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行走的云岡石窟 運用3D技術打印的石窟展出

2018年12月04日 14:49 | 來源:人民日報
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運用3D技術打印的石窟相繼在青島、深圳展出  看,行走的云岡石窟(讓優(yōu)秀傳統(tǒng)文化活起來)

“你看這兩張石窟的照片,能看出哪張是原件、哪張是‘仿品’嗎?”云岡石窟研究院數(shù)字化研究室主任寧波手拿兩張照片,向記者發(fā)出挑戰(zhàn)。

這是新近在北京復制成功的云岡石窟第十八窟的照片。單憑肉眼,實難分辨。事實上,即便走進這兩個石窟,如果沒有地理信息和周邊場景的提示,相信會讓很多人真的以為自己置身在云岡石窟。

與高校的合作碰撞出了新想法

武周山下,世界遺產(chǎn)云岡石窟,引無數(shù)人迷醉在此。

守著這么一個文化寶藏,云岡石窟研究院在院長張焯的帶領下動起了腦筋:“一年200萬游客,還遠遠不夠?!痹趺醋尭嗳丝吹皆茖?、接近云岡、了解云岡?寧波等人先后7次去故宮博物院、敦煌研究院考察學習數(shù)據(jù)采集、彩色管理、網(wǎng)絡應用等內容。

3D打印,就這么適時地出現(xiàn)在云岡石窟研究院副院長盧繼文眼里。他找來寧波,出了這道題。

其實寧波也觀察3D打印很久了。在他看來,“如果能打印出來,把石窟變成可移動的文物,在各地展出,這不就能讓更多人認識和了解云岡石窟了嗎?”

可彼時,擺在他眼前的,是一系列難題。從哪入手、技術環(huán)節(jié)是什么樣的,怎么突破?數(shù)字化室的人才不少,可這項課題,大伙都是第一次接觸。他去找了副院長盧繼文,盧繼文一下子點破了他:“去到高校問問啊?!?/p>

這些年,云岡石窟研究院和武漢大學、北京建筑大學、浙江大學等高校相繼有了合作,用盧繼文的話說,“一遇到重點院校,就想方設法去跟人家結對子”。學研結合產(chǎn)生了新的“化學反應”,寧波剛把這個想法和這些大學一說,立馬得到了反饋:“我們也正想找一個實踐基地?!?/p>

在高校專家的指導下,寧波很快上了道。“3D打印的市場化應用技術較多,基本邏輯已經(jīng)被蹚出來了,先通過掃描,在電腦中通過信息處理建模,然后用打印設備進行打印?!?/p>

坐在冬日午后的陽光里,寧波想起了他剛入職的時候,那是2005年,計算機技術專業(yè)剛畢業(yè)的他,心中有著對技術幾近狂熱的信仰。當時的他,堅信數(shù)字技術能摧枯拉朽,給這些文物帶來不一樣的動能。

在寧波的數(shù)字化辦公室里,就放著幾臺小型的3D打印機。一旁的柜子上,一列打印出的小型佛首、佛身,皆是按照窟內的佛像原型打印?!斑@些都屬于‘小打小鬧’,是開始時用于‘摸石頭過河’的作品。”寧波說。

可以“以假亂真”的“形、質、色”

框架確定,再加上“熱身”,是時候實施大的想法了??蓡栴}接踵而來。

打印文物不同于其他,來不得絲毫差池?!斑@是對文物的尊重,也是對參觀者負責,”使命感讓這個年輕的數(shù)字化團隊干勁十足的同時也讓他們更加“壓力山大”:“我們整天想著,怎么讓掃描的東西更加精準?!?/p>

3D打印的第一步是測繪掃描。幾年前,數(shù)字激光掃描儀器的掃描精度已經(jīng)可以達到0.03厘米,但對于寧波團隊的要求而言,還不夠。這是因為,“云岡石窟的佛像屬高浮雕,有濃縮的空間深度感,但這也意味著深度較大,掃描和測繪難度更高。尤其是特殊區(qū)域,比如佛像的耳朵,立體感特別強,對掃描的要求更高。如同拍照一樣,要求像素越高越好。”

那段時間,寧波和他的團隊整晚整晚地加班。最終,他們提出了“航測+三維掃描”的辦法,“航測是航拍的升級版,對于動輒十多米高的石窟而言很有效果,它和三維掃描組合使用,能夠將精度以0.01毫米計,每一個點都對應出自己的三維坐標,使得掃描的像素更高?!?/p>

掃描采集完成后,將海量數(shù)據(jù)進行處理是另外一項技術難題。創(chuàng)立十多年的云岡石窟數(shù)字化研究室,開始發(fā)揮優(yōu)勢?!拔覀?0多個人,有一多半都是‘技術宅’、‘碼農(nóng)’,處理數(shù)據(jù)是我們的強項。”中午時分,辦公室雖然沒人,但電腦桌面上依然能看到未處理完的石窟三維圖,寧波說:“將海量數(shù)據(jù)處理、建模,轉化成3D打印的語言,就算完成了關鍵一步?!?/p>

打印時的講究很多。比如,打印時的溫度需要保持在20攝氏度以上,確保設備能夠連續(xù)工作。再如,“現(xiàn)在市面上打印出來的成品偏圓潤,類似于圖片處理中的‘羽化’,一方面需要對打印設備進行升級,一方面需要進行后期處理?!?/p>

掃描技術可以解決“形”的問題,但最終如何做到逼真、甚至“以假亂真?”“‘形、質、色’,缺一不可。云岡石窟所在地大同地處‘塞外’,這里的砂巖有獨特的顆粒感,要原汁原味地打印出這樣的質感,必須要加上后期的噴砂上色。那么問題來了,選擇什么樣的材料,就成了我們的新課題。”經(jīng)過反復篩選,結合材料的防老化、憎水性、耐火性、硬度等綜合指標,他們成功找到了樹脂涂抹材質。

已經(jīng)在謀劃讓云岡“活起來”的下一步

采集一萬張石窟照片,歷時700多天打印,842塊模型,安裝時間長達3個月。2017年12月,新鮮出爐的長17.9米、寬13.6米的第三窟,在青島成功落地。

那一天,寧波激動得沒睡好。“游客絡繹不絕,他們的一致感覺是震撼、逼真,這是對我們工作的一種肯定。”

巨大的石窟,徹底“活”起來了。很快,今年10月,與浙江大學合作打印的第十二窟“音樂窟”前殿也出現(xiàn)在深圳,這回,他們實現(xiàn)了“積木式”拆裝,對于志在世界范圍內巡展的云岡人是一種更大的鼓舞。

寧波所在的數(shù)字化室有了新動作:“有了這些基礎數(shù)據(jù),我們的工作可以做很多。我們目前正在運用采集的數(shù)據(jù),進行虛擬現(xiàn)實的拓展,現(xiàn)在已經(jīng)做出了一些小型場景,通過和硬件廠商的合作,相信會讓更多的人‘穿越’到云岡?!?/p>

事實上,技術引領下的云岡石窟研究院,這幾年已經(jīng)在進行“技術輸出”。不久前,他們剛幫助五臺山某寺廟完成了數(shù)據(jù)掃描和模型建庫,其專業(yè)程度讓對方喜出望外。但寧波還有技術焦慮,“如何實現(xiàn)石窟的彩色3D打印?”“如何將石窟不同時期的數(shù)據(jù)精準地預測和還原出來?”

而盧繼文想的則更加深遠,他在思考數(shù)字云岡的下一步棋。在他看來,3D打印只是一次戰(zhàn)役,產(chǎn)學研對接下的技術輸出也只是一種戰(zhàn)術,最關鍵的,是云岡石窟文化的傳承,是讓云岡“活起來”的戰(zhàn)略?!拔覀兿M茖卟恢皇菤v史遺留下來的文物,而更像是一個大的平臺。一代一代的人以此為基,將文化不斷傳承。3D打印也已不再是興奮點,某種程度上講,如同復印機一樣,重要的不再是復印的過程,而是印刷的意義?!北R繼文說。

喬 棟


編輯:楊嵐

關鍵詞:打印 云岡石窟 寧波 技術

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