維模型的解決方案,前后歷時三個月對第12窟進行了52站三維激光掃描并拍攝了55680張照片。之后,經過攝影測量計算和人工交互三維處理,合作團隊成功建立了第12窟的高保真彩色三維模型。

這種記錄方式,永久地保存了云岡石窟及其珍貴文物信息,留下了高精度三維數字化檔案。浙江大學文化遺產研究院副院長李志榮說,對文物進行數字化記錄,為其建立詳實的數字檔案,是文物保護重要手段之一,而打印呈現本身的實現,則表明數字化記錄達到了考古記錄,特別是測量記錄的最高標準。這是實現云岡石窟“活起來”,“走出去”,使公眾能夠一覽穿越歷史繁華的基礎。

記錄難在哪?

云岡石窟的洞窟和造像,空間巨大,高浮雕、淺浮雕各種雕刻手法純熟應用,各種遺跡空間深度尺度復雜,掃描和測繪難度高。從技術上看,用浙江大學文化遺產研究院副院長刁常宇的話說,對第12窟的數字化采集觸及到了這個領域的“天花板”。

海量的高精度三維掃描數據采集和大量的分析計算是數字化記錄中的“攔路虎”。刁常宇介紹,如此大體量的數據無法在一個軟件系統中處理,因此要根據石窟的結構進行分塊處理。就好像一張A4的圖片,我們用普通的軟件就可以打開;但當這張圖片有20平方米那么大時,電腦的內存不夠,普通軟件也打不開這張圖片?!罢f說簡單,但做起來不容易,怎么切分?切塊的設計如何與支撐骨架吻合?最后又怎么拼成整體?每一步都是難題?!?/p>

再造

復制難在哪?

如果說拆開來分塊難,那么合在一起數據拼接就非??简灧謮K間的空間精度。浙大團隊將誤差盡可能地解決在設計中,最終實現三維重建誤差小于2毫米,色彩還原度達到95%以上。

萬丈高樓平地起,這是人們對壘砌的一般概念,從下往上地搭建是最常用的方式。但是在3D拼裝的過程中任何一個小的誤差都會導致錯位,并可能導致最后無法安裝。合作團隊另辟蹊徑,選擇了從上往下安裝的策略,把誤差往下壓,用刁常宇的話說“把累積誤差留給開口的位置,誤差就被消化掉了?!?/p>

分體式3D打印,團隊是第一個吃螃蟹,此前沒有先例,也沒有技術成形的路徑,需要邊摸索邊突破。承擔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,專門研發了可以打印1×1×1.2米的大型3D打印機,確保一次打印成型,運用3D打印鑄模技術復制文物本體的所有細節。

實現了形的打印,但是色的賦予怎么辦?

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感,但是通過“賦色”環節卻能填補缺憾。這里的“色”,是指文物的材料、質感、顏色等綜合歷史信息,通過這一環節,數字模型才能實現“原真”,才能呈現歷史與滄桑。李志榮說:“質感的重要性體現在哪里?游客走進復制窟的時候,他的潛意識不能告訴他是走進了塑料堆里,不能有這個感覺?!?/p>

當前各類3D著色或3D打印技術都無法在賦色的同時營造指定的質感。經過幾年的比對實驗,合作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。當必須選擇人工上色來完成云岡復制窟的制作時,卻也同時擁有了上色的自由。團隊認為,既然有了可以變化的選項,為什么不能變上一點?只要這個變化是有依據的。

經過論證,合作團隊提出了大膽的上色方案建議,而不是與現存的十二窟“一模一樣”。云岡石窟研究院最終決定賦色的具體操作方案,是將基于科學數據與專家對文物的理解綜合起來一起考慮?!凹兗夹g沒有答案,必須在考古學的指導下來制定賦色方案,比方說,現存石窟中的顏色與過去的顏色有什么關系,哪些是有依據的變化?!?/p>

李志榮也認為,這項工作從一定程度上是“再造”一個石窟,是一個石窟的展示品,而不是把石窟切下來搬出來。在她看來,復制的過程是一種復原研究。在色調的鮮與暗上,團隊選擇了洞窟剛誕生時候的鮮亮,而沒有采用現存石窟雕像的煤灰色,但是在洞窟的風化上,他們認為這是不可抗的自然之力給予的,不做調整,同時把人為的破壞痕跡也留了下來?!拔覀儗⑴c時間有關的有效的核心信息都全部保留下來。這個取舍是當代人的認識結果,不是消極的拷貝,而是一個再造的過程?!?/p>

云岡石窟研究院美術工作團隊,依照古法用礦物顏料為面積大約900多平方米的復制窟上色,歷經8個月的時間,終于讓12窟完成了其形色具足的復制,煥然呈現。據了解,通過手工在現代材質基底上“裝鑾繪色”來恢復如此規模的石窟樣貌,也是文物界有史以來第一次。

行走

數字如何開啟一個新世界?

上世紀早期著名建筑學家梁思成的第一次山西之行,還留有對云岡石窟的思考。他說:“在云岡石窟中可以清晰地看到,這種不同民族文化的大交流,賦予我國文化以旺盛的生命力。這是歷史上最有趣的現象,也是近代史學者最重視研究的問題?!?/p>

云岡12窟窟前的石柱,一面已被歲月風蝕,而另一面則清晰可見往日的繁盛。通體看是羅馬柱,但仔細看還有印度的文化元素,柱子頂端又是中國的櫨斗樣式。這樣的東西融合,正是世界文明長河中的一顆璀璨明珠。

那么遠在山西的云岡如何得以“東來”?

浙大創新性地使用了“積木式”的新技術和制作方法,開創了文物藝術品展覽便捷運輸、安裝、展陳的新模式。

目前復制成功的第12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”總重量大約2噸,8輛標準集裝箱車就可能裝得下,拉運自如行走天下,一周即可組裝完成布展。

團隊介紹說,“說走就走”的展覽結構為輕質鋁合金框架,分體式半自動化安裝?,F場無需搭建傳統的腳手架,低空作業組在地面上組裝好一層再吊到頂部安裝,整個過程就像由上往下搭積木,提高了裝配效率,縮短了安裝周期。

欣賞石窟之美,重現昔日榮光。數字化讓收藏在博物館里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產、書寫在古籍里的文字都“活”了起來。

沉浸在三維數字化重構的云岡石窟中,人們被龐大的數據包圍,掩藏在人的視網膜背后的是高清細致的0與1。

浙江大學藝術與考古博物館常務副館長樓可程說:“云岡石窟第十二窟是浙江大學文化遺產研究院與云岡研究院合作的一個很好的例子,也是科技與藝術結合的典范,科技因藝術而獲得靈感、充滿創造力,藝術因科技而獲得新生與傳播?!?/p>

這是行走的石窟,永不落幕的絲路音樂廳?!庇嘘P專家表示,該項目的完成標志著我國在文化遺產數字化保護及傳承利用中實現了多方面的技術突破,開創了中國文化遺產數字化保護及傳承利用新的里程碑。

(文 柯溢能 吳雅蘭/攝影 盧紹慶)

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