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云冈石窟第十八窟“搬走”了

2020-09-29 09:44:09 整理发布   转载来源:中国青年报  

电影《十二生肖》里盗取文物的高科技被用在了文物保护上。 成龙扮演的大盗利用高科技盗取国宝兽首,戴上一双神奇的白手套,就能扫描兽首的三维数据,数据传输给一台3D打印机,不一会儿,一个真假难分的仿真兽首随即诞生...《云冈石窟第十八窟“搬走”了

电影《十二生肖》里盗取文物的高科技被用在了文物保护上。

成龙扮演的大盗利用高科技盗取国宝兽首,戴上一双神奇的白手套,就能扫描兽首的三维数据,数据传输给一台3D打印机,不一会儿,一个真假难分的仿真兽首随即诞生。莫要说这是科幻,这可是真正的科学。如今,这套原理被应用在了著名世界文化遗产云冈石窟的保护上。

云冈石窟位于山西省大同市城西约16公里的武周山南麓,距今已有1500年历史,是佛教艺术东传中国后第一次由一个民族用一个朝代雕凿而成的具有皇家风范的佛教艺术宝库,被视为公元5世纪中西文化融合的历史丰碑。但遗憾的是,价值非凡的云冈石窟风化速度惊人,恐有一天会风化殆尽。当前受限于文物保护等因素,越来越多的洞窟已经不再向公众开放。

云冈石窟研究院院长张焯的心中一直有一个梦,就是希望找到1∶1高保真复制云冈石窟的办法,复制品能够像积木一样简单组装和拆解,方便到国内外去展示,让世界一起见证灿烂多姿的中华传统文化。事实上,早在15年前的2005年,北京建筑大学有关专家就开始了云冈石窟的数字化保护工作,首次成功利用三维激光扫描技术,生成了完整的云冈石窟外立面点云及正射影像图,为云冈石窟建立了精确的数字化档案。

云冈石窟已经实现了数字“永生”。可是张焯院长要搬着石窟走的梦想具体该怎么实现呢?

北京建筑大学专家介绍,2015年云冈石窟研究院提出了要用足尺高保真石窟复制品进行多地巡展的需求,这个重任落在了以北京建筑大学副校长李爱群教授为首的研究团队身上。如今,身高约18米的第18窟等比例复制佛像就坐落在北京建筑大学的校园里。是的,他们真的把云冈石窟“搬走”了。

怎么做到的?说起来,和《十二生肖》里复制兽首的办法,也像,也不像。

复制云冈石窟,是一个交叉学科协同创新的项目,涉及建筑历史、建筑艺术、测绘、材料、结构、现代制造、监测监控等多学科领域。正如电影所表现的那样,要想复制文物,第一步就是用三维激光扫描技术获取文物数据。但不同于用一副手套就能扫描到位,北京北建大科技有限公司总经理吴志群介绍,测绘可是个大工程。以测绘第18窟佛像的数据为例,为了达到“无死角”的扫描效果,他们不仅搭起了脚手架,还出动了无人机,单是激光扫描就用了两个多月的时间。

得到数据之后就要靠3D打印技术将大佛的各个部位还原出来。为了确保艺术的完整性,关键部位必须和原佛像保持一致,因此科技工作者们进行了分解打印。“每小块平均大概40厘米左右,一共2790块。”北京建筑大学工程实践创新中心实训教学教研室主任化凤芳说:“每一块都是一层一层打印的,但不像电影里演得那么快,每一块儿的打印时间需要20个小时以上。共计50台机器同时开动,打了一个半月左右。将近3000个小块组装成120余块模型,最后再拼装到一起。”

其间,科技工作者还需要在许多细节之处下工夫。土木学院李飞老师在团队里负责佛像外皮材料研究,为了让佛像的复制品能够经受室外环境的考验,他经过多次试验研发出一种新型复合材料,这种材料比传统材料更加绿色环保,并且可以进行仿石效果处理,有效提升了复制品的逼真度和抗风化能力。“就像烧制瓷器一样,画好精美的胎,还要有一层釉来保护。”李飞说。

土木学院祝磊老师负责佛像骨架的绘制和搭建。按照打印件的轮廓订制的骨架,实现了可反复拆卸,同时考虑到了抗震防风等技术问题,使其能抗里氏9级地震。据介绍,今年上半年北京刮起了10级大风,大佛纹丝未动。

团队核心成员侯妙乐教授说,其中所用的都是现存技术,创新点主要在于如何把各种技术结合起来,解决大批量、高保真复制文物的问题。整个云冈石窟有45座主要洞窟,佛教造像5.1万余尊,此次第18窟佛像的复制就是“让文物活起来、走出去”的一种有益探索。吴志群认为,“数字永生为文物保护提供了无限可能”,包括但不限于文物修复、复制、考古研究等,还可以通过多人VR交互系统进行虚拟现实的体验。

据了解,依山开凿、东西绵延约1公里的云冈石窟不但是研究中国古代社会政治、经济、文化、艺术,以及宗教信仰等方面的重要形象资料,也是追溯古代中西方文化交流和人民友好往来的实物例证。第18窟更是云冈石窟规模最大、工艺最复杂、艺术价值极高的一窟。在团队成员们看来,将科技用于文物保护“搬走”云冈石窟的重要意义之一,就是让更多人目睹它的风采,向世界宣传、推广云冈文化。李爱群教授说:“云冈石窟数字化保护的初衷是文化传承,在向世界展示五千年灿烂的中华文明的同时,充分展现了中华民族的文化自信。”


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