云岡石窟：邁出“行走”世界第一步

溫才妃 柯溢能

復(fù)制室

進(jìn)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(nèi)涵，讓觀眾震撼。不過(guò)這回，令人發(fā)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(xué)藝術(shù)與考古博物館。

6月12日起，由浙江大學(xué)與云岡石窟研究院合作的全球首例可移動(dòng)3D打印復(fù)制洞窟在浙大成功落成，并率先向校內(nèi)師生開(kāi)放。

3年來(lái)，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(xiàng)目組，攻克了數(shù)據(jù)采集處理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分塊打印上色等多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)，云岡石窟邁出“行走”世界的第一步。

1、為什么是云岡第12窟

在云岡石窟現(xiàn)存的45個(gè)主要洞窟中，第12窟又名“音樂(lè)窟”，前殿后室深14米、寬11米、高9米。這個(gè)石窟開(kāi)鑿于5世紀(jì)，其中雕刻的“天人”形象和各種樂(lè)器，展現(xiàn)出音樂(lè)風(fēng)尚與時(shí)代風(fēng)貌，這些“天人”也是我國(guó)古代最早的宮廷交響樂(lè)團(tuán)，在中國(guó)音樂(lè)舞蹈史上具有極其重要的地位。

如何將不可移動(dòng)文物進(jìn)行可移動(dòng)展示，讓更多人領(lǐng)略中國(guó)星漢燦爛的文明？

2016年8月起，研究人員對(duì)第12窟進(jìn)行高保真三維數(shù)字化數(shù)據(jù)采集。合作團(tuán)隊(duì)采用浙大探索出來(lái)的一套三維激光掃描與攝影測(cè)量融合構(gòu)建文物三維模型的解決方案，歷時(shí)3個(gè)月對(duì)第12窟進(jìn)行了52站三維激光掃描，并拍攝了55680張照片。之后，經(jīng)過(guò)攝影測(cè)量計(jì)算和人工交互三維處理，合作團(tuán)隊(duì)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(shù)字化檔案。浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院副院長(zhǎng)李志榮表示，對(duì)文物進(jìn)行數(shù)字化記錄，為其建立詳實(shí)的數(shù)字檔案，是文物保護(hù)的重要手段之一。打印呈現(xiàn)出文物的實(shí)現(xiàn)，表明數(shù)字化記錄達(dá)到了考古記錄，特別是測(cè)量記錄的最高標(biāo)準(zhǔn)。這是實(shí)現(xiàn)云岡石窟“活起來(lái)”“走出去”，使公眾能夠一覽歷史繁華的基礎(chǔ)。

但是，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(yīng)用，各種遺跡空間深度尺度復(fù)雜，掃描和測(cè)繪難度高。浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院副院長(zhǎng)刁常宇表示，對(duì)第12窟的數(shù)字化采集觸及到了這個(gè)領(lǐng)域的“天花板”。

2、復(fù)制難在哪兒

海量的高精度三維掃描數(shù)據(jù)采集和大量的分析計(jì)算是數(shù)字化記錄中的“攔路虎”。據(jù)刁常宇介紹，如此大體量的數(shù)據(jù)無(wú)法在一個(gè)軟件系統(tǒng)中處理，因此要根據(jù)石窟的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分塊處理。怎么切分、切塊的設(shè)計(jì)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。

如果說(shuō)拆分難，那么合在一起數(shù)據(jù)拼接對(duì)分塊間的空間精度要求更高。浙大團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)中精益求精，最終使三維重建誤差小于2毫米，色彩還原度達(dá)到95%以上。

萬(wàn)丈高樓平地起，這是人們對(duì)壘砌的一般概念，從下往上搭建是最常用的方式。但是在3D拼裝的過(guò)程中，任何一個(gè)小誤差都會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)位，甚至可能出現(xiàn)最后無(wú)法安裝的情況。合作團(tuán)隊(duì)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(shuō)，“把累積誤差留給開(kāi)口的位置，誤差就被消化掉了”。

分體式3D打印，此前沒(méi)有技術(shù)成形的路徑，需要邊摸索邊突破。承擔(dān)成形加工的美科圖像（深圳）專門研發(fā)了可以打印1×1×1.2米的大型3D打印機(jī)，確保一次打印成形，運(yùn)用3D打印鑄模技術(shù)復(fù)制文物本體的所有細(xì)節(jié)。

3、實(shí)現(xiàn)了形的打印，色彩賦予怎么辦？當(dāng)前各類3D著色或打印技術(shù)都無(wú)法在賦色的同時(shí)營(yíng)造指定的質(zhì)感。經(jīng)過(guò)幾年的比對(duì)實(shí)驗(yàn)，合作團(tuán)隊(duì)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)。選擇人工上色也同時(shí)擁有了上色的自由。既然有了可以變化的選項(xiàng)，為什么不能變上一點(diǎn)？只要這個(gè)變化是有依據(jù)的。合作團(tuán)隊(duì)提出了大膽的上色方案建議，而不是與現(xiàn)存的12窟“一模一樣”。

最終，云岡石窟研究院決定，將基于科學(xué)數(shù)據(jù)與專家對(duì)文物的理解綜合考慮?！凹兗夹g(shù)沒(méi)有答案，必須在考古學(xué)的指導(dǎo)下來(lái)制定賦色方案，比方說(shuō)，現(xiàn)存石窟中的顏色與過(guò)去的顏色有什么關(guān)系、哪些是有依據(jù)的變化?！?/p>

云岡石窟研究院美術(shù)工作團(tuán)隊(duì)依照古法，用礦物顏料為約900多平方米的復(fù)制窟上色，歷經(jīng)8個(gè)月，終于完成了對(duì)第12窟形色俱佳的復(fù)制。據(jù)了解，通過(guò)手工在現(xiàn)代材質(zhì)基底上“裝鑾繪色”恢復(fù)如此規(guī)模的石窟樣貌，也是文物界有史以來(lái)第一次。

4、數(shù)字開(kāi)啟一個(gè)新世界

著名建筑學(xué)家梁思成的第一次山西之行，留下了對(duì)云岡石窟的思考。他說(shuō)：“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(guó)文化以旺盛的生命力。這是歷史上最有趣的現(xiàn)象，也是近代史學(xué)者最重視的問(wèn)題之一?！?/p>

第12窟窟前的石柱，一面已被歲月風(fēng)蝕，而另一面則清晰可見(jiàn)往日的繁盛。通體看是羅馬柱，但仔細(xì)看還有印度的文化元素，柱子頂端又是中國(guó)的櫨斗樣式。這樣的東西融合，打造了世界文明長(zhǎng)河中的一顆璀璨明珠。

遠(yuǎn)在山西的云岡如何得以“東來(lái)”？

浙大使用了“積木式”的新技術(shù)和制作方法，開(kāi)創(chuàng)了文物藝術(shù)品展覽便捷運(yùn)輸、安裝、展陳的新模式。

目前復(fù)制成功的第12窟，由110塊2米見(jiàn)方的“積木塊”分6層組裝而成。這些“積木塊”總重量大約2噸，8輛標(biāo)準(zhǔn)集裝箱車就能裝得下，拉運(yùn)自如行走天下，一星期即可完成組裝布展。

據(jù)介紹，“說(shuō)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(dòng)化安裝。現(xiàn)場(chǎng)無(wú)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(gè)過(guò)程就像由上往下搭積木，提高了裝配效率，縮短了安裝周期。

浙江大學(xué)藝術(shù)與考古博物館常務(wù)副館長(zhǎng)樓可程說(shuō)：“云岡石窟第12窟是科技與藝術(shù)結(jié)合的典范，科技因藝術(shù)而獲得靈感、充滿創(chuàng)造力，藝術(shù)因科技而獲得新生與傳播。”

“這是行走的石窟、永不落幕的絲路音樂(lè)廳?！庇嘘P(guān)專家表示，該項(xiàng)目的完成標(biāo)志著我國(guó)在文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)及傳承利用中實(shí)現(xiàn)了多方面的技術(shù)突破，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)及傳承利用新的里程碑。