服飾文物在三維復(fù)刻中的色彩與質(zhì)感呈現(xiàn)— 以清代宮廷服飾為例

汪潤(rùn)東 夏胡澤慧

Wang Rundong，Xia Hu Zehui

北京服裝學(xué)院 北京 100029

Beijing Institute of Fashion Technology, Beijing 100029

一、數(shù)字化文物修復(fù)概述

（一）虛擬世界的發(fā)展

2021 年作為元宇宙誕生，虛擬貨幣與虛擬藝術(shù)品等相關(guān)概念大行其道的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在人類(lèi)傳播學(xué)方面有著重要的歷史性意義。元宇宙的誕生本質(zhì)上探討的是虛擬與現(xiàn)實(shí)的關(guān)系以及虛擬時(shí)間對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的邊際和定義。這個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn)一方面證明了人類(lèi)社會(huì)的技術(shù)和信息處理能力已經(jīng)普遍達(dá)到了能夠高效率、低成本實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬世界的審美慣性以及數(shù)字孿生的基本需求的滿(mǎn)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(jià)值在傳播學(xué)中不可替代的重要地位與勢(shì)在必行的實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)。因此，在虛擬領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)于傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)的記錄，修復(fù)與傳播對(duì)于新時(shí)代中華民族的文化自信建設(shè)而言至關(guān)重要。

從三維技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)較為逼真的視覺(jué)效果伊始，以美國(guó)為首的西方各國(guó)就開(kāi)始建立屬于自己的三維數(shù)字資產(chǎn)庫(kù)。以Quixel 為例，其中以三維掃描的方式收錄了大量的美國(guó)特色地形與材質(zhì)數(shù)字資產(chǎn)。現(xiàn)在Quixel 已經(jīng)成為了Epic 旗下最重要的數(shù)字資產(chǎn)庫(kù)，為虛擬領(lǐng)域的場(chǎng)景搭建提供強(qiáng)大的數(shù)字資產(chǎn)原動(dòng)力。為電影《刺客信條：大革命》中需要制作的特效鏡頭而專(zhuān)門(mén)數(shù)字化的巴黎圣母院數(shù)字資產(chǎn)在其后巴黎圣母院遭遇大火襲擊，毀損嚴(yán)重的情況下為修復(fù)工作提供了極有價(jià)值的參考資料。以上案例都能夠看出來(lái)在所有數(shù)字化意識(shí)領(lǐng)先的國(guó)家，數(shù)字資產(chǎn)的組建，收錄和版權(quán)規(guī)劃都是一項(xiàng)正在快速完善的極為重要的工作。

然而虛擬領(lǐng)域的文化遺產(chǎn)數(shù)字化工作并不只是簡(jiǎn)單的采用三維掃描就能實(shí)現(xiàn)的工作，承擔(dān)此項(xiàng)工作的團(tuán)隊(duì)某種意義上需要在虛擬環(huán)境下重新的創(chuàng)作一遍文物在虛擬世界的映射。這一方面需要從技術(shù)角度深入探索如何能夠找到在實(shí)現(xiàn)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(xiàn)虛擬文物的原貌。其背后要求的工作能力既包括對(duì)于中華傳統(tǒng)文化，中國(guó)工藝美術(shù)與傳統(tǒng)文物的保護(hù)與修復(fù)相關(guān)的深厚理論基礎(chǔ)，又包括對(duì)于最新的虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字化與三維視覺(jué)渲染相關(guān)的技術(shù)能力。這些工作內(nèi)容的探索與理論化需要充足的時(shí)間與精力進(jìn)行不斷的探索與嘗試。

（二）服飾類(lèi)文物的虛擬修復(fù)研究

關(guān)于服飾類(lèi)文物的虛擬修復(fù)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(lèi)文物是極其重要的能夠直觀(guān)且深刻的展示不同朝代，不同時(shí)期，不同階級(jí)的人民生活方式的一類(lèi)文物。在中華民族過(guò)往漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中，服飾作為衣食住行之首，不僅承擔(dān)了重要的功能性?xún)r(jià)值，還附著了大量的審美價(jià)值、民俗價(jià)值與政治價(jià)值。其中很多朝代的服裝都有著較強(qiáng)的裝飾性色彩，同時(shí)還是權(quán)力機(jī)關(guān)加強(qiáng)組織與管理的重要方法。在很多擁有悠久歷史的國(guó)家，傳統(tǒng)服飾都與當(dāng)代人民的生活密切交融，在對(duì)傳統(tǒng)服飾的穿著與審美過(guò)程中，國(guó)民能夠充分體會(huì)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(guó)的傳統(tǒng)服飾在當(dāng)代人民的生活中較少出現(xiàn)。近幾年年輕群體中涌現(xiàn)的“漢服熱潮”從另一個(gè)角度說(shuō)明了中華民族的傳統(tǒng)服飾煥發(fā)生機(jī)的潛力以及傳播效果方面的魅力?？梢哉f(shuō)傳統(tǒng)服飾是中華民族博大精深、淵遠(yuǎn)流長(zhǎng)的傳統(tǒng)文化照進(jìn)當(dāng)代人民的日常生活的一個(gè)窗口。

此外，在文物的展示過(guò)程中，從展示效果出發(fā)，服飾類(lèi)文物的展示一直是所有類(lèi)型的文物展示中永遠(yuǎn)具有“缺憾”的一類(lèi)文物。因?yàn)椤胺棥钡氖姑恰氨淮┐鳌保魏我粋€(gè)時(shí)期、任何一種服飾的設(shè)計(jì)與制作都是以被穿戴為目的進(jìn)行的，因此對(duì)于服飾的展示而言，無(wú)法穿戴在活動(dòng)的模特身上則始終無(wú)法展示出服飾的整體風(fēng)貌，而作為文物的服飾，出于對(duì)文物的保護(hù)，很難在日常的展示環(huán)節(jié)讓模特身著文物服飾以動(dòng)態(tài)的方式展示給觀(guān)者。數(shù)字化的服飾類(lèi)文物則可以打破這一桎梏，完美的解決服飾類(lèi)文物無(wú)法進(jìn)行穿戴和動(dòng)態(tài)展示的問(wèn)題?？梢栽O(shè)計(jì)出符合文物服飾尺碼和審美的數(shù)字模特，并且利用數(shù)字模特穿戴虛擬服飾類(lèi)文物的方式進(jìn)行多角度，多方位的動(dòng)態(tài)展示，達(dá)到完美的展示效果。應(yīng)在以上傳統(tǒng)服裝與服飾研究方向的基礎(chǔ)之上，對(duì)布料的三維仿真技術(shù)，柔體的動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)等提供技術(shù)支持，將最好的資源匹配在國(guó)家博物館的服飾類(lèi)文物的虛擬修復(fù)研究工作中。

因此，本次針對(duì)清代宮廷服裝的三維復(fù)刻實(shí)踐項(xiàng)目通過(guò)深入的研究與嘗試，針對(duì)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(fù)刻工作，并且總結(jié)出了相對(duì)低成本高效率的服飾類(lèi)文物虛擬復(fù)刻工作流程。

二、清代數(shù)字服裝的設(shè)計(jì)、修復(fù)與成品展示流程介紹

（一）對(duì)傳統(tǒng)服飾對(duì)象進(jìn)行充分調(diào)研

從適用于工作營(yíng)的研究方法上，本組將清代劃分成了早中晚三個(gè)時(shí)期分頭調(diào)研。本組同學(xué)將要針對(duì)自己所需要調(diào)研的時(shí)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(guān)信息進(jìn)行更細(xì)致的調(diào)研（例如針對(duì)某件服裝的剪裁，織繡工藝，圖案與寓意，使用場(chǎng)合等進(jìn)行調(diào)研）。采用這種調(diào)研順序快速的鎖定在某一些具體對(duì)象的調(diào)研，而不是糾結(jié)于更寬泛的服制和工藝調(diào)研，能夠最大化的揚(yáng)長(zhǎng)避短，加強(qiáng)工作效 率；并且為了下一步的工作收獲更實(shí)用的調(diào)研成果。

（二）服飾類(lèi)文物虛擬修復(fù)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(tǒng)文物修復(fù)的修復(fù)方法復(fù)合服飾類(lèi)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(nèi)容的理論調(diào)研為核心的理論部分，結(jié)合適合的虛擬渲染與三維仿真技術(shù)手段的實(shí)踐部分，最終得到從實(shí)踐上可行性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)效果佳，從理論基礎(chǔ)上經(jīng)得起傳統(tǒng)文物修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證的，嚴(yán)謹(jǐn)且科學(xué)的服飾類(lèi)文物虛擬修復(fù)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(tǒng)文物修復(fù)方面采用實(shí)地調(diào)研的方式深入到國(guó)家博物館的服飾類(lèi)修復(fù)工作組進(jìn)行修復(fù)方法的調(diào)研，同時(shí)結(jié)合服裝相關(guān)技藝的理論研究資料，明確服飾類(lèi)文物的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)與修復(fù)流程。再將以上標(biāo)準(zhǔn)和流程投入到數(shù)字化的技術(shù)手段中，研討出合適的三維仿真技術(shù)用以達(dá)到或?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)服飾類(lèi)文物的修復(fù)流程和修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，研究計(jì)劃將會(huì)以服飾類(lèi)文物修復(fù)工作流程調(diào)研，虛擬修復(fù)技術(shù)探索，虛擬修復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)三個(gè)主要階段為核心展開(kāi)。

從針對(duì)故宮博物院館藏服飾類(lèi)文物的虛擬修復(fù)工作的工作坊─清代宮廷服飾數(shù)字化修復(fù)工作坊的工作成果來(lái)看，以合適的三維工作流程可以實(shí)現(xiàn)高度適配服飾類(lèi)文物的三維仿真工作成果。通過(guò)已有的工作流程，已經(jīng)可以高效的實(shí)現(xiàn)服飾類(lèi)文物的高精度數(shù)字化復(fù)原和虛擬模特穿戴展示等目標(biāo)成果。修復(fù)師可以通過(guò)一系列三維軟件結(jié)合GPU 模擬物理解算的工作方法將布料的質(zhì)感，服裝的動(dòng)態(tài)以及多角度的展示效果完美的實(shí)現(xiàn)在離線(xiàn)渲染的渲染環(huán)境中，工作的成果包括以《春歸倦讀圖》為藍(lán)本的清早期女性服飾復(fù)刻（如圖1 所示），清早期明黃色滿(mǎn)地云金龍妝化綢女棉龍袍復(fù)刻（如圖2 所示）。

圖1 《春歸倦讀圖》袍服三維復(fù)刻效果

圖2 明黃色滿(mǎn)地云金龍妝化綢女棉龍袍三維復(fù)刻效果

（三）數(shù)字服裝的設(shè)計(jì)與制作

采用文物復(fù)制的思路針對(duì)以上調(diào)研所確定的每套服飾進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作。在設(shè)計(jì)方面盡量采用調(diào)研成果中的數(shù)據(jù)嚴(yán)格進(jìn)行剪裁與版片的設(shè)計(jì)，在制作方面盡力利用數(shù)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(jué)效果，使成品盡可能貼近原版的色彩和質(zhì)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(shù)字化修復(fù)

從清代宮廷服飾的服飾特征出發(fā)，清代宮廷服飾作為滿(mǎn)清少數(shù)民族統(tǒng)治階級(jí)的服飾，同時(shí)具有中國(guó)傳統(tǒng)服飾、少數(shù)民族服飾與宮廷服飾的特征。從清代宮廷服飾的文物現(xiàn)況出發(fā)，由于清代距今相對(duì)歷史較短，保存完好的文物相對(duì)較多，能夠?qū)?biāo)調(diào)研的資料相對(duì)較為豐富。

2021 年12 月，由本人帶領(lǐng)研究生團(tuán)隊(duì)共同完成了針對(duì)故宮博物院館藏文物服裝的虛擬修復(fù)課題：清代宮廷服飾數(shù)字化修復(fù)研究的工作坊。在該工作坊中，可以時(shí)間為脈絡(luò)仔細(xì)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(gè)時(shí)期具有代表性的館藏文物進(jìn)行數(shù)字化修復(fù)與展示。

例子中選擇修復(fù)與展示的對(duì)象分別是代表清早期的宮廷畫(huà)家冷枚畫(huà)作《春歸倦讀圖》裝束（如圖4 所示）、清雍正時(shí)期的明黃色滿(mǎn)地云金龍妝花綢女棉龍袍（如圖5 所示），清中期乾隆時(shí)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(wàn)字地五彩云蝠鶴八團(tuán)龍鳳紋女棉袍（如圖7 所示）。

圖4 《春歸倦讀圖》與局部服飾細(xì)節(jié)

圖5 明黃色滿(mǎn)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(wàn)字地五彩云蝠鶴八團(tuán)龍鳳紋女棉袍文物照片

與以上服裝相對(duì)應(yīng)的，修復(fù)師選出了銅鍍金累絲點(diǎn)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(jì)七件文物進(jìn)行了數(shù)字化虛擬修復(fù)。

圖8 銅鍍金累絲點(diǎn)翠嵌珠石鳳鈿文物照片與細(xì)節(jié)

圖9 貂皮嵌珠皇后冬朝冠文物照片

為了完成對(duì)以上七件文物的數(shù)字化修復(fù)，本人與團(tuán)隊(duì)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(zhì)地，首飾的加工工藝等多個(gè)維度進(jìn)行了深入的調(diào)研，并 同 時(shí) 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(shù)字化修復(fù)了以上文物，并且設(shè)計(jì)組建了合適的虛擬模特，完成了符合清朝各時(shí)期風(fēng)格的毛發(fā)系統(tǒng)設(shè)置，從頭到腳將這些虛擬文物穿戴到了虛擬模特的身上，實(shí)現(xiàn)了文物在虛擬世界的全方位“復(fù)活”。

（五）數(shù)字模特的制作

針對(duì)數(shù)字模特的身材做出調(diào)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(jù)原始尺寸做出的服裝不能由過(guò)于高挑或豐滿(mǎn)的數(shù)字模特演繹）。針對(duì)數(shù)字模特的臉部模型與妝容進(jìn)行調(diào)整，使其能夠充分展現(xiàn)出清代不同時(shí)期的審美，與清代服飾融為一體。（如圖10 所示）

圖10 數(shù)字模特的建模與綁定

（六）毛發(fā)與布料的物理解算

在結(jié)束數(shù)字模特的搭建與數(shù)字服裝的制作后，將服裝穿著在模特身上，再將模特的發(fā)型配合該服裝搭配的配飾梳理成合適的狀態(tài)，再進(jìn)行毛發(fā)和布料的物理解算。在這一環(huán)節(jié)中可以為模特設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的，符合中國(guó)審美的姿態(tài)與動(dòng)作，讓服裝與服飾配合動(dòng)作解算，以此來(lái)展現(xiàn)出數(shù)字服裝更為生動(dòng)的動(dòng)態(tài)美。（如圖11 所示）

圖11 數(shù)字模特的毛發(fā)與布料解算

（七）數(shù)字資產(chǎn)的渲染

將服裝與服飾按照其應(yīng)有的質(zhì)地逐一安排設(shè)置好合適的材質(zhì)，再通過(guò)精妙的打光將其渲染成生動(dòng)優(yōu)美的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)畫(huà)面，達(dá)到對(duì)數(shù)字資產(chǎn)優(yōu)秀的最終呈現(xiàn)效果。（如圖12、13）

圖12 數(shù)字模特穿戴虛擬服飾文物的渲染效果圖1

圖13 數(shù)字模特穿戴虛擬服飾文物的渲染效果圖2

將已完成的數(shù)字資產(chǎn)逐一進(jìn)行渲染與匯總，再將其與調(diào)研方法，調(diào)研成果和整體工作流程一并進(jìn)行總結(jié)與展示。

本課題的創(chuàng)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(yán)謹(jǐn)?shù)膹?fù)原品質(zhì)的基礎(chǔ)之上移植到文物的數(shù)字化復(fù)原工作中。根據(jù)目前的調(diào)研成果，國(guó)內(nèi)目前并沒(méi)有嘗試將此二者相互結(jié)合的先例，并且文物的虛擬修復(fù)從來(lái)沒(méi)有站在一個(gè)可以利用影視與數(shù)字娛樂(lè)中已被證實(shí)的視覺(jué)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(fā)，本課題的研究方向是非常新穎且具有獨(dú)創(chuàng)性的。