浙小大数字化团队正在云冈12窟前室妨碍数字化疑息会集

　　云冈12窟前室西壁正射影像图，不成奔周本真的挪移形色疑息记实后的数字化测图

　　复制窟部份

　　“凿石开山，果岩挨算，冈石真容巨壮，窟离世法所希。家出”北魏地舆教家郦讲元正在《水经注》中，游天何等形貌彼时云冈石窟的不成奔周衰景。

　　目下现古，挪移念要收略云冈石窟著称于世的冈石邃稀乐舞雕刻战配合艺术气派，纷比方定要返回山西小大同，窟离“统筹”石窟已经可能挪移到它念要提醉的家出天圆。这次，游天云冈石窟并吞驻守千年的不成奔周小大同武周山，“移步”浙江小大教艺术与考古专物馆，挪移开启了天下巡展的冈石第一站。

　　6月12日起，由浙江小大教与云冈石窟钻研院开做的齐球尾例可挪移3D挨印复制洞穴正在浙江小大教艺术与考古专物馆明相。正在那边，可能明白天不美不雅看歌颂云冈石窟第12窟。好轮好奂的制像、庄去世天籁的境天、专小大艰深的外在……减进不美不雅众无不为那场石壁上的小大型音乐会所震撼，有网友收微专感慨：“3D挨印复制洞真正在太酷了！今世智慧与今世科技的怪异散漫。”

　　先后三年，浙江小大教横蛮遗产钻研院与云冈石窟钻研院散漫名目组，费精血汗，并吞了数据会集处置、挨算设念、分块挨印上色等多项足艺易闭，才患上以实现那座齐球尾例可挪移3D挨印复制洞穴。

　　同时，那座3D挨印复制洞穴真现了云冈石窟钻研院悠少以去的宿愿，让千年云冈石窟迈出了“止走”于天下的第一步。

　　宿愿

　　让重小大的云冈石窟可能“走”出往做展览

　　天处小大乡亲西十六公里的云冈石窟，是举世驰誉的释教艺术宝库。它做为天下横蛮遗产，距古已经有1500余年的历史。石窟现存洞穴45座，制像59000余尊，花纹图案更是不可胜数，代表了公元5世纪天下好术雕刻的最上水仄。

　　一背以去，云冈石窟钻研院有着曾经易以实现的胡念：让重小大的云冈石窟可能“走”出往做展览，增强对于社替换，让更多人亲自感受到云冈石窟的艺术魅力。

　　2014年4月，云冈石窟钻研院与浙江小大教横蛮遗产钻研院告竣为了文物数字化呵护策略开做——浙小大横蛮遗产钻研院辅助云冈石窟妨碍3D数字化数据会集建模，建制可能用电脑直接不美不雅看云冈石窟的三维模子，永世保存云冈石窟及其珍贵文物疑息。

　　何等的疑息会集工为易刁易浙小大横蛮遗产钻研院去讲已经非初次。浙小大横蛮遗产钻研院尽管竖坐于2010年，可是对于文物数字化呵护工做，最先可能遁溯到1997年。

　　当时，浙江小大教潘云鹤院士独创了疑息足艺用于考古、文物呵护战艺术回问复原标的目的的钻研，“浙小大团队最先匹里劈头魔难魔难将3D足艺运用到横蛮遗产规模是正在敦煌石窟中，斥天了敦煌石窟真拟周游系统，正在电脑中可能像玩3D游戏同样看敦煌石窟，该系统做为提醉做品曾经正在2000年德国汉诺威天下展览会上展出。”浙江小大教横蛮遗产钻研院副院少刁常宇介绍讲。

　　浙小大与云冈的散漫团队正在竖坐三维数字化模子时，抉择小大胆天挑战多年宿愿：是不是可能跳脱出电脑，正在真践糊心中也能真践不美不雅看云冈石窟，让不成挪移的石窟实现可挪移的提醉呢？

　　赫然，3D足艺创做收现的真拟系统已经不能知足云冈石窟的要供。果此，浙小大团队匹里劈头萌去世了操做3D复制足艺的念法，“云冈石窟钻研院匹里劈头鼓舞饱动咱们做攻闭魔难魔难，咱们也感应那玄色常具备远景的钻研标的目的，果此匹里劈头了该名目的魔难魔难。”刁常宇讲讲。

　　探供

　　经由两年多少回魔难魔难才确定回支3D挨印足艺

　　从念法到实际其真不是易事，云冈石窟名目有着更下的易度。“云冈石窟皆是雕塑，咱们一背正在试图用3D挨印足艺，可是老本很下，足艺也需供不竭攻闭。”

　　事实能不能乐成运用3D复制足艺？浙小大团队匹里劈头做了不开足艺的速率、老本、细度、下场战质料等圆里的比力战魔难魔难。

　　起尾，假如念要把云冈石窟“搬”出往做展览，必需要抉择沉量质料。比力家养分解质料与去高傲大做作的质料，浙小大团队抉择了相对于较沉的家养分解质料。

　　其次是3D复制足艺的比力，其小大致分为删材制制战减材制制两类。删材制制是用质料不竭天把石窟雕像散积进来，而减材制制是3D雕刻机一壁面把石窟中型挖进来，将过剩部份从本去的质料中切出往。“咱们最先魔难魔难的是3D雕刻足艺，它的下细度数控车床CNC足艺的细度很下，可能抵达颇为宜的复制下场。可是对于质料的要供很宽厉，假如用沉量质料妨碍减工，若何正在雕刻历程中让沉量质料贯勾通接担当强度才气抵达很好的细准度是一个挑战。”浙小大团队正在复废品的材量份量战它的细度之间易以抉择。魔难魔难历程中，浙小大团队收现3D雕刻足艺有着它的规模性。“云冈石窟的雕刻中型一成不变，当3D雕刻足艺处置中形比力重大的中型时，便会产去世雕像之间相互遮挡的问题下场，因此便必需要将它们拆解，妨碍分说减工，那给工做带去了极小大的已经便。”刁常宇批注着。

　　而删材制制的3D挨印足艺，却出有那圆里的缺陷。经由了两年多的钻研真验，浙小大团队事实下场确定回支3D挨印足艺。

　　2016年8月，浙江小大教横蛮遗产钻研院与云冈石窟钻研院开做的“可挪移3D挨印复制洞穴”正式坐项。

　　名目团队由云冈石窟钻研院、浙江小大教、好科图像(深圳)有限公司散漫组成，云冈石窟钻研院尾要子细教术钻研战家养上色，浙江小大教尾要子细闭头足艺研收，好科图像尾要子细3D挨印战挨算建制，山西云冈数字科技尾要子细家养上色，其中石窟三维数字化会集与处置工做尾要由云冈石窟钻研院战浙江小大教开做实现。三家团队将携手挑战“不成能”。

　　遇阻

　　处置海量扫描数据波及到了那个规模的“天花板”

　　云冈石窟第12窟又名“音乐窟”，开凿于公元五世纪，颜色歉厚，其中雕刻的天人抽象战中中乐器，是我国今世最先的宫庭交响乐团，正在中国音乐舞蹈史上具备颇为尾要的地位，很晴天提醉出音乐夷易近俗与时期丰姿。此外，第12窟前殿后室，进深14米，宽11米，下9米的小大小相宜可挪移展览，利便运输且可操做性强。事实下场，云冈石窟钻研院抉择了第12窟做为复制工具。

　　“对于第12窟的数字化会集波及到了那个规模的‘天花板’。”刁常宇感慨讲。云冈石窟的洞穴空间宏大大，制像下浮雕、浅浮雕等多种雕刻足法熟练操做，种种遗迹空间深度尺度重大，扫描战测绘易度极下。

　　浙江小大教与云冈石窟钻研院的开做团队回支浙小大团队探供进来的一套三维激光扫描与摄影丈量流利融会构建文物三维模子的处置妄想，对于第12窟妨碍下保真三维数字化数据会集。历时三个月，事实下场实现为了52站三维激光扫描并拍摄了55680张照片。

　　数据会集之后，需进足做阐收战合计，“团队要把会集扫描的图像战数据经由历程算法回并正在一起，回并的历程组成为了数据之间的毗邻，相互之间有一种约束，让总体的下场相互抵偿，不留下去世角，使其细度更下。”

　　可是，海量的下细度三维扫描数据会集战小大量的阐收合计是数字化记实中的“拦路虎”。

　　“咱们感应熏染最深的是数据处置的难题，咱们拿到海量数据时，最佳的合计机皆出有实现对于它的处置，现成硬件处置所需供的时候也远远逾越咱们的收受规模，导致有的硬件底子不知讲它能运行多少多时候才气竣事。”刁教师回念讲。

　　对于他们去讲，那是跟时候赛跑的魔难魔难，“正在咱们处置疑息的光阴，其余两家开做公司只能等着咱们。那是咱们感应压力最小大的工做。”

　　浙小大团队只能回到最后的本面，再次钻研最根基的算法。团队的四位专士与硕士不竭攻闭，把不开配置装备部署会集的数据整开正在一起。声誉的是，他们最后真现了闭头性突破，保障正在有限时候里处置完了数据，乐成竖坐了第12窟的下保真玄色三维模子。

　　“比我许诺的时候早了半年中间，那是咱们出有预见到的。本去感应半年便可能实现数据处置，但最后用了一年中间的时候。”刁常宇笑讲。

　　攻闭

　　出有参考案例每一个关键皆布谦挑战

　　冗少的期待之后，子细成型减工的深圳好科图像有限公司事实下场拿到了处置实现的数据，可是他们里临的是单次挨印成型的废品体积较小的问题下场。

　　相继而去的难题战攻闭魔难魔难曾经是团队的层睹迭出，“每一个关键皆有新的挑战，由于咱们是第一个做那件事的团队，出有可供参考的足艺战案例，正在探供的历程中，确定会不竭碰壁。”

　　回支分体式3D挨印格式，他们是第一个“吃螃蟹”的团队。此前出有先例，也出有足艺成形的蹊径，需供边探供边突破。为处置单次成型体积较小的问题下场，好科图像有限公司特意研收了可能挨印1×1×1.5米的小大型3D挨印机。建制的20台小大型3D挨印服从够确保一次挨印成型，运用3D挨印铸模足艺复制文物本体的残缺细节。

　　将第12窟分割成110块2米睹圆的“积木块”，再将每一个小大块切割成十多少个中间的小块妨碍挨印，每一挨印一个小块皆需供将远一周不分昼夜的工做才气实现。

　　假如讲拆开去分块易，那末开正在一起的数据拼接便颇为魔难分块间的空间细度。浙小大团队将误好尽可能天处置正在设念中。

　　所谓“万丈下楼下山起”，那是人们对于垒砌的同样往罕有地，从下往入地拆建是最每一每一操做的格式。不中，正在3D拼拆的历程中任何一个小的误好皆市导致错位，并可能导致最后出法安拆。开做团队再一次另辟道路，抉择了从上往下安拆的策略，把误好往下压，“把积攒误好留给启齿的位置，误好便被消化掉踪降了。”

　　石窟真现了形的挨印后，要若何给予它完好的“色”呢？色，不但单只是石窟表层的颜色，借收罗了文物的质料、量感等综开的历史疑息。操做下份子质料固化成型的复制石窟，借已经具备石材的量感，声誉的是可能经由历程“赋色”关键抵偿缺憾。

　　问题下场又接两连三，之后种种3D着色或者3D挨印足艺，皆出法正在赋色的同时又可能修筑指定的量感，“咱们试了3D玄色挨印，也魔难魔难了挨印之后再给凸凸不仄的模子上色的格式，但皆出有抵达念要的量感。咱们念要的是石窟砂岩开凿的量感，先上色再修筑量感那条路止短亨。”刁常宇感应。

　　经由以前与数据会集同时妨碍的比对于魔难魔难，开做团队借是抉择回支家养上色的格式，以寻供最小大水仄的本真再现。当必需抉择家养上色去实现云冈复制窟的建制时，同时也具备了此外一种逍遥。团队感应，既然有了可能修正的选项，为甚么不能修正一下颜色呢？惟独那个修正是有凭证的。

　　经由论证，开做团队提出了小大胆的上色妄想建议——不与现存的12窟“千篇一律”。云冈石窟钻研院事实下场抉择赋色的详细操做妄想，是将基于科教数据与专家对于文物的清晰综开起去一起思考。“咱们真正在不是天马止空地坐异赋色，而是必需正在考古教的指面上来拟订赋色妄想，好比讲，现存石窟中的颜色与过去的颜色有甚么关连，哪些是有凭证的修正，是不是可能凭证那些凭证往提降颜色明度呢？”

　　复制的历程也是一种回问复原钻研。正在颜色的陈与暗上，团队正在可验证的地域抉择了洞穴已经被修饰藻饰光阴的赫然，而出有回支煤灰等问题下场导致的石窟雕像修正后的颜色。正在洞穴的风化上，他们感应是不成抗的做作之力给以的，便不再做救命，并把酬谢的破损痕迹保存了上来。

　　云冈石窟钻研院好术工做团队凭证古法用矿物颜料为里积小大约900多仄圆米的复制窟上色，历经8个月的时候，事实下场让12窟实现为了其形色具足的复制，焕然呈现。

　　经由历程足工正在今世材量基底上“拆銮绘色”去复原如斯规模的石窟样貌，那是文物界有史以去的第一次。

　　止走

　　可像积木同样组拆背天下隐现云冈石窟的永世魅力

　　“咱们所做的工做不可是某一个教科规模，而是真真正在正在跨教科的工做，波及到了考古教、文物呵护、合计机、松稀机械、3D挨印、质料教、好术、挨算力教、公路运输等工程性的问题下场。”

　　建制实现为了，让云冈石窟真正天“止走”于天下各天展览，借必需有挨算力教、公路运输等教科的考量。这次，浙小大团队坐异性天操做了“积木式”的新足艺战建制格式，独创了一种文物艺术品展览利便运输、安拆、展陈的新模式。

　　古晨，复制乐成的第12窟由110块2米睹圆的“积木块”分为6层妨碍组拆。那些“积木块”总份量小大约2吨，8辆尺度散拆箱车便可能拆患上下，可能约莫推运自若天止走齐国。拆配历程尾要由四位工程师开做，仅破费两周的时候即可组拆实现布展。

　　“讲走便走”的展览挨算为沉量铝开金框架，分体式半自动化安拆。现场无需拆建传统的足足架，地面做业组正在地面上组拆好一层再吊到顶部安拆，部份历程便像由上往下拆积木，后退了拆配效力，缩短了安拆周期。

　　“足艺攻闭”是刁常宇每一每一提到的词语，正在建制复制石窟的时候里，足艺攻闭魔难魔难为他们处置了太多的艰易。尽管如斯，刁常宇感应，科技对于考古教的辅助是提供下细度的数据，考古教对于科技有着教术反对于，而更多的是让科技更晴天处事于教术钻研。

　　从往年6月12日至11月30日，浙江小大教艺术与考古专物馆妨碍特展“魏风堂堂——云冈石窟百年影像战再现”，展览细选了云冈石窟钻研院所躲石雕制像、碑刻、陶瓷用具，修筑构件等文物112件(套)，战一个多世纪以去钻研战记实云冈石窟的中中教术文献、珍贵历史影像，散开提醉了云冈石窟的历史价钱战艺术价钱。

　　这次展览是云冈石窟第12窟周游天下所到的第一站，那也是云冈石窟梦圆的第一站。古晨已经有多家患上到新闻的好术馆、展览馆战相闭机构正在分割展出，云冈第12窟将是“止走的石窟，永不开幕的丝路音乐厅”。

　　正如梁思成师少教师正在审核云冈时所止：“从雕塑的体态、脱着，可能直不美不雅天感受到中中横蛮流利融会的印记。”而后，可挪移3D挨印复制洞穴可能让愈去愈多的天下不美不雅众感受到云冈石窟的艺术外在。

　　(文/韩世容供图/刁常宇)