让文物“活起来”!浙大“文物方舟”正扬帆远航
在第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛成果展上,龙门石窟古阳洞北壁无名龛的佛像被“搬”到了展会现场。浙江大学文物方舟团队利用3D打印技术进行文物复制,使尘封了千年的佛像涅槃重生。“雄踞中轴镇末端,莲花盘坐目前端。”自此,端坐于塔窟中的佛像文物走出了悬崖峭壁,走向大众。
该名为“文物方舟——科技赋能文物数字化保护领军者”的项目获得了大赛青年红色筑梦之旅赛道金奖。
新华网专题报道视频
文物方舟:传承文化之光
是什么激发了团队的灵感,在文物数字化方面进行探索和深耕?
故事还要从1995年讲起。
那一年,在与浙江大学老校长潘云鹤交流的过程中,常沙娜教授透露出了希望借助计算机辅助敦煌壁画保护的想法——像石窟寺这样位于户外且不可移动的文物常年受到风沙的侵蚀,加上光照、地震、战争或是城市过度开发等因素影响,终究有一天会完全消失。但如果能借助数字化的手段,将该文物的所有信息保存进计算机,即使某一天文物的实体完全消失,我们仍可以根据留存的信息恢复出其原本的样貌。
1997年7月,浙江大学建立了与敦煌研究院的合作关系,文物数字化项目的雏形就此形成。自此,该项目代代相传,延续至今,并借助技术的突破和政策的支持取得了令人瞩目的进展。
时光变迁,初心不改。一代代深耕于文物数字化进展的浙大人都坚持将它定位为公益化项目,不用作任何商业化用途。这也是本次“互联网+”大学生创新创业大赛上,文物方舟团队选择“青年红色筑梦之旅”组别参赛的原因。
团队工作照
采集数据信息、建立三维模型、完成3D打印——三个环节构成了数字化保护的核心。浙江大学文物方舟团队秉承精准数字化和严谨考古相结合的工作原则,深入研究二维图像拼接、三维扫描、摄影测量等数字化技术,研制开发针对性装备与信息处理软件系统,指定操作规范流程。
通过近10年的努力,团队完成133个数字化项目,走遍了全国24个省,跋涉15万公里,积累数据250TB。团队累计发表论文17篇,共申请专利10项,获得软件著作权13项,并且成功实现了云冈三窟、云冈十二窟和龙门石窟古阳洞佛龛的等比例高保真复制。
文物方舟团队已完成的工作版图
而当谈及该项目的名字“文物方舟”的寓意时,团队成员白宇璇表示,“保存与传递”是其核心概念。与传统的文物保护概念不同,文物方舟团队着力于保留文物的数字化信息,而非对其本体进行修复。这种保存方式无疑是在保留文物信息的基础上,增加了传播的可能性。“我们可以把与文物本体相同的模型复制出来,不仅展示给国人,更能展示给全世界;不仅能传递到现在的人面前,更能传递给后世。”白宇璇自豪地说。
多元化团队:点燃创新航向灯
在项目主要负责人李敏看来,专业多元化的团队人员配置,成就了“文物方舟”多样的展现形式。
团队合照
最初,项目由计算机学院的科研团队负责,其研究方向仅为利用数字化技术采集和保存文物信息。但自浙江大学艺术与考古学院成立后,团队涌入新生力量,这也为项目带来新的创新视角——利用3D打印技术将不可移动的文物进行跨地域展览。
“文物方舟”的多元团队配置离不开浙江大学提供的学科交叉平台。正如校歌中所唱:“有文有质,有农有工”,浙江大学作为综合型大学,在求是园内,不同专业的学子谈天说地,志同道合的伙伴携手奋进。“文物方舟”团队中计算机学院和艺术与考古学院的有机结合,也正是依托学校平台而实现的。团队成员万伊宁说:“浙江大学给我们带来的最大助力,就是将有不同学科背景的我们聚集在了一起。”
文物方舟团队参加“互联网+”大学生创新创业大赛
目前,“文物方舟”团队由李敏、裘霖山、葛云飞、万伊宁、白宇璇等15名成员构成。团队中很多同学的专业并非完全对口,但每一位成员的加入都源自热爱。白宇璇本科在南师大就读播音主持,但是读研却选择了文博专业,继而加入了“文物方舟”团队。被问及为什么选择加入团队,她说:“在我看来,这个项目是非常包容的。它能让我看到不同学科的融合创新,文科理科都能加入。”
李敏表示,“文物方舟”团队还处于成长阶段,在未来还会吸纳更多外专业的人才。她期待更多元的思维能聚集在一起,碰撞出新的火花,点燃文物方舟创新的新航向灯。
逢山开路,遇水架桥:突破层层技术难关
“文物方舟”项目以科技考古为主要特色,研发了一系列文物数字化相关的设备与软件,在文物保护技术上取得了创造性的突破。并且,“文物方舟”用技术赋能文博产业,与多家文博单位合作,取得多项高水平研究成果。例如,联合须弥山、云冈和龙门等地进行了石窟寺数字化考古,其中,与云冈石窟研究院合作制作的世界上首个可移动的3D打印石窟,多次被央视等各大媒体平台报道。
首个可移动的3D石窟以云冈十二窟音乐窟为模型。“文物方舟”团队联合云冈石窟研究院,利用高超的扫描和3D打印技术,将四壁布满层层叠叠的飞天伎乐的洞窟完美复刻。这是一项复杂的工程。“文物方舟”共选取了52个站点进行激光三维扫描工作,总计获得数据 52.3GB,建构了石窟三维模型的基本结构和整体约束。他们将数据经过深度图(Depth Map)计算与融合、激光扫描数据融合、三角网格重建等环节,得到拥有自适应空间采样分辨率的云冈第12窟彩色三维模型。再通过20台等比例特制3D打印机连续打印13个月,成功复制窟模块构件。最后由5名专业人员使用国画颜料进行绘制上色,严格还原了石窟色彩明度、雕塑表面的现状纹理、老化痕迹及人为刻画留下的痕迹。
在长达数十年的研发过程中,“文物方舟”并非是一帆风顺的,项目最难的环节始终是如何突破技术难关,将创意实体化。李敏说:“项目的很多新想法很早就有了,但不成熟的技术却限制了我们的创造,比如有段时间我们就一直在研究如何找到一个合适的处理器去计算几万张现场照片的数据。”
“文物方舟”的得意之作——云冈石窟移动复制窟也曾遭遇过技术瓶颈。由于云冈石窟中的大佛体积过大,难以获得完整的三维模型数据,且当时并没有适配的打印机去打印大体积文物。在很长一段时间内,“文物方舟”对如何复制云冈石窟一筹莫展。直到有人提出,我们可以切割石窟,分开打印,然后像乐高搭积木一样将其组装起来。这才使难题迎刃而解,并成功制作了世界上首个可移动的3D打印石窟。可以说,“文物方舟”的项目团队在研发中,摸着石头过河,用勇气和智慧实现了传统意义上的不可能。
步履不停,创新不止,“文物方舟”始终在探索新技术的研发与运用。在3D打印技术逐渐趋于成熟的阶段,“文物方舟”将会更关注如何利用VR、AR技术搭建虚拟文物空间。在虚拟空间中,观众将能沉浸式观赏文物。除此之外,李敏还表示,当今的复制技术还不能完全还原文物的质感,这也是未来技术创新的发力点。
连接的桥梁:弘扬文化自信
“风蚀雨腐越千年,塔洞佛窟隐圣颜。”文化遗产最主要的价值就是其中包含的历史信息。借助文物方舟团队对敦煌石窟进行的信息保留与高保真复刻,我们得以近距离观察石窟的细节。从它们身上,我们可以欣赏佛像石壁上的艺术元素,感受到开凿工匠手中一刀一铲的工艺,进而了解到当时的社会生活。
如果文物被永远束之高阁,它的意义就会变得非常有限。文物方舟团队正是希望这些珍贵的历史遗产能走进大众的视野,才会致力于项目的探索与推进,他们搭建了一座连接文物与公众之间的坚固桥梁。
文物方舟参与的艺术与考古博物馆“游于艺”中小学实物教学及推广计划
“我们有时候觉得文物很阳春白雪,就是因为它太少、太稀有、太难以接近,因此它就变得好像很严肃、很神秘。普通人可能觉得自己和历史文物没有关系,但其实这都是我们老祖宗用过的东西,都是我们祖先智慧的结晶,跟我们也是息息相关的。”“借助最先进的3D打印技术,可以让很多一辈子都到不了云冈,到不了敦煌的人看到佛像的样子,甚至能够抚摸到石壁上最真实的触感。这些是馆藏文物和不可移动文物的真迹无法带给我们的体验。”当谈及文物数字化的实际意义时,李敏如是说。
有了这样的思路之后,文物方舟团队也开始进行公益项目的实践——把这些复制的文物做成教具,走进中小学校园,在课堂上让孩子们切身地感受历史智慧和古典中华文化的魅力。毋庸置疑的是,文物方舟项目的进一步推进与实施对于教育和后世历史学方面的研究都具有不可或缺的意义。
文物方舟团队带领中国文物走出国外
为什么要讲中国文物故事?怎么讲好中国文物故事?
团队成员们交出了这样的答复:“其实我们的理解是,我国的国力正在上升,要在世界上拿到文化话语权,就要让全世界的人去接受认可中华民族的文化。我们团队现在做的这个项目,可能就是讲好整个中国文物故事的基建。我们能从中华民族的历史当中提取到足够多有价值的信息元素,通过积极的探索,让文物活起来、走出去。将来可能有一天,中华文化的元素会融入全世界各国人民的日常生活中。”
“让文物说话、把历史智慧告诉人们,激发我们的民族自豪感和自信心。”这是文博人的美好憧憬,更是亿万中华儿女的希冀。
内容来源:浙江大学团委微信公众号(文字 江亦悦 赵睿晗 刘嘉荟)
部分图片及视频由受访团队提供
今日编辑:浙江大学融媒体中心学生记者团 留榕泽
责任编辑:周亦颖
推荐阅读