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                    廣州文史
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                    文史建言
                    文物數字化 足不出戶“隔空賞物”
                    三維掃描與打印技術為文物修繕、復原提供技術支撐

                       前段時間,巴黎圣母院遭“火劫”,整座建筑損毀嚴重,讓全世界游人扼腕嘆息,希望它能得到很好的“復原”。在我國,近年來隨著年輕群體中“文博熱”的強勢形成,公眾對文物的觀賞需求日漸增大,但想隨時隨地跨越萬水千山到不同城市觀賞某個古建筑或博物館某個鎮館之寶,并非易事。據全媒體記者了解到,文物數字化正在解決這些難題。如今,廣州有企業已能運用三維掃描和打印技術逼真還原出文物模型,這意味著很多不可出館的珍品在大眾視野中得以呈現;許多早已損毀的文物也可在技術的輔助中逐步復原,“文物數字化”技術正讓時空距離得以極大縮短,讓“隔空賞物”成為可能。與此同時,不僅僅是文物,許多古建筑、遺址在數字化后,觀眾在家中就能如身臨其境般地全方位觀摩。   

                    工作人員為一件南朝青釉獅形器座的3D打印復制品上色,效果逼真。 
                    工作人員在為一件3D打印作品噴繪上色 
                    工作人員在古建筑中進行3D數據采集和拍攝 
                    3D打印的文物復制品還需要進行人工上色,才能還原文物的原貌。
                     
                    春秋吳王孫鼎3D打印復制品
                       文物數字化平臺 足不出戶就可逛博物館 

                      前段時間,巴黎圣母院遭“火劫”的消息令全世界扼腕嘆息。幸運的是,哥倫比亞大學Stephen Murray教授和瓦薩學院Andrew Tallon教授在2008年所發起的“Mapping Gothic France”項目,已經對包括巴黎圣母院在內的法國哥特建筑進行了數字化保存,人們可在網站上欣賞到完好無損、細致逼真的巴黎圣母院全景圖及細節圖。這令“文物數字化”這一概念再次進入公眾視野。 

                      全媒體記者了解到,目前國家博物館、廣東博物館、上海博物館、南京博物院、陜西歷史博物館等地的博物館,都有許多精彩的項目。一些文化遺址也做了不少這方面工作,如敦煌莫高窟、故宮、大同云岡石窟、洛陽龍門石窟、甘肅炳靈寺和麥積山石窟等,都在對建筑、石窟和相關文物做數字化掃描和建檔工作。前中山大學社會學與人類學學院教授鄧啟耀告訴記者,“我曾負責一個國家重大社科項目,對云南大理、麗江、巍山等地的藝術遺產做了一些數字化掃描工作,如巍山的一個清代古建筑,保護得很不錯,但是由于比較偏僻,缺乏管理人手,怕出現什么意外,我們就做了全面的數字化掃描工作。” 

                      共同參與此項目的廣州漢閾數據處理技術有限公司運營總監付常青表示,“我們當時的工作重點是云南巍寶山的13處古建筑,把它的虛擬現實全部做完了。通過網站,就可以快速獲取地理信息、時間信息、藝術類別等多維度信息。目前這個網站還在做,預計今年年底完成。除了研究人員外,希望更多熱愛傳統藝術的朋友能從這個平臺上獲取到自己想要的論文、圖片、視頻、數據等信息。” 

                      除此之外,文物數字化后,一些意外出現時,如一旦文物出現毀壞,就可以根據網站上所保存的數據在某種程度上進行修復。 

                      然而由于文物本身的特殊性,文物本體的修復仍然得靠傳統方法。目前全國做文物修復的只有20幾個實驗室,雖然文物數字化過程中,科技只能起到輔助作用,比如說可以用科技的方法建模等,修復最終還是靠人工。但是文物數字化所帶來的“跨越時空”的效果,仍然具有無可比擬的優越性。 

                      全媒體記者了解到,目前已經有互聯網企業與博物館聯合打造全球數字博物館項目,將文物的信息通過數字化手段呈現在小程序等平臺上讓大眾進行線上了解。“要讓文物成為人們能隨時共享的財富,這個工作是非常必要的。因為博物館的展品真正能夠呈現在公眾面前的也許最多只有十分之一,大量的還是沒辦法直接實物呈現的。因而進行文物的數字化能夠通過新的媒體,打破一些界限,讓遠在各地的研究者、觀眾都能以更方便、科學地去看、去了解。其實,很多文物不一定都要拿在手上才能研究,事實上也不可能完全開放讓所有人接觸。但通過數字化資料,就可以快速地、大數據地進行全球性的比較研究。”鄧啟耀表示。 

                      三維掃描與打印助力“隔空賞物” 

                      當你身在廣州,卻想欣賞一件遠在大西北的文物,需要為此付出的時間與財力往往會讓不夠“資深”的愛好者考慮放棄。同時,由于文物的安全性是排在第一位的,有相當數量的文物不可出境甚至不可出館。但如今,由于文物數字化的不斷發展,在3D打印技術的加持下,人們往往可以在廣州欣賞到一件幾近完全還原的“文物”,近距離觀察它的形狀、顏色、紋路。 

                      記者在漢閾數據展廳中看到了春秋吳王孫鼎3D打印復制品,而其真品則收藏于陜西寶雞青銅器博物院。“吳王孫鼎當時在西安文物保護院讓青銅器修復專家做了修復,修復前后都做了掃描數據,以便比對。項目結題的時候,要將修復成果展示給專家驗收,就打印了兩份,我們自己留了一份當樣本。從鐵環、缺口這些地方可以看出修復的一些痕跡,通過打印出來的實物能夠讓專家驗收時更具象理解到修復的作用。” 

                      付常青告訴記者,目前獲得文物的三維模型一共有三個辦法,分別是激光掃描、影像掃描以及手動用3D軟件重新建模。由于手動建模精度低下,往往首先被排除。而影像掃描雖然顏色逼真,但是精度不高,一個文物打印完可能有1~2毫米誤差,在文物領域不太容易被接受。相反,激光掃描的精度極高,可精確到微米,做到和真品幾乎一樣,目前可用m700掃描儀做到30微米精度,但是缺點是沒有顏色,只能掃描一個胚,一個模型。為了解決這一問題,漢閾數據首創將激光掃描和影像掃描相結合,雖然操作“麻煩”,但是效果很好,春秋吳王孫鼎就是二者相結合的成果。 

                      除此之外,還有不少難點。比如不銹鋼材質、漆器等高反光材料,一掃就反光,很難數字化;鏤空材料、玻璃材料,數字化也存在很大困難。“在以前基本是沒可能掃描打印出鏤空、玻璃材料的,只能用人工方法做一個類似模型,但形狀上很難一致。但是我們愿意花時間去不停試錯,一條路走不對,就走第二條,最后我們用數字化做出一個鏤空成品,花了兩三個月的時間,成本很高。” 

                      如今,掃描技術的發展無疑極大地提高了工作效率。比如,在傳統辦法中,要讓壁畫得以在異地呈現,需要靠畫師在前期經歷數月甚至數年的臨摹,而掃描技術能夠將歷時5年的臨摹時間縮短至3個月,歷時9個月的臨摹時間縮短至4個小時。如今敦煌研究院已成立起“數字技術研究所”,專注于壁畫數字化。 

                      但是,盡管復制品可以做到外形上幾乎完全一樣,仍然和原件存在著差距。“文物是一種不可復制的東西,有歷史的印記、人性的痕跡以及特殊的質感等。復制品不管做得怎么好都是復制品,永遠不可能和原件相比。”鄧啟耀表示,“但兩者都有價值,一種是文物的價值,一種是作為展覽、普及和文化產業開發的價值。比如有些特殊藏品無法搬來搬去,就可以復制一個作為展品。復制品以及通過數字化展示,對于做公眾的宣傳、普及教育很有必要,有利于保護文物,不至于因為意外原因毀損或遺失。最近國家鼓勵藝術品資產化,復制代表性文物,可以做旅游產品。所以,文物數字化對文物本體是一個輔助關系,各有價值,不可互相代替。” 

                      數學與美學缺一不可 

                      “數字化”無疑是以技術為先,但因為與文化內涵深厚文物息息相關,對技術人員會有更高、更全面的要求。“首先,要解決基礎問題,需要用到理工科知識,尤其是數學,所有模型都來自于數學定位、三角函數關系等基礎學科知識。所以我們的員工有一部分是理工科畢業的。”付常青向記者透露,“他們負責做出形狀,但是不好看怎么辦?所以我們還要求具有美學素養。因此另一半的員工都是美院畢業的。總而言之,搞數學的人負責解決模型基礎問題,搞美術的人負責‘錦上添花’。” 

                      目前,文物數字化在高校并無完全對口的專業,許多從事相關行業的畢業生都是出于情懷、熱愛以及一致的價值觀。“目前公司只有十幾個人,很多都是‘90后’,但是離職率很低,大家都熱愛和文物有關的東西,學美術的人自然覺得這些東西是最好看的。還有很重要的一點,我們在工作中能接觸到大量和文物有關的頂尖專家,這會帶給我們一種精神上的滿足。” 

                      而鄧啟耀以在高校任教多年的經驗表示,對于真正熱愛的學生來說,能夠從事這種工作算是一個十分理想的狀態,能拿著工資做自己喜歡的事情,是一件很美好的事。有的人也許起初無意,但一旦進入這一行,就會發現它很迷人,還有不少人都從被動變成主動地熱愛這個事業。還有很多“90后”“00后”,一開始是受文藝作品的影響,比如充滿神秘感的考古、探險文學,讓他們產生好奇并去了解、參與其中,并逐漸愛上它。“這也許并不是一個大眾的事兒,但卻有不少人一直為之迷戀。” 

                      廣州具獨特優勢 市民對文博熱情高漲 

                      當前,在廣州乃至全國,專注于文物數字化相關的企業數量仍較少,因為此類工作對技術、設備、文化素質以及行內信譽都有較高的要求,前期需要耗費大量時間做研發,初始階段的高投入低產出看起來并不“劃算”,往往令投資者“望而卻步”。但在付常青看來,這一行業前景仍然是非常樂觀的。“這是國家文化軟實力的表現。目前國家已經在提倡加強相關方面的力度,相信會發展得越來越好。” 

                      記者了解到,在文物資源上,廣州雖然無法與北京、陜西、河南、甘肅等地相比,但是由于地處沿海地區,也有著天然的優勢,歷史上有特殊的地位并留下不少文物。除此之外,廣州能夠接觸最新的科技、信息以及最先進的設備,在一些博物館和高校也更多地參與到相關的項目之中,盡管規模還不大,但仍是處于穩步前進的狀態。 

                      而在“文博熱”席卷全國之時,廣州市民對于歷史和文物的關注熱情也在近幾年逐步高漲。不管是歷史文物還是民間文物,到博物館看展覽的人都越來越多。“像此前我們做的刺繡論壇,在廣東省博物館搞了一個從幾大名繡到民間刺繡的精品展,觀看人數相當多,大家都對相關的歷史和文化充滿了熱情。”鄧啟耀表示。 

                      記者觀察 

                      當前許多高新技術企業在制定文物數字化、展覽展示方案時,為了滿足公眾的“獵奇”心理,大量堆積VR、AR、AI等新技術、新設備,誠然展覽形式多樣一點,讓靜止的展品“動”起來,會有助于觀眾的欣賞和理解,但是如何利用新技術最大化體現文物展覽的傳播價值,達到傳承歷史文化的目的,必須得動腦筋,并更多地讓文物研究者介入其中,既要通俗、好看,又得有內在的學術含量,避免花里胡哨的東西蓋過了文物本體。此外,當前民間文物收藏和銷售販賣熱度也很高,文物數字化在促進了文博產業向前推進的同時,也容易促進制假販假的泛濫,這都是行業發展過程中需要警惕的問題。

                      文/記者 陳馨 圖/記者 蘇俊杰

                    (來源:《廣州日報》)

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