温才妃 柯溢能

复制室

进入云冈石窟第12窟，美轮美奂的造像、庄生天籁的境界、博大精深的内涵，让观众震撼。不过这回，令人发出感叹的景致，并不在山西大同西郊的武周山，而是在浙江大学艺术与考古博物馆。

6月12日起，由浙江大学与云冈石窟研究院合作的全球首例可移动3D打印复制洞窟在浙大成功落成，并率先向校内师生开放。

3年来，浙江大学文化遗产研究院与云冈石窟研究院联合项目组，攻克了数据采集处理、结构设计、分块打印上色等多项技术难关，云冈石窟迈出“行走”世界的第一步。

1、为什么是云冈第12窟

在云冈石窟现存的45个主要洞窟中，第12窟又名“音乐窟”，前殿后室深14米、宽11米、高9米。这个石窟开凿于5世纪，其中雕刻的“天人”形象和各种乐器，展现出音乐风尚与时代风貌，这些“天人”也是我国古代最早的宫廷交响乐团，在中国音乐舞蹈史上具有极其重要的地位。

如何将不可移动文物进行可移动展示，让更多人领略中国星汉灿烂的文明？

2016年8月起，研究人员对第12窟进行高保真三维数字化数据采集。合作团队采用浙大探索出来的一套三维激光扫描与摄影测量融合构建文物三维模型的解决方案，历时3个月对第12窟进行了52站三维激光扫描，并拍摄了55680张照片。之后，经过摄影测量计算和人工交互三维处理，合作团队建立了第12窟的高保真彩色三维模型。

这种记录方式永久地保存了云冈石窟及其珍贵文物信息，留下了高精度三维数字化档案。浙江大学文化遗产研究院副院长李志荣表示，对文物进行数字化记录，为其建立详实的数字档案，是文物保护的重要手段之一。打印呈现出文物的实现，表明数字化记录达到了考古记录，特别是测量记录的最高标准。这是实现云冈石窟“活起来”“走出去”，使公众能够一览历史繁华的基础。

但是，云冈石窟的洞窟和造像空间巨大，高浮雕、浅浮雕各种雕刻手法纯熟应用，各种遗迹空间深度尺度复杂，扫描和测绘难度高。浙江大学文化遗产研究院副院长刁常宇表示，对第12窟的数字化采集触及到了这个领域的“天花板”。

2、复制难在哪儿

海量的高精度三维扫描数据采集和大量的分析计算是数字化记录中的“拦路虎”。据刁常宇介绍，如此大体量的数据无法在一个软件系统中处理，因此要根据石窟的结构进行分块处理。怎么切分、切块的设计如何与支撑骨架吻合、最后又怎么拼成整体，每一步都是难题。

如果说拆分难，那么合在一起数据拼接对分块间的空间精度要求更高。浙大团队在设计中精益求精，最终使三维重建误差小于2毫米，色彩还原度达到95%以上。

万丈高楼平地起，这是人们对垒砌的一般概念，从下往上搭建是最常用的方式。但是在3D拼装的过程中，任何一个小误差都会导致错位，甚至可能出现最后无法安装的情况。合作团队另辟蹊径，选择了从上往下安装的策略，把误差往下压，用刁常宇的话说，“把累积误差留给开口的位置，误差就被消化掉了”。

分体式3D打印，此前没有技术成形的路径，需要边摸索边突破。承担成形加工的美科图像（深圳）专门研发了可以打印1×1×1.2米的大型3D打印机，确保一次打印成形，运用3D打印铸模技術复制文物本体的所有细节。

3、实现了形的打印，色彩赋予怎么办？当前各类3D着色或打印技术都无法在赋色的同时营造指定的质感。经过几年的比对实验，合作团队还是决定采用人工上色的方法，以寻求最大程度的原真再现。选择人工上色也同时拥有了上色的自由。既然有了可以变化的选项，为什么不能变上一点？只要这个变化是有依据的。合作团队提出了大胆的上色方案建议，而不是与现存的12窟“一模一样”。

最终，云冈石窟研究院决定，将基于科学数据与专家对文物的理解综合考虑。“纯技术没有答案，必须在考古学的指导下来制定赋色方案，比方说，现存石窟中的颜色与过去的颜色有什么关系、哪些是有依据的变化。”

云冈石窟研究院美术工作团队依照古法，用矿物颜料为约900多平方米的复制窟上色，历经8个月，终于完成了对第12窟形色俱佳的复制。据了解，通过手工在现代材质基底上“装銮绘色”恢复如此规模的石窟样貌，也是文物界有史以来第一次。

4、数字开启一个新世界

著名建筑学家梁思成的第一次山西之行，留下了对云冈石窟的思考。他说：“在云冈石窟中可以清晰地看到，这种不同民族文化的大交流，赋予我国文化以旺盛的生命力。这是历史上最有趣的现象，也是近代史学者最重视的问题之一。”

第12窟窟前的石柱，一面已被岁月风蚀，而另一面则清晰可见往日的繁盛。通体看是罗马柱，但仔细看还有印度的文化元素，柱子顶端又是中国的栌斗样式。这样的东西融合，打造了世界文明长河中的一颗璀璨明珠。

远在山西的云冈如何得以“东来”？

浙大使用了“积木式”的新技术和制作方法，开创了文物艺术品展览便捷运输、安装、展陈的新模式。

目前复制成功的第12窟，由110块2米见方的“积木块”分6层组装而成。这些“积木块”总重量大约2吨，8辆标准集装箱车就能装得下，拉运自如行走天下，一星期即可完成组装布展。

据介绍，“说走就走”的展览结构为轻质铝合金框架，分体式半自动化安装。现场无需搭建传统的脚手架，低空作业组在地面上组装好一层再吊到顶部安装，整个过程就像由上往下搭积木，提高了装配效率，缩短了安装周期。

浙江大学艺术与考古博物馆常务副馆长楼可程说：“云冈石窟第12窟是科技与艺术结合的典范，科技因艺术而获得灵感、充满创造力，艺术因科技而获得新生与传播。”

“这是行走的石窟、永不落幕的丝路音乐厅。”有关专家表示，该项目的完成标志着我国在文化遗产数字化保护及传承利用中实现了多方面的技术突破，开创了中国文化遗产数字化保护及传承利用新的里程碑。