运用3D技术打印的石窟相继在青岛、深圳展出
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运用3D技术打印的石窟相继在青岛、深圳展出

  

在青岛城市传媒广场3D打印的云冈石窟第三窟外景和壁画。资料图片

  “你看这两张石窟的照片,能看出哪张是原件、哪张是‘仿品’吗?”云冈石窟研究院数字化研究室主任宁波手拿两张照片,向记者发出挑战。

  这是新近在北京复制成功的云冈石窟第十八窟的照片。单凭肉眼,实难分辨。事实上,即便走进这两个石窟,如果没有地理信息和周边场景的提示,相信会让很多人真的以为自己置身在云冈石窟。

  与高校的合作碰撞出了新想法

  武周山下,世界遗产云冈石窟,引无数人迷醉在此。

  守着这么一个文化宝藏,云冈石窟研究院在院长张焯的带领下动起了脑筋:“一年200万游客,还远远不够。”怎么让更多人看到云冈、接近云冈、了解云冈?宁波等人先后7次去故宫博物院、敦煌研究院考察学习数据采集、彩色管理、网络应用等内容。

  3D打印,就这么适时地出现在云冈石窟研究院副院长卢继文眼里。他找来宁波,出了这道题。

  其实宁波也观察3D打印很久了。在他看来,“如果能打印出来,把石窟变成可移动的文物,在各地展出,这不就能让更多人认识和了解云冈石窟了吗?”

  可彼时,摆在他眼前的,是一系列难题。从哪入手、技术环节是什么样的,怎么突破?数字化室的人才不少,可这项课题,大伙都是第一次接触。他去找了副院长卢继文,卢继文一下子点破了他:“去到高校问问啊。”

  这些年,云冈石窟研究院和武汉大学、北京建筑大学、浙江大学等高校相继有了合作,用卢继文的话说,“一遇到重点院校,就想方设法去跟人家结对子”。学研结合产生了新的“化学反应”,宁波刚把这个想法和这些大学一说,立马得到了反馈:“我们也正想找一个实践基地。”

  在高校专家的指导下,宁波很快上了道。“3D打印的市场化应用技术较多,基本逻辑已经被蹚出来了,先通过扫描,在电脑中通过信息处理建模,然后用打印设备进行打印。”

  坐在冬日午后的阳光里,宁波想起了他刚入职的时候,那是2005年,计算机技术专业刚毕业的他,心中有着对技术几近狂热的信仰。当时的他,坚信数字技术能摧枯拉朽,给这些文物带来不一样的动能。

  在宁波的数字化办公室里,就放着几台小型的3D打印机。一旁的柜子上,一列打印出的小型佛首、佛身,皆是按照窟内的佛像原型打印。“这些都属于‘小打小闹’,是开始时用于‘摸石头过河’的作品。”宁波说。

  可以“以假乱真”的“形、质、色”

  框架确定,再加上“热身”,是时候实施大的想法了。可问题接踵而来。

  打印文物不同于其他,来不得丝毫差池。“这是对文物的尊重,也是对参观者负责,”使命感让这个年轻的数字化团队干劲十足的同时也让他们更加“压力山大”:“我们整天想着,怎么让扫描的东西更加精准。”

  3D打印的第一步是测绘扫描。几年前,数字激光扫描仪器的扫描精度已经可以达到0.03厘米,但对于宁波团队的要求而言,还不够。这是因为,“云冈石窟的佛像属高浮雕,有浓缩的空间深度感,但这也意味着深度较大,扫描和测绘难度更高。尤其是特殊区域,比如佛像的耳朵,立体感特别强,对扫描的要求更高。如同拍照一样,要求像素越高越好。”

  那段时间,宁波和他的团队整晚整晚地加班。最终,他们提出了“航测+三维扫描”的办法,“航测是航拍的升级版,对于动辄十多米高的石窟而言很有效果,它和三维扫描组合使用,能够将精度以0.01毫米计,每一个点都对应出自己的三维坐标,使得扫描的像素更高。”

  扫描采集完成后,将海量数据进行处理是另外一项技术难题。创立十多年的云冈石窟数字化研究室,开始发挥优势。“我们30多个人,有一多半都是‘技术宅’、‘码农’,处理数据是我们的强项。”中午时分,办公室虽然没人,但电脑桌面上依然能看到未处理完的石窟三维图,宁波说:“将海量数据处理、建模,转化成3D打印的语言,就算完成了关键一步。”

  打印时的讲究很多。比如,打印时的温度需要保持在20摄氏度以上,确保设备能够连续工作。再如,“现在市面上打印出来的成品偏圆润,类似于图片处理中的‘羽化’,一方面需要对打印设备进行升级,一方面需要进行后期处理。”

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