3D建模在西藏文物遺產(chǎn)保護(hù)中的功用解析

【摘 要】3D建模是文物保護(hù)中的重要技術(shù)形式，對(duì)文物遺產(chǎn)保護(hù)起著重要作用。文章在闡述3D建模內(nèi)涵、特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合西藏文物遺產(chǎn)，從三維掃描、數(shù)字軟件、三維打印等幾個(gè)方面具體分析3D建模技術(shù)在西藏文化保護(hù)中的功用，旨在更好地促進(jìn)西藏文化保護(hù)工作的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】3D建模 西藏文物 保護(hù) 功用

我國(guó)擁有悠久的歷史，歷史文化遺產(chǎn)眾多，優(yōu)秀的歷史文物對(duì)研究古代歷史文化起著十分重要的作用，具有很高的歷史價(jià)值，是中華民族的重要標(biāo)志。伴隨社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，受自然、歷史等因素的影響，歷史文物受到了破壞，甚至還有一些文物流失到海外。文物是一種不可再生資源，一旦遭到破壞很難被修復(fù)。大量歷史文物流失，不利于歷史文化發(fā)揮其價(jià)值作用。為此，需要相關(guān)人員結(jié)合實(shí)際加強(qiáng)對(duì)歷史文物的保護(hù)。基于文物形狀、紋理、不方便接觸等方面特點(diǎn)，因而怎樣快速獲取文物模型成為文物保護(hù)人員需要思考和解決的問題。三維建模技術(shù)作為一種先進(jìn)的非接觸技術(shù)形式，對(duì)文物的保護(hù)起到了十分重要的作用。為此，在文物保護(hù)工作中需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)三維建模技術(shù)的應(yīng)用。

一、3D建模概述

3D是三維圖形的簡(jiǎn)稱，是通過計(jì)算機(jī)在平面中顯示的三維圖形。在真實(shí)的三維空間中，計(jì)算機(jī)營(yíng)造的物體世界很像一個(gè)真實(shí)的世界，在人眼近大遠(yuǎn)小的特點(diǎn)下會(huì)形成對(duì)物體的立體化感受。另外，基于計(jì)算機(jī)屏幕上色彩灰度的不同會(huì)給人眼帶來視覺上的錯(cuò)覺，加上色彩學(xué)知識(shí)的影響，三維物體邊緣的凸起部位還會(huì)顯示出高亮度色彩，凹下去的部分受光線的遮擋會(huì)顯示出暗色的特點(diǎn)。這一認(rèn)識(shí)被相關(guān)人員廣泛地應(yīng)用到網(wǎng)頁(yè)制作或者3D線條的繪制中，能夠充分顯示出理想的3D圖形效果。

3D建模主要是借助計(jì)算機(jī)以數(shù)學(xué)方法描述物體之間的空間關(guān)系。例如，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）程序可在屏幕上生成物體，使用方程式產(chǎn)生直線和形狀，依據(jù)它們相互之間及與所在的二維或三維空間的關(guān)系精確放置。應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)建模是為應(yīng)用程序確定、記錄、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和進(jìn)程要求的過程。這包括查看現(xiàn)有的數(shù)據(jù)模型和進(jìn)程，以確定它們是否可被重復(fù)使用，并創(chuàng)建新數(shù)據(jù)模型和進(jìn)程，以滿足應(yīng)用程序的獨(dú)特要求。

二、西藏文物遺產(chǎn)

西藏是我國(guó)文物古跡較為豐富的大省之一，現(xiàn)有2300多處文物古跡，包括布達(dá)拉宮、大昭寺、甘丹寺、扎什倫布寺、夏魯寺、薩迦寺和古格王國(guó)遺址等。除國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位以外，西藏還有48處自治區(qū)級(jí)文物保護(hù)單位和168處地縣級(jí)文物保護(hù)單位。

（一）布達(dá)拉宮

布達(dá)拉宮1961年就被列為全國(guó)第一批重點(diǎn)文物保護(hù)單位，得到了政府部門和中央地區(qū)的高度重視，并組織成立了專門的文物保護(hù)機(jī)構(gòu)。隨著西藏經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及布達(dá)拉宮的對(duì)外開放，國(guó)家和政府對(duì)布達(dá)拉宮保護(hù)的力度也越來越大，促進(jìn)了西藏地區(qū)旅游經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，發(fā)揚(yáng)了藏族文明。

（二）大昭寺

大昭寺是藏民心中最神圣的廟宇，也被人們稱作“祖拉康”“覺康”（藏語(yǔ)意為佛殿），位于拉薩老城區(qū)中心，是一座藏傳佛教寺院，為藏王松贊干布時(shí)建造。在以往除了高僧、貴族及四品以上的官員外，一般人是進(jìn)不了布達(dá)拉宮的，信仰藏傳佛教的藏民，求神拜佛最神圣的殿堂就是大昭寺。發(fā)展至今，大昭寺已有1300多年的歷史，在藏傳佛教中擁有不可替代的地位。大昭寺是西藏迄今為止發(fā)展最為輝煌的建筑形式，也是西藏發(fā)展最早的土木結(jié)構(gòu)建筑，并且開創(chuàng)了藏式平川式的寺廟布局規(guī)式。

（三）甘丹寺

甘丹寺是西藏格魯派六大寺院中地位最為特殊的寺廟，它是由藏傳佛教格魯派的創(chuàng)始人宗喀巴于1409年親自籌建的，位于拉薩達(dá)孜縣境內(nèi)拉薩河南岸海拔3800米的旺波日山上。旺波日山猶如一頭臥伏的巨象，馱載著布滿山坳、規(guī)模龐大的建筑群，充分體現(xiàn)出傳統(tǒng)藏傳佛教寺院建筑因地制宜。寺廟傍山而立，群樓重疊，巍峨壯觀。

三、3D建模在文物遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在社會(huì)科技的不斷發(fā)展下，3D建模技術(shù)被廣泛應(yīng)用到社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，在文物保護(hù)中也發(fā)揮了重要的作用。基于三維掃描技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文物展示中起到了重要的作用，在三維掃描技術(shù)的作用下能夠快速掃描、確定文物所在的位置，在最大限度上保證文物的基本形態(tài)，延長(zhǎng)文物的壽命。3D建模在文物遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，能夠快速無誤的獲取文物基本信息，為文物的收藏、保護(hù)、展示提供重要支持。在3D建模技術(shù)的支持下能夠在充分了解文物各方面信息的基礎(chǔ)上來模擬文物，從而在減少破壞文物和不改變文物基本狀態(tài)的情況下提取文物基本信息，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的有效保護(hù)。另外，對(duì)于比較大型的文物信息采集，3D建模技術(shù)能夠進(jìn)一步顯示出自身優(yōu)勢(shì)，提升文物保護(hù)工作的效率，充分彌補(bǔ)傳統(tǒng)二維文物掃描和拍攝的局限。第二，為文物復(fù)制技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展提供重要支持。文物復(fù)制的傳統(tǒng)方法是在原來器物的基礎(chǔ)上進(jìn)行，在這樣的操作下難免對(duì)文物本身帶來傷害，甚至還會(huì)帶來不可彌補(bǔ)的損失。3D建模技術(shù)以一種非接觸的方式能夠獲取全面的器物數(shù)據(jù)信息，之后再應(yīng)用復(fù)制技術(shù)獲取器物的數(shù)據(jù)信息，建立相應(yīng)的文物分析數(shù)字模型，并在先進(jìn)復(fù)制技術(shù)的應(yīng)用下獲得高精確度的復(fù)制品，在簡(jiǎn)化文物復(fù)制程序的同時(shí)減少了對(duì)文物本身的破壞。第三，對(duì)文物開展模擬修復(fù)實(shí)驗(yàn)。3D建模技術(shù)的應(yīng)用能夠在三維處理應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)上對(duì)器物數(shù)據(jù)信息進(jìn)行模擬修復(fù)，為文物的修復(fù)提供重要支持。

四、3D建模在西藏文物遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用

（一）數(shù)字軟件在西藏文物修復(fù)中的應(yīng)用

西藏文物修復(fù)工作主要是通過文物定點(diǎn)或者非定點(diǎn)的三維掃描對(duì)文物形態(tài)、材料和色彩進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)化操作，并將獲取的信息輸入到相應(yīng)的電腦系統(tǒng)中，建立新的3D立體化文物模型。基于三維立體模型的3D掃描具有很強(qiáng)的精確性，精準(zhǔn)度達(dá)到了0.001微米，技術(shù)人員在獲取信息之后能夠?qū)⑺@得數(shù)據(jù)信息錄入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并借助數(shù)字雕刻軟件來恢復(fù)文物文件，恢復(fù)原來破損的文件類型，提升文物保護(hù)和修復(fù)工作人員的工作效率。隨著社會(huì)科技的發(fā)展，數(shù)字軟件修復(fù)技術(shù)不斷豐富，出現(xiàn)了Pixologic Zbrush、Autodask Modbox等技術(shù)形式，將這些技術(shù)形式應(yīng)用到雕刻技術(shù)中能夠更好的進(jìn)行程序操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類信息的數(shù)字化整理，提升軟件應(yīng)用操作的自由度。

對(duì)于已經(jīng)生成的專業(yè)模式，根據(jù)專業(yè)化導(dǎo)入能夠?qū)崿F(xiàn)各類殘存線索的拼接處理，從而形成全新的文物保存模式形態(tài)。重新改善的拼接模式能夠?qū)ζ湫螒B(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將文物保護(hù)格式轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)常使用的OBJ專業(yè)模式進(jìn)行導(dǎo)入處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)模糊紋理的辨認(rèn)和分析。在應(yīng)用Zbrush軟件進(jìn)行模型雕刻操作之后，需要將模型放入到3dmax內(nèi)重新導(dǎo)出，獲取復(fù)原文物的位置信息。

（二）三維掃描在西藏文物數(shù)字信息存儲(chǔ)中的應(yīng)用

三維掃描技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)、機(jī)電等技術(shù)基礎(chǔ)上的，是能夠?yàn)槲矬w的外形和顏色進(jìn)行掃描的基礎(chǔ)形式，并能夠得到物體表面空間坐標(biāo)的先進(jìn)技術(shù)形式。在社會(huì)科技的發(fā)展下，三維掃描技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從二維到三維的全影像掃描轉(zhuǎn)換，且掃描設(shè)備的體積不斷縮小，攜帶更加方便。經(jīng)過改造后的三維掃描技術(shù)能夠和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)合，為西藏考古工作提供更多的支持，提升了掃描數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性。對(duì)于西藏文物館中已經(jīng)被破壞的文物，能夠應(yīng)用三維掃描技術(shù)對(duì)其存檔操作處理，并對(duì)文物信息進(jìn)行復(fù)制處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)文物遺產(chǎn)的有效保留。

（三）三維打印在西藏文物復(fù)制中的應(yīng)用

在進(jìn)行西藏文物修復(fù)的時(shí)候，怎樣復(fù)制出一模一樣的文物是工作人員需要思考的問題。在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，出現(xiàn)了越來越多的翻模技術(shù)形式，比如蠟像翻模技術(shù)。將這類技術(shù)應(yīng)用在文物保護(hù)中能夠減少對(duì)文物本身的破壞，實(shí)現(xiàn)對(duì)文物的有效復(fù)制。現(xiàn)階段，在文物打印工作中應(yīng)用比較多的是SLA技術(shù)，工作人員在完成數(shù)字全息技術(shù)掃描操作的時(shí)候能夠應(yīng)用專業(yè)的技術(shù)形式對(duì)文物進(jìn)行復(fù)制，保證掃描操作的精確度，將西藏文物的紋理、銘文等進(jìn)行清晰地復(fù)刻。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，西藏地區(qū)擁有豐富的人文資源，文物資源豐富。近幾年，文物保護(hù)工作被逐漸提上日程，在新的時(shí)代下，為了能夠更好地保證西藏文物的保存，需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)3D建模技術(shù)的應(yīng)用，從而有效提升西藏文物的保護(hù)效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)物質(zhì)文化遺產(chǎn)的有效繼承。

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三知加 西藏博物館