饒鑒 王珊

摘要：古陶瓷是我國(guó)不可再生也不可永生的珍貴文化資源，也是我國(guó)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)的重要項(xiàng)目，但是受時(shí)代變遷與外在因素的影響，很多古陶瓷文物不僅沒(méi)有得到合理的保護(hù)，而且與其相關(guān)的修復(fù)技術(shù)也沒(méi)有得到合理的應(yīng)用。虛擬仿真技術(shù)能突破傳統(tǒng)古陶瓷保護(hù)方法的局限性，幫助工作人員掌握先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)，增強(qiáng)修復(fù)體驗(yàn)感，讓古陶瓷展示效果立體化、科學(xué)化、數(shù)字化，保證古陶瓷修復(fù)結(jié)果的高保真度等。獨(dú)有的古陶瓷修復(fù)步驟，能使工作人員在不損傷古陶瓷的前提下積累修復(fù)經(jīng)驗(yàn)，提高古陶瓷的還原度，使古陶瓷在繼承中得到有效的保護(hù)和利用，因此我們要實(shí)現(xiàn)虛擬仿真技術(shù)與古陶瓷修復(fù)技術(shù)的緊密結(jié)合。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù);古陶瓷修復(fù);文物保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：K876.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2021）09-0-02

1 我國(guó)古陶瓷文物存留及修復(fù)現(xiàn)狀

我國(guó)是陶瓷的發(fā)源地，也是世界著名的陶瓷古國(guó)，從新石器時(shí)代的陶片到隋唐五代的彩陶、花釉瓷器，再到明清時(shí)期裝飾豐富、款式精美、色彩絢麗的成熟陶瓷，中國(guó)的陶瓷業(yè)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月，打造出了一批影響范圍廣、使用價(jià)值高、品種豐富、數(shù)量巨大的陶瓷產(chǎn)品。目前最常見(jiàn)的古陶瓷有青花瓷器、雕塑瓷器、三彩陶瓷、青瓷、汝瓷、鈞瓷、建盞、紫砂器等，其不僅能夠反映出各朝各代的政治、經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易往來(lái)等變遷，也將中華民族文化發(fā)展的燦爛歷史呈現(xiàn)得淋漓盡致。因此，對(duì)古陶瓷進(jìn)行專(zhuān)業(yè)合理的修復(fù)顯得尤為重要。

在修復(fù)過(guò)程中，古陶瓷類(lèi)別的多樣性、修復(fù)過(guò)程的復(fù)雜性，以及修復(fù)材料和工具的獨(dú)特性，讓古陶瓷的修復(fù)與復(fù)制工作變得更具挑戰(zhàn)性。修復(fù)人員不僅要掌握修復(fù)各類(lèi)古陶瓷的基礎(chǔ)知識(shí)和制作工藝，還要結(jié)合科學(xué)的技術(shù)保護(hù)古陶瓷，靈活運(yùn)用各種古文物的修復(fù)方法和技術(shù)[1]。目前，傳統(tǒng)的古陶瓷修復(fù)工作主要包括兩個(gè)方面： 一是清除古陶瓷上的雜質(zhì)、泥土等附著物;二是通過(guò)粘接、補(bǔ)缺、打磨、打底、上色、做舊等修補(bǔ)古陶瓷殘缺部分，其目的是恢復(fù)破損古陶瓷器原有的形、胎、釉、彩，以及消除老化痕跡，從而體現(xiàn)出所修古陶瓷的歷史價(jià)值。

雖然，陶瓷是由各種無(wú)機(jī)物原料經(jīng)過(guò)高溫?zé)贫桑哂幸欢ǖ挠捕群湍透g性，但是在修復(fù)過(guò)程中，陶瓷過(guò)低的韌性使它經(jīng)不起撞擊甚至磕碰，任何修復(fù)人員也不能保證古陶瓷在修復(fù)過(guò)程中不會(huì)遭到二次破壞，因此古陶瓷修復(fù)在古代文物修復(fù)工作中處于特殊位置。古陶瓷修復(fù)的行業(yè)現(xiàn)狀如下：第一，由于當(dāng)代社會(huì)發(fā)展較快，很多古建筑、古遺址及其周邊的環(huán)境遭到破壞，大量古陶瓷文物受到影響;第二，古陶瓷文物受損數(shù)量與古陶瓷文物修復(fù)人員的數(shù)量不對(duì)等，專(zhuān)業(yè)修復(fù)人員極度緊缺;第三，古陶瓷修復(fù)人員進(jìn)入傳統(tǒng)文物修復(fù)行業(yè)后，必須經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，才能取得工作成效和經(jīng)濟(jì)回報(bào)，因此此行業(yè)內(nèi)人才流失的情況嚴(yán)重;第四，由于古陶瓷所處的年代具有特殊性，很多現(xiàn)代修復(fù)材料無(wú)法與其契合，因此盲目修復(fù)會(huì)對(duì)古陶瓷造成二次破壞;第五，由于古陶瓷修復(fù)使用的試劑常具有易燃性、腐蝕性和毒性，保管需要花費(fèi)很大的精力，修復(fù)成本費(fèi)用較高;第六，大件的古陶瓷因體積和受損面積較大，不易修復(fù)。基于此，我們不得不借助先進(jìn)技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)古陶瓷修復(fù)過(guò)程中的困難與挑戰(zhàn)[2]。

2 虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)也被稱(chēng)為仿真技術(shù)或模擬技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、圖像處理技術(shù)等技術(shù)的綜合產(chǎn)物，也是用一個(gè)系統(tǒng)模擬另一個(gè)真實(shí)存在系統(tǒng)的技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)可以在多維信息空間上創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬信息場(chǎng)景，具有三大特點(diǎn)。第一，沉浸性。用戶(hù)可以通過(guò)虛擬仿真技術(shù)突破現(xiàn)實(shí)中無(wú)法操作的種種限制，使觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等得到身臨其境的感受和體驗(yàn)，讓自身成為整個(gè)虛擬世界的直接參與者。第二，交互性。用戶(hù)可以操作、控制模擬環(huán)境中的物體，物體接到指令后，也會(huì)及時(shí)向用戶(hù)反饋信息。第三，構(gòu)想性。虛擬仿真技術(shù)具備廣闊的想象空間，能在一定范圍內(nèi)擴(kuò)寬用戶(hù)群體的認(rèn)知，不僅可以模擬真實(shí)存在的環(huán)境，也可以構(gòu)思出客觀世界不存在或者不可能出現(xiàn)的環(huán)境[3]。

虛擬仿真技術(shù)因其特點(diǎn)，具備極大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景。目前，虛擬仿真技術(shù)不僅廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)相關(guān)行業(yè)，也在其他行業(yè)得到應(yīng)用，如城市規(guī)劃、樓盤(pán)配套設(shè)施模擬、室內(nèi)裝修、醫(yī)學(xué)工程、電子競(jìng)技、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備以及文物修復(fù)等等。隨著5G、云儲(chǔ)存、數(shù)字化等技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)勢(shì)必會(huì)引領(lǐng)各行各業(yè)的發(fā)展，成為新媒體領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。

3 虛擬仿真技術(shù)在古陶瓷修復(fù)中的優(yōu)勢(shì)

在虛擬仿真技術(shù)得到快速發(fā)展以及古陶瓷修復(fù)行業(yè)面臨困難的兩大前提下，利用虛擬仿真技術(shù)修復(fù)古陶瓷十分必要，可以將古陶瓷修復(fù)與保護(hù)工作提高到一個(gè)新的高度。虛擬仿真技術(shù)在古陶瓷修復(fù)中的優(yōu)勢(shì)可概括為五點(diǎn)。

3.1 突破傳統(tǒng)古陶瓷保存方法的局限性

傳統(tǒng)的古陶瓷修復(fù)，一般通過(guò)二維圖像、文字描述、攝影圖片、影像記錄等方式保存，這種方式極易受到外界的影響。運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，不僅可以將古陶瓷的文字、照片、視頻等快速整合，實(shí)現(xiàn)信息的數(shù)字化存儲(chǔ)，方便觀眾觀看，而且能夠突破時(shí)間、空間的限制，使任何人都能獲取最新的文物數(shù)據(jù)與資源，幫助館藏人員、修復(fù)人員等快速搜索全球古文物資料，促進(jìn)古陶瓷文化的繼承與傳播[4]。

3.2 幫助工作人員掌握先進(jìn)修復(fù)技術(shù)

在古文物修復(fù)過(guò)程中，由于文物具有一定的特殊性、復(fù)雜性、保密性、不可再生性，且知識(shí)內(nèi)容表述抽象、晦澀難懂，使用的修復(fù)試劑常具有易燃、腐蝕性和毒性，大批修復(fù)人員難以反復(fù)實(shí)踐和練習(xí)。但虛擬仿真技術(shù)為古陶瓷修復(fù)工作提供了極大的便利，它不僅能在不損傷古陶瓷的前提下，幫助修復(fù)人員積累修復(fù)經(jīng)驗(yàn)，提高古陶瓷修復(fù)的還原度，而且能幫助修復(fù)人員更好地掌握先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)，縮短修復(fù)工期，節(jié)省修復(fù)成本。

3.3 增強(qiáng)修復(fù)人員的參與感與體驗(yàn)感

相比傳統(tǒng)古陶瓷修復(fù)的單一體驗(yàn)感，利用虛擬仿真技術(shù)，可以根據(jù)文物完整的數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬的修復(fù)場(chǎng)景，從而使修復(fù)人員在虛擬修復(fù)的過(guò)程中利用720°全景呈現(xiàn)技術(shù)、三維建模技術(shù)、畫(huà)面處理技術(shù)以及視頻音效技術(shù)，營(yíng)造出更高清、更穩(wěn)定、更有立體感的視覺(jué)效果，進(jìn)一步獲得聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等多種感官體驗(yàn)，以此拉近古陶瓷與修復(fù)人員之間的距離，更好地達(dá)到保護(hù)文物、修復(fù)文物的目的。

3.4 讓古陶瓷展示效果立體化、科學(xué)化、數(shù)字化

古陶瓷文物是歷史的沉淀，是中華傳統(tǒng)文化的瑰寶，傳統(tǒng)的古陶瓷大多采用展柜、櫥窗的形式在博物館展出，如果濕度、溫度、光線(xiàn)不合適，將使古陶瓷文物遭到二次破壞。虛擬仿真技術(shù)可以將古陶瓷的內(nèi)涵、文化和立體的畫(huà)面、動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)、描述性文字相結(jié)合，高效、快速、生動(dòng)地向觀眾展現(xiàn)古陶瓷文物，而且能讓觀眾沉浸在虛擬的數(shù)字博物館及文物展館中，通過(guò)親身感受，發(fā)揮想象力，在寓教于樂(lè)的過(guò)程中深入了解古陶瓷文物的文化內(nèi)涵和歷史意義。

3.5 保證古陶瓷修復(fù)結(jié)果具有高保真度

在傳統(tǒng)的人工修復(fù)工作中，免不了加入個(gè)人主觀想法，導(dǎo)致古陶瓷失去原本的意義與價(jià)值。但是虛擬仿真技術(shù)可以將古陶瓷的色彩、圖案、質(zhì)地等細(xì)節(jié)處理得更好，使其更接近原作，在保證古陶瓷修復(fù)結(jié)果具有高保真度的同時(shí)，給觀者帶來(lái)最真實(shí)的體驗(yàn)。

4 利用虛擬仿真技術(shù)修復(fù)古陶瓷的基本步驟

古陶瓷作為中國(guó)歷史文化的“手工化石”，見(jiàn)證著人類(lèi)歷史文明的變遷。在陶瓷發(fā)展歷程中，有幸遺留至今的古陶瓷大多呈碎片狀，因此古陶瓷修復(fù)是研究者最關(guān)注、最艱巨、最重要的工作項(xiàng)目。如今，大部分博物館開(kāi)始利用虛擬仿真技術(shù)修復(fù)、展示古陶瓷，這主要通過(guò)八個(gè)步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。

第一，清理碎片。古陶瓷文物外部常常存在損壞之處，因此在利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行修復(fù)的過(guò)程中，修復(fù)人員首先要對(duì)古陶瓷文物進(jìn)行徹底的清理。先整理好古陶瓷文物的碎片，按照陶瓷類(lèi)別進(jìn)行分類(lèi)，并為其添加編號(hào)。然后，按照編號(hào)順序?qū)盘沾晌奈锏乃槠M(jìn)行清洗，在保證陶瓷表面紋理不受損壞的基礎(chǔ)上，洗凈陶瓷碎片邊緣的泥沙與灰塵[5]。

第二，掃描碎片，保存數(shù)據(jù)。陶瓷碎片清洗晾干之后，修復(fù)人員再使用三維測(cè)量?jī)x和激光掃描儀對(duì)其進(jìn)行掃描，并對(duì)掃描得出的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行保存。在此過(guò)程中，為了防止古陶瓷發(fā)生二次損壞或者產(chǎn)生其他有害反應(yīng)，工作人員還需避免掃描儀的燈光直接照射古陶瓷碎片的表面。

第三，圖片預(yù)處理。工作人員還需要對(duì)古陶瓷掃描圖片的反光位置與噪點(diǎn)位置進(jìn)行預(yù)處理，并利用數(shù)字化技術(shù)手段對(duì)古陶瓷表面進(jìn)行平整度和銳化效果的處理，以此保證掃描圖片的清晰度和真實(shí)度。

第四，數(shù)據(jù)分析。將古陶瓷碎片掃描所收集的紋理、色彩、材質(zhì)、形狀等信息進(jìn)行分析和比對(duì)，提取和歸納整理后的圖像數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行合理的優(yōu)化處理，最終獲得完整清晰的古陶瓷圖像。

第五，繪制模型。完成對(duì)古陶瓷數(shù)據(jù)的收集和分析后，利用CAD、3D等電腦軟件繪制陶瓷表面模型，并基于計(jì)算機(jī)軟件，進(jìn)行3D重建，增強(qiáng)模型的立體感，完成古陶瓷的三維模型，將所有古陶瓷碎片在模型基礎(chǔ)上進(jìn)行粘接與補(bǔ)配。在建模過(guò)程中，還需對(duì)古陶瓷模型進(jìn)行打底、隨色和紋飾細(xì)節(jié)等處理，以此保證模型的真實(shí)度[6]。

第六，搭建模擬場(chǎng)景。為了保證古陶瓷模型的色彩效果，增強(qiáng)模擬場(chǎng)景的真實(shí)感和立體感，需要對(duì)模型的擺放位置、打燈方向、原有顏色，以及環(huán)境的燈光強(qiáng)度等信息進(jìn)行多次確認(rèn)，再通過(guò)逆向計(jì)算的方法，去除環(huán)境光照對(duì)古陶瓷文物模型的明暗、高光、反光和色彩的影響?；诖?，利用渲染軟件增強(qiáng)背景效果，讓整個(gè)古陶瓷模型得到合理渲染。

第七，導(dǎo)出虛擬圖像信息。工作人員搭建完場(chǎng)景后，就可以將模型圖導(dǎo)入VRP軟件中，創(chuàng)造360°的全景觀賞效果了。將VRP軟件生成的模型圖像導(dǎo)出FLSH控件，把繪制的古陶瓷文物模型添加到文物博物館數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過(guò)動(dòng)態(tài)網(wǎng)站、H5、手機(jī)APP展示所修復(fù)古陶瓷的具體信息[7]。

第八，數(shù)字化展示。為了增強(qiáng)觀者的體驗(yàn)感，可以將模擬修復(fù)得出的古陶瓷圖像應(yīng)用到博物館、展覽館等虛擬場(chǎng)景中，并搭配音樂(lè)、燈光、文字等效果，營(yíng)造一個(gè)立體化且互動(dòng)性強(qiáng)的虛擬空間，讓觀眾近距離感受古陶瓷文物的魅力。

至此，我們就成功利用虛擬仿真技術(shù)完成了古陶瓷的修復(fù)和展示工作，因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠有效保護(hù)古陶瓷文物，所以已在博物館、展覽館得到廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

虛擬仿真技術(shù)通過(guò)清理碎片、保存數(shù)據(jù)、圖片預(yù)處理、數(shù)據(jù)分析、繪制模型、搭建模擬場(chǎng)景、導(dǎo)出虛擬信息等步驟，對(duì)古陶瓷進(jìn)行精準(zhǔn)修復(fù)，通過(guò)數(shù)字技術(shù)對(duì)古陶瓷進(jìn)行立體化展示，無(wú)疑將古陶瓷的修復(fù)和展示提升到了一個(gè)新的高度。

虛擬仿真技術(shù)在古陶瓷修復(fù)中的應(yīng)用，是新的科技手段幫助傳統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展的范例，也是跨學(xué)科領(lǐng)域合作的典型。這項(xiàng)應(yīng)用具體表現(xiàn)在修復(fù)破損古陶瓷和創(chuàng)新古陶瓷展示方式上，一方面可以保證古陶瓷修復(fù)工作的順利進(jìn)行，帶動(dòng)我國(guó)陶瓷事業(yè)與文物保護(hù)的發(fā)展，另一方面可以促進(jìn)虛擬仿真技術(shù)及新媒體技術(shù)行業(yè)的發(fā)展。隨著科技的不斷進(jìn)步，虛擬仿真技術(shù)研究將得到更多的關(guān)注，為中國(guó)的文化建設(shè)添磚加瓦。

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作者簡(jiǎn)介：饒鑒（1980—），男，湖北武漢人，博士，教授，研究方向：視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)。