基于3D打印的敦煌醫學文創產品開發＊

魏 丹，謝舒婕，任 真

（甘肅中醫藥大學信息工程學院，甘肅 蘭州 730000）

1 概述

敦煌醫學是敦煌學的一個重要分支，是一門整理并研究敦煌遺書、敦煌壁畫及其他敦煌醫藥史料的學科。其研究不僅大大豐富了古絲綢之路的醫藥學術成就，同時也向人類展示了敦煌藝術之美、文化內蘊之豐富以及中國古代勞動人民的聰明智慧。尤其是絢麗多彩的敦煌壁畫醫學，更集中展示了中醫文化、宗教信仰、文化交流、大眾心態、建筑藝術、彩塑藝術等文化內容，可以說敦煌醫學是一個彌足珍貴的文化寶藏。然而目前敦煌醫學文化卻面臨著很難走出去的尷尬局面，一方面由于地域限制和重視不足等因素，制約著人們無法深入了解和認識敦煌醫學文化；另一方面由于傳承手段單一，推廣平臺技術落后，使得敦煌醫學難以充分展現其文化魅力，無法達到應有的影響力。

文化創意產業是文化、科技和經濟融合的新興產業，進入21 世紀以來，它憑借極強的產業滲透力、影響力和輻射力，成為國家經濟發展的新動力，其發展規模和影響程度已經成為衡量一個國家、地區或城市綜合競爭力的重要標志。甘肅地處經濟欠發達地區，文化創意產業項目的開發與轉化尚處在一種低層次徘徊的發展狀態，這與甘肅深厚的文化底蘊極不相稱。因此，發掘并利用敦煌醫學文化，開發并轉化敦煌醫學文化創意產品，不僅對繼承敦煌醫學文化精髓、弘揚中醫藥傳統文化具有重要意義，也對甘肅文化產業的發展有著巨大的推動作用。

3D 打印技術作為蓬勃發展的新興技術，目前已被廣泛應用于科學教育、文化推廣、休閑娛樂、建筑設計等領域。其顯著優點是：化抽象為具體，具有極強的表現力和無限的設計空間；形式豐富、手段靈活多變，能夠較好解決目前敦煌醫學文化傳播困難、表現力不足的問題。如果將敦煌醫學中的豐富的文化符號和知識元素提取出來與3D 打印技術相結合，將使傳統文化與現代科技碰撞出耀眼的火花，利用3D 建模軟件的設計將敦煌醫學文化元素變得更加生動形象，將兩者整合與創新，設計出一系列既符合現代審美需求又兼具有實用功能的文化創意產品，將使人們跨越千年百年的時空，在科技發達的今天，也能夠回溯歷史，品味敦煌的文化精絕。

2 3D 打印技術的具體介紹

3D 打印技術全稱“3D 立體打印技術”，最早出現于20 世紀90 年代中期，它屬于快速成型技術之一，別稱“增材制造”。自3D 技術問世以來，在其幾十年的發展歷程中，不斷被應用于各個領域，產生了許多可行且實用的作品。2010 年11 月，美國Jim Kor 團隊打造出世界上第一輛由3D 打印機打印而成的汽車Urbee，這輛汽車的車身覆蓋材料及內飾均由3D 打印而來，Jim 等人開著它從紐約前往舊金山，充分展示了3D 打印在生活中實際運用的可行性，對3D 打印的發展有著重大意義。2011 年8月，南安普敦大學的工程師們還開發出世界上第一架3D 打印的飛機。在后續的發展中，3D 打印在醫學界同樣取得了舉世矚目的成就。2012 年11 月，蘇格蘭科學家利用人體細胞首次用3D 打印機打印出人造肝臟組織，這也為后續3D 打印的一系列成就奠定了基礎。2018 年12 月10 日，俄羅斯宇航員利用國際空間站上的3D 生物打印機，設法在零重力下打印出了實驗鼠的甲狀腺。2019 年4 月15日，以色列特拉維夫大學研究人員以病人自身的組織為原材料，3D 打印出全球首顆擁有細胞、血管、心室和心房的“完整”心臟，這是應用3D 打印技術實施人類器官仿制的又一重大突破性成果。而在我國成功發射的長征五號B 運載火箭上，也搭載著新一代載人飛船試驗船，船上也搭載了一臺“3D 打印機”，這是我國首次太空3D 打印實驗，也是國際上第一次在太空中開展連續纖維增強復合材料的3D 打印實驗。除此之外，3D 打印在國際空間，海軍艦艇，房屋建筑等均有著許許多多成功的應用實例。

3D 打印的工作原理和普通打印并無差別，技術方面主要運用3DMAX 等軟件制作數字模型為打印基礎，然后根據所要打印的物件選取具體材料，利用光固化和紙層疊技術實現快速成型，最終把電腦上的非實物藍圖轉化為可用實物。3D 打印作為新興的技術，相比于其他傳統的制造技術具有許多明顯的技術優勢，如：制造復雜物品成本較低，產品豐富且多樣化，設計空間可無限拓展，打印材料組合自由，實體復制精確清晰，副產品少，符合環保要求等。

3 敦煌醫學的3D 文創產品開發

3.1 元素提取刻畫嫁接

提到敦煌，人們首先會想到“天衣飛揚，滿壁風動”的飛天，以及包含著山川景物、亭臺樓閣、山水花鳥的精美壁畫和塑像，其實敦煌壁畫更有反映古代勞動人民進行生產生活的各種場面，集中展示著中醫文化、宗教信仰、文化交流、大眾心態、建筑藝術、彩塑藝術等文化內容，這些素材都可以與文創產品的設計融合起來，讓一千多年的中華傳統文化、民俗風貌、歷史變遷能夠藝術的再現出來。

將傳承中醫藥文化的常見中醫用品，如熬藥的藥罐，裝藥的藥瓶、藥箱、藥柜，針灸的銀針、裝針的盒子，抓藥的秤，碾磨藥材的藥碾等，與敦煌文化的元素相結合，如敦煌飛天形象，藥師佛形象，以及象征清潔的蓮花形象等。

3.2 產品3D 打印

產品設計流程（如圖1 所示）。

圖1 產品設計流程

3.2.1 初步建成模型

利用建模軟件（如3DMax 和Maya）對需要設計的產品先做出大致模型，這是最基礎的工作。首先要對所需物品設計出精確的圖紙，有些物品要整體設計有些物品要分部位分解進行，像藥瓶這樣對稱的只需設計一面，對瓶底瓶口的口徑，整個瓶身各的寬高做出合適的比例；而像藥碾，藥柜這樣稍顯復雜的則需要對各個部分都進行詳細設計，保證在建模時各部分能夠拼接在一起，同樣也是要做出合適的比例，保證產品美觀大方。其次就是利用建模軟件建模，有了圖紙的保障，建模時將圖片導入就可以按照圖紙進行建模，對于藥瓶，在三視圖完全一樣的情況下建模也顯得十分簡單；在技術熟練的情況下，即時稍微復雜一點的模型也會得心應手。

3.2.2 敦煌元素的融入

在大體模型已經完成后，就需要對模型進行精雕細琢了，這時的模型需要更多的細節，細節的雕刻，就需要足夠多的面，才能達到理想的效果。但在沒有辦法把握最合適的面的情況下，會造成面的浪費，此時就需要對模型進行簡化，可以用高精度下雕刻好所有的細節，然后再進行減少面。此時需要另一種適用于雕刻的建模軟件ZBrush，它具有的細分功能十分強大，完全能夠滿足雕刻和繪圖的需要。

3.3 模型打印及上色

利用3D 打印機將建模完成的模型進行打印，首先要對不同產品的打印材料進行分類，例如裝藥類的瓶子就用陶瓷粉末或石蠟材料，藥柜主要用樹脂類材料及搭配其他復合材料，細節類的零件也要考慮其性能選擇合適的打印材料；產品打印成型后，就要到上色的步驟，但前提是還要對模型進行打磨以便于更好的上色。

4 總結

2019 年8 月，習近平總書記在敦煌研究院座談時講到：“要把敦煌文化傳承好，要通過數字化、信息化等高技術手段，實現敦煌文化藝術資源在全球范圍內的數字化共享。要引導支持各國學者講好敦煌故事，傳播中國聲音。”

而3D 打印技術作為一種新興技術，在數字化產業如此發達的時代，本身就具有巨大的提升空間。在未來的不斷發展中，若能更好的將其與敦煌醫學文化相結合，設計開發出既實用又富有文化底蘊的一系列文創產品，必將極大的推動敦煌醫學文化的傳承與傳播，創造出一系列“文化內涵博大精深，藝術形象美輪美奐”的作品，不僅帶動甘肅文化產業的繁榮發展，也讓幾千年來優秀的中醫藥傳統文化能更好的繼承發揚下去。