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文保新思路：辽代定窑描金黑釉茶盏的高精度模型 3D打印修复

我要新鲜事2023-05-07 16:43:410阅

刘晟宇涂元葳

3D打印，是以数字模型文件为基础的立体打印技术，自20世纪90年代中期出现至今，发展日趋成熟并已广泛应用于工业设计、建筑、工程施工、航空航天、医疗等诸多领域。

文物数字化保护，顾名思义，即“数字化” “保护修复”，前者是基于计算机图形学、图像处理和虚拟信息技术进行数字化建模、虚拟修复，后者是通过3D打印等输出手段来实现的保护修复技术及方法研究、数字化展示等。文物数字化保护目前已受到学界的广泛关注并成为文物保护科学领域的“热点词汇”，相关应用屡见不鲜。然而，由于传统博物馆在信息技术及计算机应用方面相对薄弱，而承担文物数字化保护工作的多为跨行业领域的电子信息或互联网企业，文物保护语境下的科学探究及创新能力又较为匮乏。因此，在对文物进行数字化保护工作的过程中暴露出一些问题，亟待改进与提升：

其一，是数据精准度。数据精准度是文物数字化保护的“输入端”，直接关系到之后的保护修复效果和质量。目前绝大多数文物数字信息采集后，主要进行的是低精度模型（“低模”）的构建，来满足3D投影、AR、VR、透明屏、AI等应用需要，但却远不能满足文物保护修复工作的需求，这直接导致了“输入端”的短板，文物数字化保护最终做成了数字化展示、文创产品制作，难以从根本上改变传统文物保护修复工作的现状。因此，在文物数字信息采集后，构建高精度模型（“高模”），是为当下最迫切的诉求，这对于文物保护科学这一学科、文物数字化保护这一领域的发展，无疑是大有裨益的。

其二，是保护修复思路。3D打印等技术手段是文物数字化保护的“输出端”，直接影响后续文物的补配、修复环节的精确性和修复方式的革新。然而，现阶段对于3D打印的应用，主要还是局囿于传统保护修复的思维框架下：通过3D打印文物补配件直接进行粘接/焊接补配；或是通过3D打印缺损位置模具/模范，协助残损处的翻模/浇铸来间接协助文物的补配、修复——不难发现，虽然有了科学成熟的技术手段，但没有突破传统的修复思路，还是沿用老一套，3D打印的优势湮灭，沦为了偶尔为之的噱头。笔者认为，3D打印的核心优势在于精准性，打破现阶段文物保护科学格局的新思路，让未来的文物保护修复工作上台阶、提档次，“想象力”和“创造性”才是这一优势发挥的关键。

文物保护工作，其根本上是文物的历史价值（历史信息、成分信息、工艺信息等）、科研价值（工艺学研究、技术史研究等）、美学价值（形制、纹理、纹饰等）及文化价值（教育作用、文化意义等）不断平衡和取舍的过程。长久以来，在这一过程中，文物的保护修复处理与文物的原真性、文物保护的最小干预原则、可再处理原则之间有着不可调和的矛盾。针对上述矛盾以及现阶段文物数字化保护工作中出现的问题，北京大学考古文博学院教授胡东波课题组在对内蒙古赤峰博物馆一馆藏辽代定窑描金黑釉茶盏的保护修复工作中，打破了传统固有的修复思维和修复方式，创新性地引入了高精度文物数字信息采集 3D打印可拆卸型光敏树脂展托的新思路，为数字化文物保护修复技术的应用做出了很好的示范。

2020年12月，北京大学考古文博学院受内蒙古赤峰博物馆委托，对其一馆藏辽代描金黑定茶盏进行保护修复。“黑定”之称，最早出现于明曹昭的《格古要论》“有紫定色紫，有黑定色如漆，土具白，其价高于白定”，其珍贵程度由此可知。黑定带有金彩装饰者更是极其稀少，在定窑遗址中都极为罕见，见于著录者只有两件，分别藏于日本根香美术馆和大和文华馆中，其余零零星星有所报道。此次保护修复黑定瓷片一共14片，部分瓷片上带有较完整的金箔，因此其价值不言而喻。

由于该器物属博物馆征集文物，相关考古背景信息缺失，从初步拼对结果来看，其是否为一件器物尚未可知，加之文物价值极高，盲目对其进行整器粘接、补配、作色等处理可能会对文物造成不可逆的影响。在反复讨论和综合权衡后，课题组决定，采用“高精度文物数字信息采集-虚拟拼接/还原”的方式确定14片文物残片的归属，再通过3D打印技术对其进行保护修复。

修复步骤

1.构建高精度三维数字模型。全方位扫描，多角度拍摄记录文物的数据信息，所有三维信息和表面纹理信息的获取均采用非接触、不贴点、不喷粉的方式，确保文物的安全并最大限度地降低对文物的扰动。通过对三维扫描数据的还原、降噪、特征拼接、模型融合等方式，确保在建模过程中细节的精准还原及滤除扫描过程中带来的噪点，达到高精度模型要求。