云冈石窟“数字重生” 3D打印技术再造千年佛像

编辑︰言嘉庸

  中国重视文物古迹的“数字化”保存,一直致力于壁画数字化的敦煌研究院是其中的佼佼者,“当代中国”网站在早前的一系列文章有过详细介绍。

  实际上,除了敦煌石窟外,在文物数字化领域积极探索并卓有成效的还有云冈石窟。借助高科技手段,云冈石窟不仅能在数字世界永久保存,还能在现实世界变成“可移动的文物”,在世界“漫游”。

中国是世界上保存石窟寺文物最多的国家,而“数字化”是提升文物保护利用水平的重要基础手段之一。(图片来源:Getty)

面临风化消失危机 云冈石窟留存数字档案

  云冈石窟位于山西省大同市,开凿于北魏时期,距今已有1,500年历史。云冈石窟依山开凿,规模弘大,东西绵延约一公里。现存主要洞窟45个,附属洞窟209个,佛龛约计1,100多个,大小造像59,000余尊,雕刻面积达18,000余平方米。

  作为中国的“四大石窟”之一,云冈石窟佛像雕刻体现了早期中西文化融合的特色,极具历史与文化的意义,在2001年被联合国教科文组织列为世界文化遗产。

  随着岁月流逝,受风沙雨水侵蚀、地震灾害和人为破坏的影响,云冈石窟的佛像开始出现不同程度的风化和损毁,一些洞窟中的佛像五官已脱落,面目全非。新中国成立以来,云冈石窟曾有过多次大规模的维修保护,得到妥善的保护。

  不过,云冈石窟研究院院长张焯坦言,从漫长的历史角度来看,已经1,500岁的云冈石窟,风化乃至消失似乎不可避免,“数字重生”对石窟寺来说是一项既现实又紧迫的议题。

云冈石窟雕刻艺术精湛,造像内容丰富,堪称中国佛教艺术的巅峰之作,代表了5世纪世界雕刻艺术的最高水平。(图片来源:Getty)

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  具体来看,“数字化”的目的是把洞窟资料流传下来,以备未来修复。即便无法修复,也可以为后人留存一份云冈石窟图像,“让它(云冈石窟)在数字世界达到永生,达到永久保存、永续利用的目的。”

  据张焯介绍,自2003年起,云冈石窟研究院与多家科研院所合作,利用三维激光扫描技术和多图像近景拍摄测量技术,同多项数据融合,把石窟的所有信息以高精度的数字方式保留下来。

  云冈研究院数码化部门透露,目前三维采集精度能达到0.03mm/点间距,同像分量达到300DPI,分量重每毫米能达到12个像素点,解析度能达到8k。对于一些体量庞大的造像,做法是把造像划分区域,逐块采集,最后在计算机上再逐块拼贴。

  不过,云冈石窟在数字化过程遇过不少困难。比如此前云冈石窟曾借鉴敦煌石窟的数字化采集方法,到了实践阶段却发现无法直接应用,这是由于敦煌数字化的对象主要是壁画,而云冈的主体是高浮雕造像。

  云冈石窟空间结构复杂,不仅有众多错落的小雕像,还有很多精湛的镂空雕刻,这和平面数字化完全是两套体系。最终,云冈石窟数字化团队用了10年时间才攻克这个难关。

浙大数字化团队在云冈12窟前室进行数字化信息采集。(网上图片)

3D打印造佛像“分身” 云冈石窟“行走”世界

  实体保护是留存资料的第一目的,而展示是第二目的。自2014年起,云冈石窟研究院与浙江大学、北京建筑大学等高校合作,探索出一套适用于高浮雕文物的数字化方法,成功完成云冈第3窟、第12窟和第18窟的等比例打印复制项目。

  第3窟在2017年完成复制,用20台打印机打印半年,整体形变误差小于5毫米,采样点间距小于2毫米,现放置于山东青岛,是世界范围内最大体量的文物复制项目。第18窟复制品放置于北京大学的校园,成为北京的一个地理坐标。

位于山东青岛城市传媒广场艺术馆的3D打印“云冈石窟大佛”。(图片来源:视觉中国)

  上述两个洞窟都是采用桁架上等比例复制,不可拆装,而第12窟是“积木式”,可以随意拆装和运输,到全国各地甚至世界各地去巡展。装配过程主要由4位工程师合作,仅花费两周的时间即可组装完成布展。

  2020年6月,全球首例可移动3D打印复制洞窟在浙江杭州亮相,以数字化1:1复原的云冈第12窟。据介绍,第12窟又名“音乐窟”,其前殿内壁雕刻着数十个伎乐天人形象,他们分别在演奏琵琶、筚篥、古琴等中西式乐器,恍若一支古代宫廷交响乐团,也展现了弥勒天宫的壮丽与辉煌。

3D打印的云冈石窟第12窟。(网上图片)
用3D打印技术复制的云冈石窟第12窟,曾于杭州的浙江大学艺术与考古博物馆展览,观众穿行在这个深14米、宽11米、高9米的“洞窟”里,仿佛亲临山西大同云冈石窟。(图片来源:Getty)

  同年12月底,3D版“音乐窟”又从浙江“走”到上海,开启了云冈石窟“行走世界”的第2站,未来也计划去更多城市继续展览。  

  云冈研究院表示,3D打印项目标志著国内大型石质文物的数字化全息高保真记录达到可复原水平,如果真实文物受到破坏或在地震中坍塌,基于留存下来的数据完全可以复原文物。

  截至2020年,云冈石窟已基本完成石窟总量1/3的数据采集。

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