□ 周永麗

晉祠位于山西省太原市西南25公里的懸翁山麓。圣母殿是晉祠內(nèi)重要建筑，坐西向東，位于中軸線終端。創(chuàng)建于北宋天圣年間（1023年-1032年），崇寧元年（1102年）重修，是中國宋代建筑的代表作。

圣母殿內(nèi)的北宋侍女群像彩塑，是以西周時(shí)期武王之后，成王和叔虞的母親、姜子牙的女兒——邑姜，奉侍她的42尊侍女、女官、宦官組成。殿內(nèi)43尊彩繪塑像，除圣母像兩側(cè)小像是后補(bǔ)者外，其余都是宋初原塑。根據(jù)這批彩塑的發(fā)髻形狀、服飾裝束、面部表情、身體姿態(tài)和手執(zhí)器物等，大致可以看出是當(dāng)時(shí)皇宮六尚制度（即尚室、尚儀、尚膳、尚衣、尚寶和尚璽）以及歌舞伎方面的侍者。殿前廊南北兩側(cè)為二尊站殿將軍像。圣母殿宋代彩塑具有極高的歷史、藝術(shù)、科學(xué)以及社會和文化價(jià)值。

晉祠圣母殿彩塑數(shù)字化保護(hù)采用的核心三維數(shù)字化信息采集技術(shù)，具有非接觸、快速、高保真還原等特點(diǎn)，可在最小干預(yù)的原則下全面采集彩塑的各項(xiàng)信息，建立晉祠圣母殿彩塑數(shù)字化信息數(shù)據(jù)庫，在彩塑的保護(hù)、管理、修繕、展示及利用等多個(gè)方面發(fā)揮作用。

一、彩塑數(shù)字化采集的技術(shù)路線及方法

彩塑數(shù)字化采集的實(shí)施按照信息采集類別可分為五個(gè)主要部分：圣母殿三維空間信息、彩塑三維空間信息、彩塑色彩信息、彩塑本體病害信息和顏料成分與結(jié)構(gòu)信息。

對圣母殿進(jìn)行三維空間信息采集，采用了GPS定位、全站儀整體誤差控制和三維激光掃描儀。數(shù)據(jù)采集完成后使用相關(guān)軟件操作平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終獲得圣母殿整體三維空間信息模型。在此模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行精密測繪，繪制出圣母殿的平立剖面圖和圣母殿的正射影像圖。

彩塑三維空間信息采用了三維結(jié)構(gòu)光數(shù)據(jù)采集設(shè)備。數(shù)據(jù)采集完成后，使用專業(yè)逆向三維處理軟件將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行完整補(bǔ)充，最終獲得彩塑的完整三維空間信息模型。在此模型的基礎(chǔ)上，使用專業(yè)三維渲染軟件渲染出彩塑的正射影像圖。

彩塑色彩信息主要采用了架設(shè)燈光組進(jìn)行全局打燈光再使用高清數(shù)碼相機(jī)拍攝的方法。數(shù)據(jù)采集完成后，使用專業(yè)圖像建模軟件，將采集的二維色彩信息變成三維空間色彩信息，再使用圖像處理軟件解決色彩信息的拼接和模糊問題，生成完整貼圖數(shù)據(jù)。最后使用專業(yè)三維軟件將完整貼圖數(shù)據(jù)烘焙到彩塑三維空間信息上，實(shí)現(xiàn)高精度模型與高清貼圖的完美結(jié)合。將色彩信息進(jìn)行處理，渲染出正射影像圖，來展示彩塑。

將該數(shù)據(jù)與圣母殿三維空間信息相結(jié)合，將彩塑在虛擬三維空間里放置回原來的位置，使用專業(yè)軟件，制作出一套VR虛擬展示系統(tǒng)。為便于數(shù)據(jù)快速展示，將該數(shù)據(jù)導(dǎo)入天遠(yuǎn)三維數(shù)據(jù)展示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的快速瀏覽、分析等功能。

彩塑本體病害信息主要根據(jù)現(xiàn)場病害認(rèn)定并繪制的手繪病害圖和彩塑高分辨率正投影圖像信息來繪制病害圖件，根據(jù)不同病害種類、分布及程度等情況得出綜合結(jié)論，并提出保護(hù)建議。

彩塑顏料檢測分析主要是現(xiàn)場采集彩塑脫落樣品，再將樣品整理編號，使用X射線熒光光譜、X射線衍射、拉曼光譜和掃面電子顯微鏡及能譜儀對樣品進(jìn)行分析。

二、數(shù)據(jù)采集應(yīng)用

1.彩塑本體病害應(yīng)用

對晉祠圣母殿彩塑本體病害進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，并繪制病害示意圖，計(jì)算病害面積。

病害信息勘察。在前期了解文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)場對彩塑本體進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，調(diào)查方法包括文字記錄、圖像記錄、圖形記錄。文字記錄通過對彩塑的觀察，進(jìn)行文字描述，同時(shí)，需進(jìn)行拍照記錄，拍照包括全景照片、彩塑局部照片、病害特寫照片等。在后期處理時(shí)，以彩塑整體照片為底圖使用AUTOCAD繪制病害示意圖。利用軟件計(jì)算面積。

晉祠圣母殿全部塑像45尊，神龕內(nèi)兩側(cè)侍女和前廊南側(cè)塑像分別為明代和1950年補(bǔ)塑，其余均為宋代作品。后世維護(hù)和重修時(shí)在塑像的面部、手部、頸部和部分衣飾上等涂有白粉和色彩，有的部位經(jīng)過數(shù)次重繪。

圣母殿彩塑保存基本完整。主要病害問題有顏料層脫落、點(diǎn)狀脫落，龜裂和起甲尤為嚴(yán)重。每尊塑像衣飾等色彩上均存在不同程度的顏料層脫落、點(diǎn)狀脫落，面部、頸部和手部所涂的白粉區(qū)域龜裂、起甲最為嚴(yán)重。受風(fēng)塵影響，塑像表面幾乎全部為塵土污染物覆蓋。裂隙病害多存在塑像頸部。殘缺和地仗脫落病害比較輕微。僅室外兩尊將軍像上存在劃痕病害。顏料層脫落、點(diǎn)狀脫落、龜裂、裂隙、起甲為活動(dòng)病害。

依據(jù)文物保護(hù)法律法規(guī)和原則，需要進(jìn)行污染病害清理，顏料脫落、點(diǎn)狀脫落部位的加固保護(hù)，龜裂、起甲部位回貼加固，裂隙處理，暴露的木骨架防腐處理等保護(hù)修復(fù)工作。

建立彩塑檢測系統(tǒng)，采取攝影對比等手段對彩塑變化長期監(jiān)測。

目前圣母殿彩塑表面塵土覆蓋嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)考慮采取防塵措施，減少粉塵對彩塑的影響。

2.數(shù)字化陳展

（1）圣母殿整體三維空間數(shù)據(jù)

三維激光掃描數(shù)據(jù)經(jīng)過專業(yè)處理，會形成以離散點(diǎn)為基元帶有三維坐標(biāo)的三維模型。其中點(diǎn)數(shù)約5億個(gè)。該數(shù)據(jù)可以很方便地實(shí)現(xiàn)多分辨率重采樣，可以利用空間數(shù)據(jù)建立層次結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)繪制或者快速計(jì)算。

利用專業(yè)三維建模軟件，將完整點(diǎn)云數(shù)據(jù)重新構(gòu)面，并構(gòu)建出一個(gè)完整的三維模型。它是以三角面形式，維持整個(gè)大殿的拓?fù)潢P(guān)系和紋理坐標(biāo)，便于后期測繪、出圖和修改等。

（2）圣母殿彩塑三維空間模型數(shù)據(jù)

將單尊彩塑數(shù)據(jù)經(jīng)過專業(yè)處理，會生成整套45尊彩塑的完整模型。其中，圣母殿內(nèi)的43尊彩塑中除了圣母像，其余42尊彩塑模型三角面數(shù)為1500萬左右，圣母殿模型三角面數(shù)約為3000萬，殿外兩尊天王像模型三角面數(shù)約為4500萬。

隨著三維數(shù)據(jù)采集工作的推展和數(shù)字化新技術(shù)的發(fā)展與完善，獲取的三維數(shù)據(jù)信息會更加精細(xì)、準(zhǔn)確，三維數(shù)據(jù)資源應(yīng)用也必定會有更大的發(fā)展空間。在接下來的工作中，晉祠博物館將構(gòu)建文物、古建筑三維模型數(shù)據(jù)庫；建立完善的虛擬修復(fù)科研體系；利用三維數(shù)據(jù)資源豐富晉祠網(wǎng)展的展示形式、構(gòu)建虛擬社區(qū)；將三維數(shù)據(jù)資源植入智能手機(jī)和個(gè)人移動(dòng)設(shè)備。讓公眾擺脫時(shí)間和空間的限制，隨時(shí)隨地瀏覽參觀他們感興趣的文物、古建信息。