历时两年，20台3D打印机打印了一年，云冈大佛“走”出石窟

云冈石窟艺术馆12月16日在山东青岛城市传媒广场揭幕，借助3D打印技术，历时两年，20台3D打印机打印了一年，云冈石窟最大的第3洞窟“走”出千年石窟。据了解，云冈石窟第3窟西后室原比例三维打印而成，复制窟整体长17.9米，宽13.6米，高10米。艺术馆内正面是阿弥陀佛、观世音和大势至菩萨三尊像，主尊阿弥陀佛高10米，两侧菩萨高约6米。

　　

云冈石窟研究院与浙江大学采用三维激光扫描技术与多图像三维重建相结合的工作方法，重建了云冈石窟第3窟的彩色三维模型，而后引入国内自主研发的高精度3D打印机，复制文物本体的所有细节，达到了高精度还原。第3窟是云冈石窟最大的洞窟，又名“灵岩寺”。文献记载，北魏灵岩寺可容纳三千余人，规模浩大。窟内留下的分割、揭取岩石的遗迹，是了解古代石窟开凿方法的珍贵实物资料。

位于山西大同的云冈石窟距今已有1500余年的历史，现存主要洞窟45个，大小造像51000余尊，是中国规模最大的石窟群之一，2001年被列入世界遗产名录。“这些复制的大佛几乎辨不出真伪。”观众称赞。云冈石窟研究院院长张焯介绍，云冈石窟第12、18窟的复制工作目前正在进行，将使用更先进的可移动、可拆装复制技术，计划明年赴日本展览。

准确地讲，复制云冈石窟第3窟，需要进行7道以上的工序。浙江大学文化遗产研究院副教授刁常宇表示，这样的复制技术，要采用三维激光扫描技术与多图像三维重建相结合的工作方法，重建云冈石窟第3窟的高保真彩色三维模型。而后通过引入国内自主研发的高精度3D打印机，通过计算机三维激光扫描技术结合3D打印铸模技术，复制文物本体的所有细节，达到文物材质以及色彩纹理上的高精度还原。最后，为了确保与文物本体的质感一致，还要使用机械拼装、泡沫填充、拼缝处理、喷砂上色等工艺，最终才能形成原尺寸、高保真的石窟复制品。

简言之，先要对洞窟进行数据采集，从不同位置、不同角度进行激光三维扫描，然后针对这些照片成立三维数据库，输出一个准确的模型，最后通过3D打印的机器打印出来。刁常宇介绍，因为洞窟体型巨大，打印机都是特制的，“我们用的打印机也是国内自主研发的，足足用了20台打印机，打印了一年之久。”

听到这里，你是不是以为拼装好就完事了？其实啊，还有最重要的工作，那就是还原洞窟和大佛造像的真实感。“因为体量大，还得加固；为了体现真实感，还要上色，这些都是非常考验技术的工序。”刁常宇介绍，在青岛城市传媒广场内组装这尊大佛的洞窟，花了3个月的时间，用了10吨支撑的结构件，而最关键的环节则是上色。

刁常宇说：“市面上的彩色打印技术都很单一，它只能确保物体形制上类似，却无法保证一模一样。云冈石窟距今有着1500多年的历史，那种沧桑感，以及砂岩被风化的颗粒感、斑驳感要准确地体现出来，这不是一件容易的事情。为了解决这个问题，我们对复制品进行砂岩涂色，这是一种特制的涂料，假如观众近距离欣赏复制品，都能以假乱真，以为那就是砂岩打造的石窟。也正是如此，会让公众有身临其境的感觉。”

复制出的石窟整体长17.9米、宽13.6米，主佛高10米，是世界上首次使用3D打印技术实现的大体量文物复制工程，这足以申报吉尼斯世界纪录。而在这背后，也请大家记住这组数字：采集10000张石窟照片，打印了842块模型，安装了3个月，最终实现了云冈石窟成功“搬家”。
3　未来还有哪些大动作？提出新课题，让石窟“闯天涯”

据张焯透露，云冈石窟和武汉大学、浙江大学文化遗产研究院、北京建筑大学等机构，集成全国的技术人才和力量，正在对国内大型石质文物数字化制定行业标准。也正是其成功实践，吸引了龙门石窟、四川大足石窟等知名文博单位的目光，有意将此进行推广，从而惠及更多的文物部门。

而对于云冈石窟而言，前行的脚步并没有停歇，目前他们仍然在继续进行新的石窟复制工程，包括与浙江大学文化遗产研究院合作复制第12窟，与北京建筑大学合作复制第18窟。“前几天，北京建筑大学开了个论坛，敦煌研究院第三任院长樊锦诗先生看到了正在拼装的第18窟，喜欢得不得了，专门在复制品前拍照留念。”张焯非常自豪，因为敦煌研究院曾经率先实践数字化和3D打印技术，这回见到云冈石窟的3D打印成果后，赞不绝口，深深叹服，这是对云冈最为荣光的一种肯定。

该项目历经方案论证、数据采集、数据处理、3D打印、结构体设计施工、打印件拼装、光源设计安装、喷砂上色等工序，历时两年完成。复制窟整体长17.9米，宽13.6米，高10米，是世界上首次使用3D打印技术实现的大体量文物复制工程。窟内既有气势宏大、雕刻精美的造像，也有完整的石窟形制，同时还原了石窟历经千年风化的痕迹。这也标志着中国大型石质文物的数字化全息高保真记录已达到复原水平。

据了解，目前可移动的云冈石窟第12窟、第18窟的复制工作正在紧张进行中，这是在第3窟复制技术上的又一次创新。未来，可移动的云冈石窟复制窟、多人互动云冈石窟VR系统，将携带着中华文明过去和现在的信息，走出中国，走向世界。

来源：山西日报
延伸阅读：
3D打印精确复制，助庄严佛像走出云冈石窟