隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于社會(huì)工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域，為人們帶來前所未有的便利。在檔案保護(hù)領(lǐng)域，數(shù)字化技術(shù)同樣展現(xiàn)出巨大的潛力和價(jià)值，它的應(yīng)用為檔案的長(zhǎng)期保存和傳承提供了新的解決方案。北京市檔案館藏有一批北平和平解放后北平市委會(huì)的木質(zhì)印章，被視為重要的實(shí)物檔案。這些印章不僅是珍貴的文物，更是中華人民共和國(guó)成立的歷史見證。然而，由于木質(zhì)印章的保存環(huán)境要求嚴(yán)格，并且常需要用于展覽，會(huì)面臨損壞或丟失等風(fēng)險(xiǎn)。為此，對(duì)這一批木質(zhì)印章進(jìn)行數(shù)字化存檔和高精度實(shí)物復(fù)制顯得尤為迫切。本文以北京市檔案館館藏的北平市委會(huì)木質(zhì)印章為例，深入探討如何將現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)物檔案的高精度復(fù)制，以期為檔案保護(hù)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供有益借鑒。

一、館藏北平市委會(huì)木質(zhì)印章的主要問題

1949年1月31日，北平和平解放，隨后，北平市人民政府成立，取代了原國(guó)民政府時(shí)期的北平市政府。這些變化和沿革都可以在官方印章中得到印證，因此，北平市委會(huì)木質(zhì)印章在北京（平）市政府機(jī)構(gòu)設(shè)置與沿革的研究中具有重要意義。

由于年代久遠(yuǎn)，這些木質(zhì)印章面臨著一系列保存問題：一是材質(zhì)老化，木質(zhì)材料隨著時(shí)間的推移，不可避免地出現(xiàn)干裂、變形等現(xiàn)象，這些物理變化不僅影響了印章的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，也對(duì)其細(xì)節(jié)特征造成了損害；二是印章磨損，在長(zhǎng)期的使用和保存過程中，印章表面的圖案和文字由于摩擦和環(huán)境因素逐漸磨損，導(dǎo)致細(xì)節(jié)模糊，甚至部分圖案和文字信息丟失；三是顏色褪色，原有的顏色在長(zhǎng)時(shí)間的光照、氧化等作用下逐漸褪色，不僅影響了印章的美觀度，也降低了其作為歷史文物的研究和展示價(jià)值。

如果不及時(shí)使用專業(yè)的手段進(jìn)行保護(hù)，如防蟲、防腐、控制溫濕度等措施，這些木質(zhì)印章將面臨損壞甚至減損原有價(jià)值的危險(xiǎn)。實(shí)物復(fù)制既能夠?yàn)樵≌绿峁┯行У谋Ｗo(hù)措施，避免因展出和使用原件對(duì)其造成的進(jìn)一步損害，也可以滿足展覽、研究和教育等多方面需求。因此，對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化存檔和高精度實(shí)物復(fù)制迫在眉睫。

二、數(shù)字采集技術(shù)捕捉印章三維數(shù)據(jù)

在對(duì)北平市委會(huì)木質(zhì)印章復(fù)制的過程中，首先面臨的挑戰(zhàn)是處理印章表面的長(zhǎng)期磨損、部分印泥覆蓋印章表面，以及印章表面信息模糊等問題。我們采用數(shù)字采集技術(shù)，通過高精度三維掃描，對(duì)館藏的印章表面采取高分辨率的圖像采集、三維掃描、模型數(shù)據(jù)修復(fù)等手段，精確捕捉印章的形態(tài)和紋理特征，以解決這些問題。

1.對(duì)印章進(jìn)行高分辨率掃描和3D掃描。我們使用高分辨率相機(jī)和掃描儀對(duì)印章進(jìn)行多角度拍攝和掃描，記錄其外觀和印章表面細(xì)節(jié)，包括印章在長(zhǎng)期使用和磨損后的表面信息和紋理細(xì)節(jié)。這些圖像數(shù)據(jù)為印章的數(shù)字化提供了基礎(chǔ)，并為3D打印時(shí)的顏色匹配和紋理映射提供參考。為了精確復(fù)制印章的三維形態(tài)，我們采用三維激光掃描技術(shù)，這種非接觸式的掃描方法可以精確捕捉印章的立體形狀，包括細(xì)微的雕刻和凹陷部分。整個(gè)掃描過程確保實(shí)物印章不受損傷和變形，而且生成的三維模型具有可視化特性，方便在計(jì)算機(jī)上觀察和檢查各項(xiàng)參數(shù)與特征。

2.處理掃描后獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。我們對(duì)3D掃描后獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這些處理包括點(diǎn)云的濾波、配準(zhǔn)、分割和重構(gòu)，以確保獲取到精確的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，從而使生成的三維模型保持其完整性和原始狀態(tài)。這些處理能夠去除掃描過程中產(chǎn)生的冗余信息，并使印章的復(fù)雜結(jié)構(gòu)得到準(zhǔn)確的數(shù)字化表達(dá)。隨后，我們將這些點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入建模軟件中，如MAYA、3DMax、ZBrush等，建立木質(zhì)印章的三維模型。

3.虛擬修復(fù)與優(yōu)化。在木質(zhì)印章三維模型的建立過程中，通過觀察和分析三維模型，我們可以了解實(shí)物檔案的損壞程度，如裂紋、缺口和磨損等?；谶@些信息，使用三維軟件進(jìn)行逆推設(shè)計(jì)，制造出與原印章相同或類似的物品。在數(shù)字三維模型的基礎(chǔ)上，我們利用三維建模軟件對(duì)印章的裂紋和缺口進(jìn)行虛擬修復(fù)，彌補(bǔ)印章的損壞部分，優(yōu)化印章的表面，使其更加平滑和完整。實(shí)物檔案的破損痕跡等信息也直接保留在三維模型中，如需復(fù)制可直接調(diào)用。

4.數(shù)字三維模型的測(cè)量驗(yàn)證。在完成數(shù)字模型的建立和優(yōu)化后，我們通過與原印章的對(duì)比驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，包括尺寸、形狀和表面特征的對(duì)比，確保數(shù)字三維模型能夠真實(shí)反映原印章的特征。

三、3D打印技術(shù)復(fù)制實(shí)物印章

3D打印技術(shù)作為一種將數(shù)字化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為物理實(shí)體的制造技術(shù)，具有快速、精準(zhǔn)、可重復(fù)等特點(diǎn)，在復(fù)制北平市委會(huì)木質(zhì)印章的過程中發(fā)揮了重要作用。

1.3D打印數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。在進(jìn)行3D打印之前，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)切片預(yù)處理。要將優(yōu)化后的三維模型導(dǎo)入3D打印專用切片軟件中，進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理，包括模型的修復(fù)、支撐結(jié)構(gòu)的添加和模型的切片處理。切片處理是將印章的三維模型分解成一系列有序的二維層片，以便3D打印機(jī)逐層打印。

2.選定打印材料。針對(duì)木質(zhì)印章復(fù)制的需求，我們選擇了高精度的紅蠟3D打印機(jī)。紅蠟是一種低溫熔融材料，以其高精度和細(xì)膩的打印特性，特別適用于復(fù)制具有復(fù)雜紋理和精細(xì)細(xì)節(jié)的木質(zhì)印章。與傳統(tǒng)的打印材料相比，紅蠟材料具有更高的打印分辨率，3D打印實(shí)物表現(xiàn)出高質(zhì)量的還原效果，能夠更好地保留細(xì)節(jié)。此外，紅蠟材料易于后期處理，可以通過打磨、上色等工藝進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)制品的真實(shí)感。

3.3D打印設(shè)置。我們根據(jù)紅蠟材料的特性和印章復(fù)制的具體要求，設(shè)置合適的打印參數(shù)，包括層厚設(shè)置、曝光時(shí)間、打印速度、支撐設(shè)置等。根據(jù)不同木質(zhì)印章的數(shù)據(jù)，合理地設(shè)置不同的打印參數(shù)，才能夠確保打印過程的順利進(jìn)行，并保證復(fù)制品的質(zhì)量。表1是部分木質(zhì)印章3D打印設(shè)置參數(shù)。

4.3D打印實(shí)物的基本處理和評(píng)估。3D打印完成后，需要對(duì)打印出的印章復(fù)制品進(jìn)行基本處理，包括去除支撐結(jié)構(gòu)、表面打磨、清洗和固化等步驟，以確保復(fù)制品的外觀和觸感接近原物。打印實(shí)物處理完成后，還需進(jìn)行效果評(píng)估，通過與原印章對(duì)比，檢查復(fù)制品的尺寸精度、表面質(zhì)量、紋理和顏色等是否滿足要求。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，再對(duì)3D打印過程進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化甚至是迭代的重新打印。

四、仿真做舊工藝還原印章原貌

仿真做舊等傳統(tǒng)工藝被用來賦予復(fù)制品以歷史感和真實(shí)感，是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)要求極高的工作。仿真做舊技藝種類繁多，技法豐富，如打蠟、刮灰和沖刷等。針對(duì)印章表面的老化特征，如顏色變暗、表面磨損等，我們采用了多種做舊手法。

1.材質(zhì)模擬。由于3D打印材料與原始木質(zhì)材料在質(zhì)感上存在差異，我們首先對(duì)復(fù)制品進(jìn)行材質(zhì)模擬處理，通過添加特定的涂層和材料，調(diào)整復(fù)制品的表面質(zhì)感，使其接近原始木質(zhì)的觸感和觀感。

2.表面包漿及使用痕跡模擬。木質(zhì)印章經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)留下獨(dú)特的痕跡。我們通過手工雕刻和打磨技術(shù)，在復(fù)制品表面涂抹熱蠟、灰泥、油墨或印泥等做舊材料，然后用刷子或布?jí)K進(jìn)行擦拭，形成特定的老化和使用痕跡，包括細(xì)微的劃痕、磨損和壓痕，增強(qiáng)其歷史真實(shí)感。此外，還需模擬印章表面的油污和破損，這一過程俗稱包漿。通過使用特殊調(diào)配的油泥和顏料，我們?cè)趶?fù)制品表面仿制出歲月留下的油漬和污跡，同時(shí)通過手工打磨和染色技術(shù)，控制破損的程度和分布，模擬長(zhǎng)期使用導(dǎo)致的自然磨損效果。

3.色彩和紋理調(diào)整。由于實(shí)際制作過程中使用的材料和工具與原來的工藝存在差異，新制作的印章模型與原物在色彩和紋理上存在一定出入，因此需要使用特殊的化學(xué)處理方法，使復(fù)制品的木質(zhì)色澤和紋理更加接近原物。3D打印材料無法像木材那樣浸染各種染料，因此處理方式更接近于塑料制品的做舊手法。通過上色、噴涂和手工著色等技術(shù)，使復(fù)制品的色彩和紋理與原印章相匹配。為了更精確地還原原始質(zhì)感，我們對(duì)復(fù)制品進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化，包括對(duì)雕刻細(xì)節(jié)的清理、對(duì)顏色不均勻部分的調(diào)整，以及對(duì)任何可能影響視覺效果的缺陷進(jìn)行修正，使復(fù)制的印章模型在外觀上與原物更加相似。

在北平市委會(huì)木質(zhì)印章的復(fù)制過程中，現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)工藝的結(jié)合顯示了巨大潛力，取得了良好的實(shí)踐效果，這種結(jié)合不僅能更好地保護(hù)、保存珍貴的實(shí)物檔案，同時(shí)也為傳統(tǒng)工藝注入了新的生命力，兩者相得益彰，共同推動(dòng)實(shí)物檔案保護(hù)工作的開展。

作者單位：1.北京工業(yè)大學(xué)2.北京市檔案館3.華北地區(qū)國(guó)家重點(diǎn)檔案保護(hù)中心