行走的云岡石窟 運(yùn)用3D技術(shù)打印的石窟展出

　　“你看這兩張石窟的照片，能看出哪張是原件、哪張是‘仿品’嗎？”云岡石窟研究院數(shù)字化研究室主任寧波手拿兩張照片，向記者發(fā)出挑戰(zhàn)。

　　這是新近在北京復(fù)制成功的云岡石窟第十八窟的照片。單憑肉眼，實(shí)難分辨。事實(shí)上，即便走進(jìn)這兩個(gè)石窟，如果沒(méi)有地理信息和周邊場(chǎng)景的提示，相信會(huì)讓很多人真的以為自己置身在云岡石窟。

　　與高校的合作碰撞出了新想法

　　武周山下，世界遺產(chǎn)云岡石窟，引無(wú)數(shù)人迷醉在此。

　　守著這么一個(gè)文化寶藏，云岡石窟研究院在院長(zhǎng)張焯的帶領(lǐng)下動(dòng)起了腦筋：“一年200萬(wàn)游客，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”怎么讓更多人看到云岡、接近云岡、了解云岡？寧波等人先后7次去故宮博物院、敦煌研究院考察學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集、彩色管理、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等內(nèi)容。

　　3D打印，就這么適時(shí)地出現(xiàn)在云岡石窟研究院副院長(zhǎng)盧繼文眼里。他找來(lái)寧波，出了這道題。

　　其實(shí)寧波也觀察3D打印很久了。在他看來(lái)，“如果能打印出來(lái)，把石窟變成可移動(dòng)的文物，在各地展出，這不就能讓更多人認(rèn)識(shí)和了解云岡石窟了嗎？”

　　可彼時(shí)，擺在他眼前的，是一系列難題。從哪入手、技術(shù)環(huán)節(jié)是什么樣的，怎么突破？數(shù)字化室的人才不少，可這項(xiàng)課題，大伙都是第一次接觸。他去找了副院長(zhǎng)盧繼文，盧繼文一下子點(diǎn)破了他：“去到高校問(wèn)問(wèn)啊。”

　　這些年，云岡石窟研究院和武漢大學(xué)、北京建筑大學(xué)、浙江大學(xué)等高校相繼有了合作，用盧繼文的話(huà)說(shuō)，“一遇到重點(diǎn)院校，就想方設(shè)法去跟人家結(jié)對(duì)子”。學(xué)研結(jié)合產(chǎn)生了新的“化學(xué)反應(yīng)”，寧波剛把這個(gè)想法和這些大學(xué)一說(shuō)，立馬得到了反饋：“我們也正想找一個(gè)實(shí)踐基地。”

　　在高校專(zhuān)家的指導(dǎo)下，寧波很快上了道。“3D打印的市場(chǎng)化應(yīng)用技術(shù)較多，基本邏輯已經(jīng)被蹚出來(lái)了，先通過(guò)掃描，在電腦中通過(guò)信息處理建模，然后用打印設(shè)備進(jìn)行打印。”

　　坐在冬日午后的陽(yáng)光里，寧波想起了他剛?cè)肼毜臅r(shí)候，那是2005年，計(jì)算機(jī)技術(shù)專(zhuān)業(yè)剛畢業(yè)的他，心中有著對(duì)技術(shù)幾近狂熱的信仰。當(dāng)時(shí)的他，堅(jiān)信數(shù)字技術(shù)能摧枯拉朽，給這些文物帶來(lái)不一樣的動(dòng)能。

　　在寧波的數(shù)字化辦公室里，就放著幾臺(tái)小型的3D打印機(jī)。一旁的柜子上，一列打印出的小型佛首、佛身，皆是按照窟內(nèi)的佛像原型打印。“這些都屬于‘小打小鬧’，是開(kāi)始時(shí)用于‘摸石頭過(guò)河’的作品。”寧波說(shuō)。

　　可以“以假亂真”的“形、質(zhì)、色”

　　框架確定，再加上“熱身”，是時(shí)候?qū)嵤┐蟮南敕恕？蓡?wèn)題接踵而來(lái)。

　　打印文物不同于其他，來(lái)不得絲毫差池。“這是對(duì)文物的尊重，也是對(duì)參觀者負(fù)責(zé)，”使命感讓這個(gè)年輕的數(shù)字化團(tuán)隊(duì)干勁十足的同時(shí)也讓他們更加“壓力山大”：“我們整天想著，怎么讓掃描的東西更加精準(zhǔn)。”

　　3D打印的第一步是測(cè)繪掃描。幾年前，數(shù)字激光掃描儀器的掃描精度已經(jīng)可以達(dá)到0.03厘米，但對(duì)于寧波團(tuán)隊(duì)的要求而言，還不夠。這是因?yàn)椋?ldquo;云岡石窟的佛像屬高浮雕，有濃縮的空間深度感，但這也意味著深度較大，掃描和測(cè)繪難度更高。尤其是特殊區(qū)域，比如佛像的耳朵，立體感特別強(qiáng)，對(duì)掃描的要求更高。如同拍照一樣，要求像素越高越好。”

　　那段時(shí)間，寧波和他的團(tuán)隊(duì)整晚整晚地加班。最終，他們提出了“航測(cè)+三維掃描”的辦法，“航測(cè)是航拍的升級(jí)版，對(duì)于動(dòng)輒十多米高的石窟而言很有效果，它和三維掃描組合使用，能夠?qū)⒕纫?.01毫米計(jì)，每一個(gè)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)出自己的三維坐標(biāo)，使得掃描的像素更高。”

　　掃描采集完成后，將海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理是另外一項(xiàng)技術(shù)難題。創(chuàng)立十多年的云岡石窟數(shù)字化研究室，開(kāi)始發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。“我們30多個(gè)人，有一多半都是‘技術(shù)宅’、‘碼農(nóng)’，處理數(shù)據(jù)是我們的強(qiáng)項(xiàng)。”中午時(shí)分，辦公室雖然沒(méi)人，但電腦桌面上依然能看到未處理完的石窟三維圖，寧波說(shuō)：“將海量數(shù)據(jù)處理、建模，轉(zhuǎn)化成3D打印的語(yǔ)言，就算完成了關(guān)鍵一步。”

　　打印時(shí)的講究很多。比如，打印時(shí)的溫度需要保持在20攝氏度以上，確保設(shè)備能夠連續(xù)工作。再如，“現(xiàn)在市面上打印出來(lái)的成品偏圓潤(rùn)，類(lèi)似于圖片處理中的‘羽化’，一方面需要對(duì)打印設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，一方面需要進(jìn)行后期處理。”

　　掃描技術(shù)可以解決“形”的問(wèn)題，但最終如何做到逼真、甚至“以假亂真？”“‘形、質(zhì)、色’，缺一不可。云岡石窟所在地大同地處‘塞外’，這里的砂巖有獨(dú)特的顆粒感，要原汁原味地打印出這樣的質(zhì)感，必須要加上后期的噴砂上色。那么問(wèn)題來(lái)了，選擇什么樣的材料，就成了我們的新課題。”經(jīng)過(guò)反復(fù)篩選，結(jié)合材料的防老化、憎水性、耐火性、硬度等綜合指標(biāo)，他們成功找到了樹(shù)脂涂抹材質(zhì)。

　　已經(jīng)在謀劃讓云岡“活起來(lái)”的下一步

　　采集一萬(wàn)張石窟照片，歷時(shí)700多天打印，842塊模型，安裝時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月。2017年12月，新鮮出爐的長(zhǎng)17.9米、寬13.6米的第三窟，在青島成功落地。

　　那一天，寧波激動(dòng)得沒(méi)睡好。“游客絡(luò)繹不絕，他們的一致感覺(jué)是震撼、逼真，這是對(duì)我們工作的一種肯定。”

　　巨大的石窟，徹底“活”起來(lái)了。很快，今年10月，與浙江大學(xué)合作打印的第十二窟“音樂(lè)窟”前殿也出現(xiàn)在深圳，這回，他們實(shí)現(xiàn)了“積木式”拆裝，對(duì)于志在世界范圍內(nèi)巡展的云岡人是一種更大的鼓舞。

　　寧波所在的數(shù)字化室有了新動(dòng)作：“有了這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，我們的工作可以做很多。我們目前正在運(yùn)用采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的拓展，現(xiàn)在已經(jīng)做出了一些小型場(chǎng)景，通過(guò)和硬件廠(chǎng)商的合作，相信會(huì)讓更多的人‘穿越’到云岡。”

　　事實(shí)上，技術(shù)引領(lǐng)下的云岡石窟研究院，這幾年已經(jīng)在進(jìn)行“技術(shù)輸出”。不久前，他們剛幫助五臺(tái)山某寺廟完成了數(shù)據(jù)掃描和模型建庫(kù)，其專(zhuān)業(yè)程度讓對(duì)方喜出望外。但寧波還有技術(shù)焦慮，“如何實(shí)現(xiàn)石窟的彩色3D打印？”“如何將石窟不同時(shí)期的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)和還原出來(lái)？”

　　而盧繼文想的則更加深遠(yuǎn)，他在思考數(shù)字云岡的下一步棋。在他看來(lái)，3D打印只是一次戰(zhàn)役，產(chǎn)學(xué)研對(duì)接下的技術(shù)輸出也只是一種戰(zhàn)術(shù)，最關(guān)鍵的，是云岡石窟文化的傳承，是讓云岡“活起來(lái)”的戰(zhàn)略。“我們希望云岡石窟不只是歷史遺留下來(lái)的文物，而更像是一個(gè)大的平臺(tái)。一代一代的人以此為基，將文化不斷傳承。3D打印也已不再是興奮點(diǎn)，某種程度上講，如同復(fù)印機(jī)一樣，重要的不再是復(fù)印的過(guò)程，而是印刷的意義。”盧繼文說(shuō)。（喬 棟）