習總書記考察的這座千年石窟,浙大團隊助其“容顏永駐”

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  5月11日,來到山西考察調研的習近平總書記走進大同雲岡石窟,實地瞭解歷史文化遺產保護情況。習近平走進洞窟仔細察看雕塑、壁畫,詳細詢問石窟開鑿歷史、藝術風格、文物保護等情況。習近平說,雲岡石窟體現瞭中華文化的特色和中外文化交流的歷史。這是人類文明的瑰寶,要堅持保護第一,在保護的基礎上研究利用好。

  雲岡石窟位於大同市城西16公裡的武州山南麓,石窟東西綿延約1公裡,現存主要洞窟45座,造像59000餘尊,代表著五世紀世界雕刻藝術的最高水平,與敦煌莫高窟、洛陽龍門石窟並稱中國三大石窟。

  石窟始建於公元460年(北魏文成帝和平元年),北魏地理學傢酈道元這樣描述它:“鑿石開山,因巖結構,真容巨壯。”作為著名的世界文化遺產,如何進行有效地保護一直是個至關重要的課題。近年來雲岡石窟不斷“嘗新”,用數字化的高科技手段讓歷經千年的容顏永駐。而浙江大學文化遺產研究院的文物數字化保護團隊正是雲岡石窟建立文物數字檔案的主要參與者之一,也是數字雲岡聯合實驗室的共同發起方。

  一比一3D打印雲岡石窟

  2017年,雲岡石窟第3窟突然出現在瞭山東青島城市傳媒廣場——9.93米的主尊阿彌陀佛倚坐,面部圓潤豐滿,神態超然;兩側觀世音菩薩、大勢至菩薩高約6米,頭戴寶冠,精美莊嚴。

  難道是乾坤大挪移再現江湖瞭嗎?其實,這是一件來自浙江大學文化遺產研究院與雲岡石窟研究院聯合團隊的藝術作品,全球首次運用3D打印技術實現的大體量、高精度文物復制,將世界文化遺產雲岡石窟第3窟西後室原真呈現。

雲岡3窟復制窟

  雲岡石窟第3窟的三維數字化高保真采集與處理,由雲岡石窟研究院數字化研究室聯合浙江大學文化遺產研究院文物數字化保護團隊實施,采用三維激光掃描技術和多圖像三維重建技術相結合的技術路線,對佛龕拍攝瞭一萬多張不同角度的照片,三維采樣點間距小於2毫米,整體三維重建誤差小於5毫米,紋理圖像采樣分辨率達到瞭150dpi。

  “原真數字化記錄和檔案,是中國文物資源傳承利用的基礎。”浙江大學文化遺產研究院副院長刁常宇說,他們團隊與深圳一傢3D打印生產工廠聯合研發瞭特制打印機,可直接打印出體積為1米*1米*1.5米的部件。

雲岡3窟數字化采集工作照

  “我們用瞭足足20臺這樣的打印機,打印瞭半年之久。”刁常宇說,打印出來的石窟部件,每一層隻有0.5毫米,相當於在用一支0.5毫米的圓珠筆,一筆一筆“畫”出這個巨型石窟的842塊組件。為準確再現雲岡石窟砂巖被風化的顆粒感和經歷千年歷史的滄桑感,他們還用一種特制的塗料對復制品進行瞭砂巖塗色。最後,雲岡石窟研究院的藝術傢進行人工上色,色彩還原度到達90%以上。

  浙江大學文化遺產研究院副院長李志榮負責質量的監控等工作。經反復調試,光源的設定以模擬山西大同午後四點陽光透過明窗射入窟內的效果,最終形成原尺寸、高保真的石窟復制品。

雲岡3窟計算機重建三維模型

  長17.9米,寬13.6米,高10米,和雲岡第3窟西後室完全相同尺寸的復制窟,整體形變誤差小於5毫米,采樣點間距小於2毫米。雲岡石窟研究院院長張焯說,這一項目標志著中國大型石質文物的數字化全息高保真記錄已達到可復原水平。

  為國傢建立文物檔案

  雲岡石窟研究院從2003年開始啟動高浮雕、異構體石雕文物的數字化保護工作,尤其自2015年與浙江大學、武漢大學、北京建築大學等共同成立“數字雲岡聯合實驗室”以來,文物數字化保護步入瞭發展快車道。

  為何選擇瞭浙江大學作為合作夥伴?張焯說,是看中瞭浙大團隊在業內的金口碑。

  如何讓傳世文物保持當下的姿態繼續在歷史長河中前行,使將來的人們仍然能與今天的我們一樣,追思先民創造的燦爛文明?浙大團隊的利器就是數字化。

  近十年來,沿著中國文化邊疆和陸、海絲綢之路的主要站點,浙大文物數字化團隊與遍佈全國的合作者們已經完成瞭數以百計的項目。敦煌莫高窟第220窟在浙大按1∶1的比例尺寸重建,初唐精美雕像和壁畫的色彩與質感精確還原;青藏高原深處古代寺廟的珍貴壁畫,原真采集、在江南重現,千年前的筆觸纖毫畢見;脆弱不堪的泉州出水宋船,第一次有瞭全真三維模型,在數字世界中再度“揚帆出海”……所有這些文物,都是人類文明不可割舍的珍寶。

敦煌220復制窟

  數字化技術厲害在哪兒?我們舉一個具體的例子。重建一塊刻有百餘字的古代石碑,如何真實地還原每一道刻痕的紋理,成為困擾考古學傢的難題。靠人工,一位熟練的專傢嘗試瞭近兩個月,仍無法完美地實現。而采用浙大研發的高精度紋理自動映射技術,軟件通過分析大量高清圖片,自動在數以億計的像素中選中最優的一塊,映射回這些像素原本的位置上去,兩個小時就完成瞭準確重建。山東青州龍興寺佛像石雕繁復的紋理,泉州宋船每一片木板的紋路,都以這種方法完美實現瞭三維重建。

青州龍興寺佛像

泉州海船三維模型

  “憑借自主研發、不斷升級的文物數字技術,我們讓更多的文物‘活起來’。”李志榮表示,浙大文物數字化團隊多年來開展的工作,正是為中國文化遺產建立數字檔案,為中國乃至世界文明史保存和貢獻數字時代卓越的地方知識和文化記憶,夯實文化遺產新基建基礎,為後端的展示利用提供可靠保障。

  雲岡石窟特展即將在浙大上線

  山西大同距離浙江杭州有1500多公裡遠,很多人可能並沒有機會去雲岡石窟實地感受一翻。不過浙大目前正在籌備的一項工作,可以達到“遠在天邊,近在眼前”的神奇效果。

  由浙江大學與山西省文物局主辦、浙江大學藝術與考古博物館與山西省雲岡研究院承辦的“魏風堂堂:雲岡石窟的百年記憶和再現”特展正在緊鑼密鼓地佈展中,同步的虛擬展覽有望在6月18日正式上線。

  據瞭解,這次展覽是從學術史和藝術史的視角深度展示雲岡石窟的重要地位、作用和意義,共分為四個部分,第一單元展現雲岡石窟的北朝雕刻之美,第二單元側重於雲岡石窟研究的學術史貢獻,第三單元展示雲岡石窟的最新考古成果,第四單元就是數字化雲岡石窟第12窟。

雲岡12窟前室北壁明窗上側飛天與天宮樂伎

  浙江大學藝術與考古博物館策展人、瞿煉博士說,這些展品主要是雲岡石窟歷年發掘成果,包括窟前、窟頂遺址出土的造像、建築構件和生活器物,相當大的一部分是首次外展,其中很多是從雲岡研究院的文物庫房中直接搬到浙大,可以說是異地首次雲岡石窟系統性大展。

  其中,由浙江大學與雲岡石窟研究院合作的全球首例可移動3D打印復制洞窟,無疑是展覽的一大亮點。三年來,浙江大學與雲岡石窟研究院聯合項目組攻克瞭數據采集處理、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雲岡石窟即將邁出“行走”世界的第一步。