6月12日，由浙江大學(xué)與山西省文物局主辦、浙江大學(xué)藝術(shù)與考古博物館與山西省云岡石窟研究院承辦的“魏風(fēng)堂堂：云岡石窟的百年記憶和再現(xiàn)”特展在浙大藝博館開幕。展覽最大的亮點(diǎn)就是由浙江大學(xué)與云岡石窟研究院合作的全球首例可移動3D打印復(fù)制洞窟。三年來，浙江大學(xué)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)，古老的云岡石窟在浙大邁出了“行走”世界的第一步。

“對云岡第12窟的數(shù)字化采集觸及了領(lǐng)域天花板”

2014年4月，云岡石窟研究院與浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。2015年，云岡石窟研究院與浙江大學(xué)、武漢大學(xué)等共同成立“數(shù)字云岡聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，此后，云岡石窟的文物數(shù)字化保護(hù)步入了發(fā)展快車道。

在云岡石窟現(xiàn)存的45個(gè)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(gè)石窟開鑿于公元5世紀(jì)，其中雕刻的天人形象和中外樂器，展現(xiàn)出音樂風(fēng)尚與時(shí)代風(fēng)貌，這些“天人”也是我國古代最早的宮廷交響樂團(tuán)。如何讓這些不可移動文物進(jìn)行可移動展示，讓更多人得以領(lǐng)略中國星漢燦爛的文明？

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12窟進(jìn)行了高保真三維數(shù)字化數(shù)據(jù)采集。合作團(tuán)隊(duì)采用浙大探索出來的一套三維激光掃描與攝影測量融合構(gòu)建文物三維模型的解決方案，前后歷時(shí)三個(gè)月對第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)過攝影測量計(jì)算和人工交互三維處理，合作團(tuán)隊(duì)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(shù)字化檔案。浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院副院長李志榮說，對文物進(jìn)行數(shù)字化記錄，為其建立翔實(shí)的數(shù)字檔案，是文物保護(hù)重要手段之一，而打印呈現(xiàn)本身的實(shí)現(xiàn)，則表明數(shù)字化記錄達(dá)到了考古記錄，特別是測量記錄的最高標(biāo)準(zhǔn)。這是實(shí)現(xiàn)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(chǔ)。

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(yīng)用，各種遺跡空間深度尺度復(fù)雜，掃描和測繪難度高。從技術(shù)上看，用浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院副院長刁常宇的話說，“對第12窟的數(shù)字化采集觸及了這個(gè)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(jì)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(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。“說說簡單，但做起來不容易，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?！?/p>

“將與時(shí)間有關(guān)的有效核心信息全部保留下來”

如果說拆開來分塊難，那么合在一起數(shù)據(jù)拼接就非?？简?yàn)分塊間的空間精度。浙大團(tuán)隊(duì)將誤差盡可能地解決在設(shè)計(jì)中，最終實(shí)現(xiàn)三維重建誤差小于2毫米，色彩還原度達(dá)到95%以上。

萬丈高樓平地起，這是人們對壘砌的一般概念，從下往上搭建是最常用的方式。但是在3D拼裝的過程中任何一個(gè)小的誤差都會導(dǎo)致錯(cuò)位，并可能導(dǎo)致最后無法安裝。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，用刁常宇的話說就是：“把累積誤差留給開口的位置，誤差就被消化掉了。”

實(shí)現(xiàn)了形的打印，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(zhì)感，但是通過“賦色”環(huán)節(jié)卻能填補(bǔ)缺憾。這里的“色”，是指文物的材料、質(zhì)感、顏色等綜合歷史信息，通過這一環(huán)節(jié)，數(shù)字模型才能呈現(xiàn)歷史與滄桑。李志榮說：“質(zhì)感的重要性體現(xiàn)在哪？游客走進(jìn)復(fù)制窟的時(shí)候，潛意識不能告訴他是走進(jìn)了塑料堆。”

當(dāng)前各類3D著色或3D打印技術(shù)都無法在賦色的同時(shí)營造指定的質(zhì)感。經(jīng)過幾年的比對實(shí)驗(yàn)，合作團(tuán)隊(duì)還是決定采用人工上色的方法，以尋求最大限度的原真再現(xiàn)。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(xué)數(shù)據(jù)與專家對文物的理解綜合起來一起考慮。李志榮認(rèn)為，這項(xiàng)工作從一定程度上是“再造”一個(gè)石窟，而不是把石窟切下來搬出來。在她看來，復(fù)制的過程是一種復(fù)原研究。在色調(diào)的鮮與暗上，團(tuán)隊(duì)選擇了洞窟剛誕生時(shí)候的鮮亮，沒有采用現(xiàn)存石窟雕像的煤灰色，但洞窟的風(fēng)化他們認(rèn)為是不可抗的自然之力，不做調(diào)整?！拔覀儗⑴c時(shí)間有關(guān)的有效核心信息全部保留下來?！?/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面積大約900多平方米的復(fù)制窟上色，歷經(jīng)8個(gè)月的時(shí)間，終于讓12窟完成了其形色具足的復(fù)制，煥然呈現(xiàn)。通過手工在現(xiàn)代材質(zhì)基底上“裝鑾繪色”來恢復(fù)如此規(guī)模的石窟樣貌，也是文物界有史以來第一次。

“科技因藝術(shù)充滿創(chuàng)造力，藝術(shù)因科技獲得新生”

20世紀(jì)早期，著名建筑學(xué)家梁思成的第一次山西之行，留有對云岡石窟的思考：“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?！?/p>

云岡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(yuǎn)在山西的云岡如何得以“東來”？浙大創(chuàng)新性地使用了“積木式”的新技術(shù)和制作方法，開創(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米見方的“積木塊”分6層進(jìn)行組裝。這些“積木塊”總重量大約2噸，8輛標(biāo)準(zhǔn)集裝箱車就可能裝得下，拉運(yùn)自如行走天下，一周即可組裝完成布展。

據(jù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，“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。現(xiàn)場無須搭建傳統(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)過程就像由上往下搭積木，提高了裝配效率，縮短了安裝周期。

數(shù)字化讓收藏在博物館里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產(chǎn)、書寫在古籍里的文字“活”了起來。浙江大學(xué)藝術(shù)與考古博物館常務(wù)副館長樓可程說：“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?！?/p>

（本報(bào)記者 陸健 本報(bào)通訊員 吳雅蘭 柯溢能）