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怎样用数字科技与手工技艺复原明代鲁荒王墓彩绘木俑

原创 2022-02-22


新科学、新技术不断颠覆和刷新人们对世界的认知,同时也深刻影响和改变以手工技艺为主的文物修复、复制、仿制工作。2021年初,中国大运河博物馆委托山东博物馆为其常设展览“大运河——中国的世界文化遗产”仿制明代鲁荒王墓出土彩绘仪仗木俑群,以此展现明代鲁王护卫军对山东段大运河漕运的管理和保障。山东博物馆文物科技与保护修复团队采用数字科技与手工技艺融合应用的方式,在四个月内高效高质完成了730件/套文物的仿制工作。


中国大运河博物馆展出的鲁荒王墓彩绘仪仗木俑群(仿制品)


建馆之初,山东博物馆便组建了文物修复团队。早年修复师潘成林因技艺水平高超,应邀参与“司(后)母戊大方鼎”和铸客鼎修复工作。随着科技的进步,在传统文物修复基础上,不断引入自然科学技术方法,逐渐形成文物科技保护与传统修复工艺相结合的技术力量。通过对中国大运河博物馆仿制需求分析及自身技术水平综合评估,制定以“数字科学技术+传统手工技艺”为主要技术支撑路线的实施方案,组建以文物科技保护人员、修复师为技术班底,综合文创、考古、陈列、摄影等多种专业人员协同配合的项目团队。团队运用项目统筹管理思维,形成了现代数字科技与传统手工工艺、文物保护与合理应用无缝衔接的产业技术链条。

仿制品质量高低取决于对文物本体的科技认知水平。团队运用现代科技分析手段,由表及里,由宏观到微观,对文物材质、雕刻工艺、彩绘技法、颜料成分、病害情况进行多维度科技检测分析和评估,全面掌握文物实体材质工艺属性和病害情况。借助现代分析仪器超景深显微镜、扫描电镜-能谱仪、便携式X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、共聚焦显微拉曼、X射线探伤仪等,采用无损和微损方法分析发现木俑胎体多为梓木、桐木,使用平刀圆雕整木成形,后使用圆刀精雕人物五官、衣褶等细节,胎体表面削剔痕迹明显,未做打磨处理。木俑表面彩绘分两层,底层为以碳酸钙为主要成分的白灰层,表层发现有黑、红、粉、黄、蓝等颜色残余。通过分析推测,黑色颜料主要成分为炭黑,红色颜料主要成分为朱砂与赭土混合物,粉色颜料为红色颜料中添加铅白调色而成,黄色颜料主要成分为金粉,蓝色颜料主要成分为靛蓝等。部分胎体出现开裂、变形现象。木俑表面颜料层剥落严重,多仅残存白灰层,甚至部分可见木胎花纹。借助科技手段,项目组充分掌握了彩绘木俑文物的客观物理属性,为下一步仿制提供了科学信息支持。

进行多维度信息采集,全面获取木俑文物3D几何信息和二维表面纹理信息,通过数字拟合构建文物3D彩色立体模型。采用新型便携式结构光3D扫描仪获取文物3D特征信息。结构光3D成像技术无须标记,可实现对文物无接触、无损害的快速、高精度扫描。采用高清相机全面提取文物多角度二维信息,获取文物的表面纹理和细节特征。采集木俑多维信息,备份高精度数据并储存为文物数字档案,实现文物数字化保护。这些数据可以为彩绘木俑的自动化数字仿制、复制提供精确和永久的信息。

采用多轴联动3D数字雕刻机雕刻木俑胎体模型。根据木俑文物表面木料纹路特点,选用白松木为仿制原料。选取整根白松木料,按木俑规格和木纹纹路切割成合适大小,再对木料做熏蒸、脱脂处理,防止产品开裂、变形、出现虫害。根据雕刻产品规格选取合适型号的3D数字雕刻机,将木俑文物3D几何尺寸数据转化为数字雕刻路径,导入3D数字雕刻机,确定雕刻尺寸。选择全自动智能雕刻模式,雕刻机先粗刀开木胚,后精刀细雕,最后抛磨成形。

木俑文物因历史久远、埋藏环境差等原因表面彩绘脱落殆尽,为再现部分木俑最初色彩,根据前期木俑表面微观观察和残留彩绘颜料的科学分析结果,同时结合相关文献记载,多学科综合分析确定木俑的色彩组成和绘制技法。利用颜料成分分析结果,实验复配当时所采用的彩绘颜料。复原彩绘木俑表面纹理和色彩,利用平刀对3D雕刻成形的木胎表面做切削处理,产生人工雕刻纹理效果。木胎表面涂刷石灰石白浆后形成白灰层,再用复配彩绘颜料,根据木俑表面残留色彩推测原貌,全面复原彩绘木俑本初形貌。该过程对文物研究、修复、复制、仿制均具有实验指导意义。


文物修复师对仿品上色、精修、做旧处理


文物修复师运用传统木作彩绘技艺,参照文物原物对3D雕刻的木胎仿作精修。仿作精修分两步,第一步为木胎老化,以丙烯颜料、高锰酸钾混合溶液为染色剂和氧化剂,通过反复刷涂、烘干等工艺手段加速木胎表面老化速度,使木胎表面呈仿古效果。第二步为上色、精修、做旧,先用石灰石打底木胎表面,后以矿物和丙烯颜料为主要着色剂,运用涂、点、弹、描等技法使仿品再现文物般的古色古香。

文物尤其是木作文物仿制,传统上多采用手工技艺,效率较低,目标单一。将现代科技、工艺装备与手工工艺有机融合,可以显著提高文物仿制的材料处理水平和效率。山东博物馆在彩绘木俑仿制过程中,坚持文物保护和合理利用并重的原则,以系统化思维统筹考量整个彩绘木俑仿制过程,建立起文物科学研究、数字保护、手艺传承、产品制作一体化集成应用的技术范式。运用该范式,在提供高仿真展品制作服务的同时,深化了对明代鲁荒王墓彩绘木俑的科技认知,实现了多维信息的提取与存档保护,促进了传统木作手工艺的继承与创新发展。



编辑:杨亚鹏  屈傲雪
复审:冯朝晖
终审:崔   波


本文刊登于2022年2月22日

《中国文物报》第7版

投稿邮箱:

wwbbowuguan@163.com





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