古人類藏品“雙胞胎”誕生記

什么是

古人類藏品“雙胞胎”計(jì)劃？

研究人員選取古人類藏品，通過三維激光掃描，采集藏品數(shù)據(jù)；利用采集到的數(shù)據(jù)，建立藏品三維數(shù)字化模型；再運(yùn)用3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)同比例、高精度打印；利用打印好的實(shí)體模型，制作模具；再用模具實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)模型的翻制、修復(fù)、著色，最后完成復(fù)制品的制作。這就是古人類藏品“雙胞胎”計(jì)劃。

三維激光掃描和3D打印的完美搭配

傳統(tǒng)的藏品復(fù)制要經(jīng)過翻模、塑形、雕刻等流程。一般會直接在原藏品上進(jìn)行翻模，這難免會將翻模的材料殘留在表面，對藏品造成不同程度的損害。而塑形、雕刻則需要技藝精湛的師傅，不僅材料、人工成本高，而且耗時(shí)較長，復(fù)制一件藏品要近一個(gè)月的時(shí)間。三維激光掃描和3D打印的配合，能夠在不直接接觸藏品的條件下，利用收集到的藏品精準(zhǔn)三維信息完成復(fù)制，完美解決了這些問題。

三維激光掃描

三維激光掃描是一種高精度、無損傷、立體的掃描技術(shù)，它可以在不接觸藏品的情況下，獲取藏品的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

所謂點(diǎn)云數(shù)據(jù)是指一組在三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的點(diǎn)的集合，點(diǎn)云由數(shù)以萬計(jì)甚至百萬計(jì)的點(diǎn)構(gòu)成，這些點(diǎn)共同描述了目標(biāo)對象的表面特性。

紋理貼圖

紋理貼圖是藏品建立數(shù)字化模型過程中很關(guān)鍵的一步。那么，什么是紋理貼圖呢？紋理就是物體上呈線條狀的花紋，例如紡織品上的花紋、墻壁或木頭上的紋理等。貼圖是指在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域，通過在對象的表面應(yīng)用一幅或多幅圖像，以達(dá)到增強(qiáng)真實(shí)感的效果。它可以賦予物體紋理、顏色及光照效果，使之看起來更接近真實(shí)物體。

為了讓“雙胞胎”無限接近藏品的真實(shí)樣貌，工作人員會先對藏品進(jìn)行多角度拍攝，并用專業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)色卡校準(zhǔn)顏色；再根據(jù)實(shí)際物品的屬性，例如反射率、粗糙度、光澤等，修改紋理貼圖并為模型設(shè)置合適的材質(zhì)屬性。

對于那些已經(jīng)受損或部分損壞的藏品，模型設(shè)計(jì)師會根據(jù)藏品局部造型，通過軟件對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行虛擬重建和修復(fù)。

3D打印

3D打印就像用積木搭房子一樣，讓我們可以用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的模型來制造實(shí)物的技術(shù)。

配合三維激光掃描獲取的藏品精準(zhǔn)三維信息，并通過使用數(shù)字軟件和特定材料，3D打印可以將藏品造型和紋飾直接打印出來，大大簡化了藏品復(fù)制的工藝流程。

“雙胞胎”的誕生

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制作內(nèi)膽：工作人員會將混合好的硅橡膠均勻涂抹在打印件表面。在這個(gè)過程中，既要確保硅橡膠完全覆蓋打印件，又要確保硅橡膠固化后，可以輕松地從模型上取下來。我們可以把內(nèi)膽想象成制作月餅用的木質(zhì)模具。

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制作外殼：如圖所示，外殼由兩個(gè)半模具組成，材質(zhì)為石膏或樹脂加玻璃纖維布。工作人員在內(nèi)膽的內(nèi)表面先涂一層樹脂膠液，接著鋪一張玻璃纖維布，再繼續(xù)一層一層地裱糊上去。等樹脂膠液自然固化約1小時(shí)后就可以脫模。這就做好了一半外殼，另一半外殼如法炮制即可。我們可以將外殼想象成月餅皮。

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兩個(gè)外殼合體：將兩半模具合并在一起，倒入樹脂、石膏等材料，待其凝固后取出成品，即樹脂件。圖為沒有上色的樹脂件。這一步我們可以想象成向月餅皮中灌入餡。

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精修：工作人員參考三維模型和高清照片進(jìn)行樹脂件精修。

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上色：根據(jù)藏品的細(xì)節(jié)和色彩特征，工作人員會使用不同的繪畫工具進(jìn)行分層上色，以還原原物的色彩效果。

藏品三維數(shù)字化模型的建立，使藏品能夠以真實(shí)且精確的方式在虛擬環(huán)境中展示；通過虛擬重建和修復(fù)，珍貴的藏品能夠以數(shù)字化形式得以保護(hù)、傳承和延展。這對于恢復(fù)歷史原貌、保留完整的藏品形態(tài)，都具有重要意義。

（責(zé)任編輯 / 高琳 美術(shù)編輯 / 周游）