服飾文物在三維復刻中的色彩與質感呈現— 以清代宮廷服飾為例

汪潤東 夏胡澤慧

Wang Rundong，Xia Hu Zehui

北京服裝學院 北京 100029

Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing 100029

一、數字化文物修復概述

（一）虛擬世界的發展

2021 年作為元宇宙誕生，虛擬貨幣與虛擬藝術品等相關概念大行其道的重要時間節點，在人類傳播學方面有著重要的歷史性意義。元宇宙的誕生本質上探討的是虛擬與現實的關系以及虛擬時間對應現實世界的邊際和定義。這個重要的時間節點一方面證明了人類社會的技術和信息處理能力已經普遍達到了能夠高效率、低成本實現對虛擬世界的審美慣性以及數字孿生的基本需求的滿足這一水平；另一方面佐證了虛擬世界所代表的精神文明與情感價值在傳播學中不可替代的重要地位與勢在必行的實現趨勢。因此，在虛擬領域實現對于傳統文化遺產的記錄，修復與傳播對于新時代中華民族的文化自信建設而言至關重要。

從三維技術能夠實現較為逼真的視覺效果伊始，以美國為首的西方各國就開始建立屬于自己的三維數字資產庫。以Quixel 為例，其中以三維掃描的方式收錄了大量的美國特色地形與材質數字資產?，F在Quixel 已經成為了Epic 旗下最重要的數字資產庫，為虛擬領域的場景搭建提供強大的數字資產原動力。為電影《刺客信條：大革命》中需要制作的特效鏡頭而專門數字化的巴黎圣母院數字資產在其后巴黎圣母院遭遇大火襲擊，毀損嚴重的情況下為修復工作提供了極有價值的參考資料。以上案例都能夠看出來在所有數字化意識領先的國家，數字資產的組建，收錄和版權規劃都是一項正在快速完善的極為重要的工作。

然而虛擬領域的文化遺產數字化工作并不只是簡單的采用三維掃描就能實現的工作，承擔此項工作的團隊某種意義上需要在虛擬環境下重新的創作一遍文物在虛擬世界的映射。這一方面需要從技術角度深入探索如何能夠找到在實現成本上更為合理的工作流程，另一方面又要最大程度的展現虛擬文物的原貌。其背后要求的工作能力既包括對于中華傳統文化，中國工藝美術與傳統文物的保護與修復相關的深厚理論基礎，又包括對于最新的虛擬現實、數字化與三維視覺渲染相關的技術能力。這些工作內容的探索與理論化需要充足的時間與精力進行不斷的探索與嘗試。

（二）服飾類文物的虛擬修復研究

關于服飾類文物的虛擬修復研究，其中的主體為“服飾”。在故宮博物院的館藏文物中，服飾類文物是極其重要的能夠直觀且深刻的展示不同朝代，不同時期，不同階級的人民生活方式的一類文物。在中華民族過往漫長的歷史長河中，服飾作為衣食住行之首，不僅承擔了重要的功能性價值，還附著了大量的審美價值、民俗價值與政治價值。其中很多朝代的服裝都有著較強的裝飾性色彩，同時還是權力機關加強組織與管理的重要方法。在很多擁有悠久歷史的國家，傳統服飾都與當代人民的生活密切交融，在對傳統服飾的穿著與審美過程中，國民能夠充分體會到屬于自己民族歷史的文化氣息。然而由于綜合歷史等多方面原因，中國的傳統服飾在當代人民的生活中較少出現。近幾年年輕群體中涌現的“漢服熱潮”從另一個角度說明了中華民族的傳統服飾煥發生機的潛力以及傳播效果方面的魅力?？梢哉f傳統服飾是中華民族博大精深、淵遠流長的傳統文化照進當代人民的日常生活的一個窗口。

此外，在文物的展示過程中，從展示效果出發，服飾類文物的展示一直是所有類型的文物展示中永遠具有“缺憾”的一類文物。因為“服飾”的使命是“被穿戴”，任何一個時期、任何一種服飾的設計與制作都是以被穿戴為目的進行的，因此對于服飾的展示而言，無法穿戴在活動的模特身上則始終無法展示出服飾的整體風貌，而作為文物的服飾，出于對文物的保護，很難在日常的展示環節讓模特身著文物服飾以動態的方式展示給觀者。數字化的服飾類文物則可以打破這一桎梏，完美的解決服飾類文物無法進行穿戴和動態展示的問題?？梢栽O計出符合文物服飾尺碼和審美的數字模特，并且利用數字模特穿戴虛擬服飾類文物的方式進行多角度，多方位的動態展示，達到完美的展示效果。應在以上傳統服裝與服飾研究方向的基礎之上，對布料的三維仿真技術，柔體的動力學模擬技術等提供技術支持，將最好的資源匹配在國家博物館的服飾類文物的虛擬修復研究工作中。

因此，本次針對清代宮廷服裝的三維復刻實踐項目通過深入的研究與嘗試，針對故宮博物院的館藏文物中的三套服裝和兩件配飾完成了虛擬復刻工作，并且總結出了相對低成本高效率的服飾類文物虛擬復刻工作流程。

二、清代數字服裝的設計、修復與成品展示流程介紹

（一）對傳統服飾對象進行充分調研

從適用于工作營的研究方法上，本組將清代劃分成了早中晚三個時期分頭調研。本組同學將要針對自己所需要調研的時期找到一套或兩套適合的宮廷服飾搭配方案。確定好搭配方案后，將方案中涉及的單品的相關信息進行更細致的調研（例如針對某件服裝的剪裁，織繡工藝，圖案與寓意，使用場合等進行調研）。采用這種調研順序快速的鎖定在某一些具體對象的調研，而不是糾結于更寬泛的服制和工藝調研，能夠最大化的揚長避短，加強工作效 率；并且為了下一步的工作收獲更實用的調研成果。

（二）服飾類文物虛擬修復工作流程解決方案的基本思路

本研究的基本思路為以圍繞傳統文物修復的修復方法復合服飾類文物的制造工藝，刺繡工藝，印染工藝，剪裁工藝與配飾加工工藝等多方面內容的理論調研為核心的理論部分，結合適合的虛擬渲染與三維仿真技術手段的實踐部分，最終得到從實踐上可行性強，實現效果佳，從理論基礎上經得起傳統文物修復標準驗證的，嚴謹且科學的服飾類文物虛擬修復工作流程解決方案的基本思路。

要遵循以上的基本思路，則需要在傳統文物修復方面采用實地調研的方式深入到國家博物館的服飾類修復工作組進行修復方法的調研，同時結合服裝相關技藝的理論研究資料，明確服飾類文物的修復標準與修復流程。再將以上標準和流程投入到數字化的技術手段中，研討出合適的三維仿真技術用以達到或實現傳統服飾類文物的修復流程和修復標準。綜上所述，研究計劃將會以服飾類文物修復工作流程調研，虛擬修復技術探索，虛擬修復技術實現三個主要階段為核心展開。

從針對故宮博物院館藏服飾類文物的虛擬修復工作的工作坊─清代宮廷服飾數字化修復工作坊的工作成果來看，以合適的三維工作流程可以實現高度適配服飾類文物的三維仿真工作成果。通過已有的工作流程，已經可以高效的實現服飾類文物的高精度數字化復原和虛擬模特穿戴展示等目標成果。修復師可以通過一系列三維軟件結合GPU 模擬物理解算的工作方法將布料的質感，服裝的動態以及多角度的展示效果完美的實現在離線渲染的渲染環境中，工作的成果包括以《春歸倦讀圖》為藍本的清早期女性服飾復刻（如圖1 所示），清早期明黃色滿地云金龍妝化綢女棉龍袍復刻（如圖2 所示）。

圖1 《春歸倦讀圖》袍服三維復刻效果

圖2 明黃色滿地云金龍妝化綢女棉龍袍三維復刻效果

（三）數字服裝的設計與制作

采用文物復制的思路針對以上調研所確定的每套服飾進行設計與制作。在設計方面盡量采用調研成果中的數據嚴格進行剪裁與版片的設計，在制作方面盡力利用數字化的手段與方法最大程度的還原出服裝原本的織造工藝和服飾原本的鍛造工藝所造成的視覺效果，使成品盡可能貼近原版的色彩和質感（如圖3 所示）。

圖3 四套服飾的色彩提取與分析

（四）清代宮廷服飾數字化修復

從清代宮廷服飾的服飾特征出發，清代宮廷服飾作為滿清少數民族統治階級的服飾，同時具有中國傳統服飾、少數民族服飾與宮廷服飾的特征。從清代宮廷服飾的文物現況出發，由于清代距今相對歷史較短，保存完好的文物相對較多，能夠對標調研的資料相對較為豐富。

2021 年12 月，由本人帶領研究生團隊共同完成了針對故宮博物院館藏文物服裝的虛擬修復課題：清代宮廷服飾數字化修復研究的工作坊。在該工作坊中，可以時間為脈絡仔細梳理了清早期、清中期與清晚期的宮廷服飾在故宮博物院中的館藏情況，并且挑選出了每個時期具有代表性的館藏文物進行數字化修復與展示。

例子中選擇修復與展示的對象分別是代表清早期的宮廷畫家冷枚畫作《春歸倦讀圖》裝束（如圖4 所示）、清雍正時期的明黃色滿地云金龍妝花綢女棉龍袍（如圖5 所示），清中期乾隆時期的雪灰色緞繡四季花籃棉袍（如圖6 所示）以及清晚期孝定景皇后大婚的吉福紅色綢繡金雙喜萬字地五彩云蝠鶴八團龍鳳紋女棉袍（如圖7 所示）。

圖4 《春歸倦讀圖》與局部服飾細節

圖5 明黃色滿地云金龍妝花綢女棉龍袍文物照片

圖6 雪灰色緞繡四季花籃棉袍文物照片

圖7 吉福紅色綢繡金雙喜萬字地五彩云蝠鶴八團龍鳳紋女棉袍文物照片

與以上服裝相對應的，修復師選出了銅鍍金累絲點翠嵌珠石鳳鈿（如圖8 所示）與貂皮嵌珠皇后冬朝冠（如圖9 所示）兩件首飾，共計七件文物進行了數字化虛擬修復。

圖8 銅鍍金累絲點翠嵌珠石鳳鈿文物照片與細節

圖9 貂皮嵌珠皇后冬朝冠文物照片

為了完成對以上七件文物的數字化修復，本人與團隊從服裝的制造工藝，刺繡工藝，圖案提取，圖案文化背景，首飾的質地，首飾的加工工藝等多個維度進行了深入的調研，并 同 時 利 用Marvelous Designer，Substance Painter，Character Creator, iClone, Cinema 4D 配合Octane 渲染的工作流程，不僅以極高效率數字化修復了以上文物，并且設計組建了合適的虛擬模特，完成了符合清朝各時期風格的毛發系統設置，從頭到腳將這些虛擬文物穿戴到了虛擬模特的身上，實現了文物在虛擬世界的全方位“復活”。

（五）數字模特的制作

針對數字模特的身材做出調整，使其能夠充分的演繹出清代宮廷服裝穿著后的效果。（清代由于女性身材多較為清瘦嬌小，根據原始尺寸做出的服裝不能由過于高挑或豐滿的數字模特演繹）。針對數字模特的臉部模型與妝容進行調整，使其能夠充分展現出清代不同時期的審美，與清代服飾融為一體。（如圖10 所示）

圖10 數字模特的建模與綁定

（六）毛發與布料的物理解算

在結束數字模特的搭建與數字服裝的制作后，將服裝穿著在模特身上，再將模特的發型配合該服裝搭配的配飾梳理成合適的狀態，再進行毛發和布料的物理解算。在這一環節中可以為模特設計一些簡單的，符合中國審美的姿態與動作，讓服裝與服飾配合動作解算，以此來展現出數字服裝更為生動的動態美。（如圖11 所示）

圖11 數字模特的毛發與布料解算

（七）數字資產的渲染

將服裝與服飾按照其應有的質地逐一安排設置好合適的材質，再通過精妙的打光將其渲染成生動優美的靜態與動態畫面，達到對數字資產優秀的最終呈現效果。（如圖12、13）

圖12 數字模特穿戴虛擬服飾文物的渲染效果圖1

圖13 數字模特穿戴虛擬服飾文物的渲染效果圖2

將已完成的數字資產逐一進行渲染與匯總，再將其與調研方法，調研成果和整體工作流程一并進行總結與展示。

本課題的創新之處是擬采用一整套完善的三維渲染工作流程在保證嚴謹的復原品質的基礎之上移植到文物的數字化復原工作中。根據目前的調研成果，國內目前并沒有嘗試將此二者相互結合的先例，并且文物的虛擬修復從來沒有站在一個可以利用影視與數字娛樂中已被證實的視覺效果與渲染原理都非常成熟的一系列工作流程與體系中被看待與分析。從這一角度出發，本課題的研究方向是非常新穎且具有獨創性的。