武當山琉璃官窯傳統工藝的數字化保護與應用

穆波 張鈺

（武漢工程大學藝術設計學院，武漢 430205）

目前，交互性、多感官性的信息傳播方式正逐漸替代傳統的圖文說明和實物展覽[1]，傳統的文物展示方式已不再滿足時代發展與公眾的需求，合適的文物展現手段與方式能夠幫助公眾深入了解文物背后的故事。武當山琉璃官窯燒制的琉璃建筑構件主要是用于明代武當山建筑群的修建，隨著琉璃官窯的發掘，有關琉璃官窯與琉璃瓦的文化也急需傳承與發揚。數字化時代是繼工業時代和信息時代之后的一個新時代[2]，文章結合當下流行的VR 虛擬現實技術，打造生動的琉璃瓦燒造場景，以便捷的操作方式，推動武當山琉璃官窯的文化傳播，吸引更多人來體驗琉璃瓦制作工藝，達到傳承文化的目的。

1 武當山琉璃官窯研究現狀

武當山琉璃官窯遺址位于湖北省丹江口習家店鎮龐灣村，是目前為止在我國發現的保存完好的第五座明代官窯遺址，該窯廠為專屬皇家琉璃窯廠，此處的琉璃建筑構件主要用于當時武當山建筑群的營建活動。在紫禁城600 年大展上，三件出土于武當山琉璃官窯遺址的琉璃建材亮相大展。從歷史文化傳承來看，武當山琉璃瓦的展出是對傳統文化的守護與展望，守護的是武當山建筑群中已被發掘和未被發掘的琉璃官窯遺址，展望的是能夠發掘更多可以運用于傳統文化研究和現代應用的線索與元素。有關明代琉璃官窯的發掘數目較少，據相關文獻記載，已發掘的窯址有明代南京聚寶山琉璃窯、南京雨花臺窯崗村明代琉璃窯址等。除了南京外，還在安徽的當涂縣也發掘出了明代的琉璃窯址。在考古研究方面，目前有關武當官窯遺址的研究，有與明代五龍宮、玉虛宮琉璃構件以及瓦件文字進行實物并聯考證的研究[3]，和對龐灣琉璃瓦樣品進行顯微結構觀察的研究，此研究驗證了龐灣遺址琉璃瓦的高規格性[4]。隨著對琉璃瓦官窯發掘的深入，關于琉璃瓦的研究也在逐步成型。

2 武當山琉璃官窯傳統工藝數字化的意義

2.1 實現文物多元化展示

在信息發展和資源共享的時代，隨著虛擬現實技術與數字化技術的快速發展，傳統場館的展示設計理念早已無法滿足時代的要求[5]，傳統的文物展現方式會使觀眾只是走馬觀花，并未對文物深入探索，在這樣的環境下，文物展覽的目的與效果沒有被最大程度地發揮出來。在數字技術的作用下，產生了不同領域的數字產物，數字化時代的發展讓藝術的表現方式從二維空間轉化到了多維空間[6]。其中，虛擬仿真技術更適合用于改變傳統的文物展現形式。如今，虛擬現實技術在世界范圍內已經有了很廣泛的發展[7]。許多年輕人已經掌握信息技術的使用，文化的數字化顯得尤為重要[8]。將數字化技術運用到文物的展示上，讓文物可以不拘泥于在特定的地方展示，一套VR 設備就能讓觀眾近距離接觸文物，這使參觀地點不必是博物館，可以是教室、公園、商場等。

2.2 傳承琉璃工藝文化

傳承和發展的重要意義在于實現文化自信，是中華民族的偉大復興不可或缺的重要精神支柱[9]。虛擬仿真技術的應用，不僅能讓人體驗琉璃瓦的制作過程，也是對琉璃瓦制作工藝的一種保護，即使有一天因為某個原因，琉璃官窯不復存在，那時的人們還能夠用VR 還原它的制作場景，展示其中所用到的傳統手工業設備與工具，使這種文明永續地保存下來。虛擬現實技術與文化的結合，是傳統文化傳承的新篇章，對社會發展具有重要價值[10]。

3 武當山琉璃官窯的傳統工藝的數字化保護與利用流程

武當山琉璃官窯傳統手工藝的數字化保護與利用，建立數據庫是一個重要方法，數據庫的建立為實現武當山琉璃官窯傳統手工藝的數字化打下基礎，為還原燒造場景提供可能性。有了數據庫的數據支撐，就能對數據庫的內容進行可視化設計，再根據武當山琉璃官窯的燒制過程，設計體驗流程。在進行數字化設計前確定實施流程包括工藝背景分析、工藝數據庫的搭建、工藝數據的可視化三方面。

3.1 工藝背景分析

結合武當山琉璃官窯的實際情況，分析其中需要表達的文化內涵與需要傳承的手工藝制作方法，根據需求提出具有針對性的保護與利用方案。武當山琉璃官窯是少數已被發掘的明代琉璃官窯之一，琉璃瓦燒制技藝是目前急需保護和恢復的中國傳統手工技術，除了讓有經驗的工匠去傳承琉璃制作的工藝之外，讓更多的人群接觸到這一工藝并且去學習傳承它，也是非常重要的。而由于場地、設備的局限，對于此類工藝感興趣的人群，也較難有機會親手體驗制作的過程，即使有一定物質條件，由于實操的技術性門檻，體驗者難以短時間內見到成效，而淺嘗輒止。這些因素都阻礙了喜愛傳統工藝的人群進一步探索的腳步。數字化技術和虛擬仿真技術的應用則能將條件的限制最小化，專業的VR 硬件設備和有限的場地，就能讓人體驗到傳統制作工藝的樂趣。琉璃瓦的制作可以借助虛擬仿真技術，還原完整的琉璃瓦制作流程，借助VR 設備的虛擬場景體驗，實現現實中難以做到的工作。此外，虛擬仿真技術的普及與應用也為復原琉璃瓦燒制技藝提供了一種全新可行的思路[11]，讓更多的人能夠近距離地接觸與了解武當山琉璃官窯的傳統手工藝。

3.2 工藝數據庫的搭建

深入琉璃官窯遺址進行考察，結合考古發掘資料測算、預估窯門、窯膛尺寸；將出土琉璃瓦構建分類梳理，記錄種類、顏色、尺寸等信息；尋訪當地陶瓷手工藝人，結合史料與琉璃瓦制作工藝，確定武當山琉璃官窯制作的工具與流程，為后期進行數字化保護與利用做好準備。數字化保護與利用的過程中需要輸入要還原的物體的尺寸，盡可能多地將武當山琉璃官窯的各種物品數據采集好加入數據庫，為VR 虛擬展示提供更多可選擇使用的信息。

制作工具是琉璃瓦制作工藝的載體，琉璃瓦是制作工具制作的結果。現存明代五龍宮、玉虛宮琉璃瓦標本質量仍屬上乘，瓦聲敲擊清脆，瓦胎厚重，瓦色為淡赭黃色，釉色深穩圓潤，高倍放大鏡可看到釉面龜裂現象，由此可見琉璃瓦制作工藝的精湛[12]。琉璃瓦的制作過程復雜且耗時較久，運用合適的制作工具不僅能提高工作效率，更能保證琉璃瓦的制作質量。經過實地調研，拍攝了武當山琉璃瓦的制作全流程，每一個制作步驟運用到的工具也不同。每一項步驟都有專門的技藝者負責操作。通過搭建武當山琉璃官窯的工藝數據庫，完整地呈現琉璃瓦的制作過程，深入每一個制作環節，有效的保留、傳承這項珍貴的傳統手藝。琉璃瓦的制作工具材質以木質材料為主，金屬材質的多為鐵制品，特點是原料易得，制作工藝簡單。武當山琉璃官窯所燒制琉璃瓦的制作技術含量高，物件精美，是為皇家建筑所用，通常需要有經驗的技藝者進行制作，從選料、制坯，再到素燒、上釉、再燒，最后檢驗成品。

3.3 工藝數據的可視化

通過搭建數據庫，借助數字化技術，實現武當山琉璃官窯傳統工藝的制作流程的可視化。通過導入圖像數據等信息，將平面化、文字類的信息轉化成具有視覺效果的形式，從而向觀眾展示武當山琉璃官窯的獨特魅力。數據庫內容包括：工作場景搭建，例如練泥室、操作間、曬坯場等；文字信息的圖文、表格；窯爐與工具的尺寸等。系統設計部分，確定好操作界面的設計規范、字體規范、背景圖片、交互按鈕標識、對話框等內容。將風格樣式進行統一化處理，使操作系統具有統一性和美觀性，增強用戶的體驗感。

數據處理方面，根據數據的類型進行分類，導入數據庫。將不同狀態的泥料、窯爐溫度數據、火焰顏色、工具等依據制作流程一一對應，制定出體驗者在虛擬體驗過程中的操作與互動的標準，將所收集的數據嵌入相對應的環節，有效利用數據。運用三維技術處理武當山琉璃官窯的相關數據，搭建體驗者所需的虛擬場景，在平面軟件中繪制好場景圖、工具圖以及互動動效等，導入三維軟件進行場景生成，反復模擬可能發生的用戶行為，以檢測數據處理的完整度。

操作規范測試方面，針對每一步操作設定操作規范，設定操作正確反饋與操作不當反饋，并能夠進行提示或教學演示；導入詳細的操作和燒造過程信息表現和數據，設定各個步驟使用不同工具后，陶泥的形態變化、不同溫度下窯爐氣氛狀態調節以及燒成品隨機效果展示等。所有操作均符合規范后即可投入使用。

4 武當山琉璃瓦制作工藝的數字化實踐

用數字技術建立武當山琉璃官窯傳統手工業設備與工具數據庫，并運用虛擬仿真技術進行操作演繹，最主要的目的，就是能讓體驗者可以全身心地投入到傳統的琉璃瓦制作過程中去。琉璃瓦燒制過程較為復雜，在不同制作階段需要用到不同的工具，因此，VR 模擬的每一個板塊的內容也不相同。在實際操作的過程中，把重心放在對傳統工具的使用上，目的在于讓體驗者認識每一項制作工具，并能夠正確地選擇、使用工具。基于琉璃瓦制作流程的數字化實踐步驟如下。

4.1 體驗煉泥、制坯

體驗前準備：佩戴VR 眼鏡。出現操作主界面，如圖1 所示，需首先選擇模塊一：煉泥、制坯場景模塊。第一步，虛擬場景中，用動畫效果展示泥塊捂悶五天的過程，通過VR 眼鏡，體驗者可以清晰地觀察捂悶第一天到捂悶第五天制瓦土的變化。第二步，體驗者根據畫面提示選取制瓦土，用傳統捫殺、腳踩的工具，根據屏幕指示的方式煉泥。第三步，進入煉泥場景，隨著眼前的步驟指示行動，完成前三次煉泥，移動道具將泥土移至室內場景，再次進行三次煉泥動作。第四步，體驗者將煉好的泥料按需要的尺寸攤平，在虛擬工具箱中選擇合適的工具，如圖2所示，根據投影指示，將泥料切割成厚薄均勻的泥坯。第五步，將泥坯轉移到傳統的瓦匝子上，選擇瓦拍子工具，將泥坯拍平成影像展示效果。第六步，根據畫面提示，用工具箱中的金屬薄片切下多余泥坯。第七步，移動瓦匝子至室外場景，放平后，卷曲抽出瓦匝子，瓦匝子自動歸入工具箱。第八步，選擇瓦劃子工具，沿畫面顯示的虛線分割線將濕坯劃成四塊，濕坯制作完成，并自動歸入材料包。此時根據畫面提示，進入下一場景。

圖1 虛擬主界面示意

圖2 工具箱界面示意

4.2 體驗制作筒瓦、瓦當

第一步，將筒瓦制作工具在操作界面根據提示依次序組裝。第二步，在操作界面可選擇筒瓦模具，在材料包中取出四分之一的泥坯放入選好的模具內。第三步，選擇襯布工具，將襯布鋪好，用木錘工具錘實，選擇小刀將多余的部分切除，并修整。第四步，在材料包中，選擇一塊泥料，加水和成新材料稀泥。第五步，選擇七齒木梳工具劃毛勾頭粘接處，涂上稀泥，以便粘接牢固。第六步，用力按壓勾頭磨具，使之與筒瓦劃毛處吻合，選擇刀具去除多余的瓦泥。第七步，在工具箱中拿出托盤，使用托盤將制作好的勾頭筒瓦從模具里起出來，轉移到架子上，拿掉襯布，將襯布歸回工具箱。第八步，從材料包中選擇大小適中的軟泥餅放入陶具，拓印出清晰的紋飾。第九步，選擇鋼絲鋸工具掛掉多余的軟泥，放到場景指示位置晾干，晾干后形態和顏色會發生改變。第十步，根據畫面提示，從材料包中選擇筒瓦，與晾好的瓦當粘接。完成這一步驟后，跟隨畫面提示進入下一場景。

4.3 體驗制作滴水

第一步，工具箱內選擇滴水模型，材料箱中取出一塊軟硬適度的瓦泥放入模具，用力拍打壓實。第二步，用刀具去除多余的瓦泥，連同模具放到畫面指定區域等待晾干，當晾至一定硬度時會發出提示。第三步，將晾好的模具起出，與板瓦粘接，放入材料包。第四步，選擇刀具將瓦片切割下來，根據畫面指示，放到跟瓦片曲度相同的架子上去，等待晾到合適硬度。第五步，從材料包中取出剛才制作的滴水頭，將它們粘接起來。第六步，用刀具根據畫面打出的虛線分割線，沿線切割出大約傾斜20 度的板瓦大頭。第七步，選擇七齒木梳工具將板瓦粘接處劃毛，選擇稀泥涂抹在粘接處進行粘接。第八步，從材料箱中選擇軟泥條粘在連接處粘牢。第九步，選用七齒木梳在板瓦和滴水連接處劃毛，用稀泥工具涂抹。第十步，粘上軟泥條，選擇刀具對照畫面效果圖步驟修整瓦面，切齊瓦邊，滴水制作完成，歸入材料包。進入下一場景。

4.4 體驗制作梢頭

第一步，在材料箱中選擇一塊濕泥。第二步，從工具箱中選擇喜歡的梢頭模具，將濕泥放入模具，用木錘工具錘實。第三步，選擇鋼絲鋸工具去除多余的部分，制成梢頭泥板。此時畫面會顯示正確的梢頭尺寸。第四步，根據顯示，將泥板切割為梢頭尺寸。第五步，選擇七齒木梳工具劃毛粘接處，涂上稀泥，按照梢頭現狀進行粘接。第六步，粘接好自動進入雕刻場景，有多個梢頭紋飾的模板可供選擇，只需使用刻刀工具，沿著模板線路切割即可。第七步，切割完畢后，生成挖空模型，放入指定區域晾干。隨后進入下一場景。

4.5 體驗高溫素燒、施釉

傳統燒制過程，胎體放入窯爐后，直接等待燒好后的成品，但在VR 虛擬仿真實踐場景中，體驗者可以看到坯體燒制的過程。第一步，將胎體放入窯爐后，根據提示調制窯內溫度，有三個選項可選：940度、1 040 度、1 140 度，需要選擇正確的選項（1 140度），才能繼續下一步驟。現實燒制需要10 小時，在虛擬場景中，只需要10 秒，在這10 秒中，體驗者能看到窯內火焰、坯體顏色等的變化。第二步，在材料包中選擇稀釉，按照畫面提示，將稀釉均勻的澆到燒好的坯體上，再次放入場景中的窯爐內。第三步，選擇燒制溫度，同樣有三個選項可選：750～790 度、790～850 度、780～810 度。需要選擇正確的選項780～810 度，才能繼續下一步驟。現實燒制時長六小時，虛擬場景將時間壓縮為6 秒，同樣地，可以在這6 秒中觀察坯體燒制過程的變化。第四步，等到12 小時（12 秒）后，開窯取出燒好的琉璃瓦，放到展示區儲存。所選模具不同，每個人制作出來的樣式也各不相同。

5 結語

武當山琉璃官窯傳統手工藝的數字化保護與利用對于當代研究琉璃瓦制作工藝有著重要意義，也會為傳統陶藝制作工具的研究提供更多便利，彌補這方面的空缺。數字化信息技術與虛擬仿真技術的應用，更有利于推進對傳統手工藝與手工業設備的研究與應用，通過虛擬仿真技術，可以讓琉璃官窯的制作流程完整地展現出來，讓體驗者們身臨其境，極大地激發體驗者們對傳統手工藝和琉璃瓦制作的興趣。