【摘要】鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡為一級(jí)文物，其表面鎏金，且經(jīng)過粘接修復(fù)，不適宜采用傳統(tǒng)翻模復(fù)制工藝對(duì)其進(jìn)行復(fù)制。作者采用三維信息采集技術(shù)獲取鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡高精度的模型數(shù)據(jù)，通過3D打印獲得精細(xì)的模型，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合傳統(tǒng)隨色做舊工藝，成功復(fù)仿制了鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡。3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)隨色做舊工藝相結(jié)合的新方法，具有與文物零接觸、還原度高、耗時(shí)少等優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上克服了不適宜采用傳統(tǒng)翻模工藝進(jìn)行文物復(fù)制的難題。

【關(guān)鍵詞】鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡；3D打?。粋鹘y(tǒng)隨色做舊；復(fù)仿制G263

【中圖分類號(hào)】G260 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

一、文物復(fù)制背景

2019年8月，應(yīng)新疆維吾爾自治區(qū)博物館的請(qǐng)求，為了完善其展覽的完整性和教育效果，為其復(fù)仿制我館館藏一級(jí)文物鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡。鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡在出土?xí)r碎裂為多塊，出土后經(jīng)保護(hù)修復(fù)人員拼對(duì)粘接為一整體，并進(jìn)行了簡(jiǎn)單的隨色做舊，入藏中國(guó)國(guó)家博物館后，仍保留原粘接修復(fù)痕跡。鑒于這面銅鏡依然保留原始的粘接，面臨粘接劑老化等問題，出于對(duì)文物安全性的考慮，加上我館館藏文物三維數(shù)字化信息采集工作正在有序進(jìn)行，結(jié)合藏品保管部、文保院、數(shù)據(jù)管理與分析中心有關(guān)專家的意見，館領(lǐng)導(dǎo)審議通過了采用3D打印結(jié)合傳統(tǒng)隨色做舊對(duì)其進(jìn)行復(fù)仿制的決定。由于這次的“復(fù)制”工作并不符合《文物復(fù)制暫行管理辦法》中對(duì)“文物復(fù)制”的定義，并未采用原工藝進(jìn)行復(fù)制活動(dòng)，應(yīng)稱為仿制，但從最終制品的體量、形制、紋飾等效果看又達(dá)到了文物復(fù)制的效果，因此，暫稱其為“復(fù)仿制”。

二、文物基本信息

鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡，直徑18.6厘米，帶鏡鈕厚1.3厘米，邊厚0.6厘米。銅鏡背面表面鎏金，圓鈕，柿蒂紋鈕座，柿蒂紋間各有一獸頭，外圍雙線方欄，方欄外飾博局紋，間飾鳥獸紋飾，構(gòu)圖繁復(fù)細(xì)致、流暢生動(dòng)，是漢代規(guī)短紋銅鏡中的精品。鏡外緣與鳥獸紋飾之間鑄銘文一圈52字：“圣人之作鏡兮，取氣于五行。生于道康兮，咸有文章。光象日月，其質(zhì)清剛。以視玉容兮，辟去不羊（祥）。中國(guó)大寧，子孫益昌。黃常（裳）元吉，有紀(jì)剛（綱）?！北磉_(dá)了對(duì)國(guó)家、子孫的祝福祈愿，反映出希望國(guó)家統(tǒng)一和安寧與繁榮的愿望。

鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡是1951年10月18日至1952年2月7日期間，由夏鼐、安志敏等七人組成的考古工作隊(duì)在長(zhǎng)沙近郊伍家?guī)X地區(qū)一座漢代晚期的墓葬M211（《長(zhǎng)沙發(fā)掘報(bào)告》編號(hào)為211墓）中發(fā)現(xiàn)的。

銅鏡在出土?xí)r碎裂為多塊，出土后經(jīng)保護(hù)修復(fù)，將碎片拼接在一起，并用粘接劑進(jìn)行了粘接，粘接后對(duì)粘接的縫隙進(jìn)行了簡(jiǎn)單的隨色做舊，但粘接痕跡依然比較明顯，鏡面粘接裂縫呈現(xiàn)黑綠色，鏡背粘接裂縫呈現(xiàn)黃色和暗黃色。銅鏡鏡面不見原始光亮平滑的表面，布滿白色、綠色和黃綠色的銹蝕物。銅鏡背面鎏金層雖然略顯斑駁，但整體保存相對(duì)較好，整體色澤也偏暗，呈暗赤金色，部分鎏金層脫落的區(qū)域有黑綠色銹蝕物。除銅鏡柿蒂紋鈕座和邊緣一周遍布黃綠色銹蝕外，在鏡背零星有少量黃綠色銹蝕。

三、復(fù)制難點(diǎn)

在開展實(shí)踐工作之前，僅從技術(shù)和工藝角度出發(fā)，對(duì)采用3D打印技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)隨色做舊工藝對(duì)鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡進(jìn)行復(fù)制的難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，主要有以下幾點(diǎn)：其一，銅鏡的三維數(shù)據(jù)采集和建模，鏡背近乎整體鎏金且遍布非常復(fù)雜精細(xì)的紋飾，能否通過三維掃描設(shè)備采集到銅鏡高精度完整的三維數(shù)據(jù)信息并完成三維建模是一大考驗(yàn)；其二，在獲得銅鏡高精度的三維模型后，現(xiàn)有的3D打印機(jī)能否打印復(fù)原出銅鏡表面精細(xì)的紋飾、銘文等是一大考驗(yàn)；其三，在打印好的銅鏡樹脂模型上，采用傳統(tǒng)工藝進(jìn)行隨色做舊，精確地復(fù)制出鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡原形貌特點(diǎn)是最后一大考驗(yàn)。

在實(shí)際的復(fù)仿制工作中，有可能出現(xiàn)其他不可預(yù)見的問題，也會(huì)成為這項(xiàng)工作的攔路虎，在后續(xù)的實(shí)踐中再進(jìn)行總結(jié)。

四、鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的復(fù)仿制

（一）三維數(shù)據(jù)的采集與建模

鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的三維數(shù)字化信息采集工作是由我館數(shù)據(jù)管理與分析中心的同事在積累了大量經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，完成了這面銅鏡的三維數(shù)據(jù)采集工作。為了使三維模型數(shù)據(jù)能真實(shí)地反映文物細(xì)節(jié)，選擇采用采集精度最高的Zeiss COMET L3D 8M結(jié)構(gòu)光三維掃描儀，測(cè)量場(chǎng)150進(jìn)行三維數(shù)據(jù)采集，三維點(diǎn)間距為42微米。由于銅鏡表面紋理非常繁復(fù)精細(xì)，部分鎏金層也比較亮，通過文物轉(zhuǎn)盤對(duì)銅鏡進(jìn)行多角度的拍照采集，最終獲得了銅鏡完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，通過專業(yè)的三維建模軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的處理，最終完成了鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的三維建模工作，獲得了高精度的三維模型數(shù)據(jù)。

（二）模型的3D打印

模型的3D打印工作選擇使用我館購(gòu)買的Objet 500 connex1 3D打印機(jī)進(jìn)行打印。這臺(tái)打印機(jī)以光敏樹脂為打印材料，采用的是多噴頭打印技術(shù)，建模尺寸490毫米×390毫米×200毫米，可以根據(jù)打印材料的不同，單層層厚32微米，最小層厚可至16微米（選擇vero clear打印材料），全尺寸精度達(dá)到200微米。配套軟件為objet studio，打印文件的格式為stl，在該軟件中，可對(duì)打印模型的尺寸、數(shù)量、打印模式（高速、高精度）、模型擺放形式（可每個(gè)模型單獨(dú)設(shè)置）、模型表面形貌（粗糙、光滑）（可每個(gè)模型單獨(dú)設(shè)置）等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡模型的打印工作，選擇使用配套安裝的剛性半透明樹脂F(xiàn)C720（RGD720）為打印材料，SUP705樹脂為支撐材料。

第一步，將數(shù)據(jù)管理與分析中心獲得的鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡三維模型stl文件導(dǎo)入3D打印機(jī)配套軟件Objet studio中，第一個(gè)問題出現(xiàn)了，由于鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的三維模型數(shù)據(jù)比較大（1.44GB），Objet studio軟件在導(dǎo)入數(shù)據(jù)過程中自動(dòng)關(guān)閉，無法導(dǎo)入該數(shù)據(jù)，嘗試數(shù)次無果。分析原因有二：其一，為3D打印機(jī)配備的電腦配置較低，無法滿足處理大型三維模型數(shù)據(jù)的要求；其二，由于Objet studio軟件的局限性，無法加載大型的三維模型數(shù)據(jù)。為驗(yàn)證以上兩點(diǎn)，借用數(shù)據(jù)管理與分析中心購(gòu)置的專業(yè)圖形工作站進(jìn)行嘗試，最終，在Objet studio軟件中成功導(dǎo)入該模型數(shù)據(jù)，說明3D打印機(jī)也需要配制專業(yè)的圖形工作站。

第二步，在成功導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，首先在軟件中對(duì)打印的參數(shù)信息進(jìn)行了設(shè)置，如打印模式選擇“High Quality”（高質(zhì)量模式，打印層厚小，打印質(zhì)量高，細(xì)節(jié)清晰），模型表面形貌選擇“Glossy”（光滑表面）等參數(shù)。隨后對(duì)模型的擺放方式也進(jìn)行了設(shè)置，鑒于鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡鏡背鎏金，鏡面滿是銹蝕物，固定設(shè)置了鏡背向上的擺放方式，這樣鏡背呈光滑表面，鏡面呈磨砂表面，不進(jìn)行其他擺放方式的嘗試。然后，按照軟件的操作步驟，點(diǎn)擊“打印”按鈕，軟件進(jìn)行最后的分層切片并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)中進(jìn)行打印。第二個(gè)問題出現(xiàn)，三維模型的分層切片失敗，軟件死機(jī)，嘗試多次均無果。與3D打印機(jī)工程師溝通后，懷疑可能是三維模型數(shù)據(jù)太大，精度太高，超出了軟件的處理能力。在無法對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)處理的情況下，只能嘗試適當(dāng)簡(jiǎn)化鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的三維模型數(shù)據(jù)。通過GeoMagic studio軟件中的多邊形簡(jiǎn)化命令對(duì)原始三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，為了能最大程度地保留原始三維模型信息，從原始數(shù)據(jù)的95%、90%、85%、80%……依次遞減進(jìn)行簡(jiǎn)化嘗試，最終，簡(jiǎn)化為原始數(shù)據(jù)70%的三維模型數(shù)據(jù)（0.99GB）能夠通過Objet studio軟件進(jìn)行分層切片，導(dǎo)入3D打印機(jī)中進(jìn)行打印。雖然對(duì)鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的三維模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，但是在軟件中顯示簡(jiǎn)化后的模型紋理信息依然很清晰。

最終，使用簡(jiǎn)化的鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡三維數(shù)據(jù)完成了模型的打印。取出打印好的鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡樹脂模型，沖洗掉支撐材料，獲得淡黃色半透明的樹脂模型，透過燈光觀察，打印的銅鏡模型紋飾非常精細(xì)清晰，銘文清楚。

（三）樹脂模型的隨色做舊

在對(duì)鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡進(jìn)行三維信息采集的同時(shí)，也使用了5000萬像素的數(shù)碼相機(jī)對(duì)銅鏡進(jìn)行了多角度、多細(xì)節(jié)的圖像采集，并利用專業(yè)的貼圖軟件，采用矢量貼圖的方式，在銅鏡的三維模型上進(jìn)行貼圖，形成帶有彩色圖像精準(zhǔn)還原銅鏡形貌細(xì)節(jié)的三維立體影像模型。通過三維可視軟件，可以將該模型任意旋轉(zhuǎn)角度觀看，也可調(diào)節(jié)銅鏡模型的大小，觀看銅鏡的細(xì)節(jié)信息。相比觀看銅鏡原件需要進(jìn)行多角度的翻轉(zhuǎn)，觀看細(xì)節(jié)需要放大鏡，觀看三維立體影像模型更加安全、方便。

對(duì)鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的樹脂模型進(jìn)行隨色做舊，也是對(duì)照該銅鏡的三維立體影像模型，按照傳統(tǒng)復(fù)制的隨色做舊工藝進(jìn)行的。首先，用濃度較高的酒精漆片調(diào)和金粉、土黃涂刷整個(gè)銅鏡表面，形成銅鏡基體的淡金黃色效果，也利于后續(xù)礦物顏料的附著；然后，用濃度較小的酒精漆片調(diào)和礦物顏料，采用崩、彈、蘸、點(diǎn)等方式對(duì)照影像模型做出柿蒂紋鈕座區(qū)域的淡黃綠色銹蝕、鎏金層脫落的黑綠色銹蝕。在此基礎(chǔ)上，覆蓋濕泥，用金粉做出鎏金層，再采用點(diǎn)泥做銹的工藝做出斑駁質(zhì)感以及零星的綠色銹蝕；最后，再做出粘接縫隙處的暗黃色，銅鏡鏡背的隨色做舊完成（圖1）。銅鏡鏡面在淡金黃色基體之上，采用點(diǎn)泥做銹的工藝，用酒精漆片調(diào)和礦物顏料崩彈出白色、綠色和黃綠色銹蝕。鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的復(fù)仿制工作就完成了。

五、總結(jié)

鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡的復(fù)仿制實(shí)踐是現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)工藝結(jié)合在文物復(fù)制應(yīng)用的成功案例，集三維信息采集建模、3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)隨色做舊工藝為一體，具有與文物零接觸、還原度高、耗時(shí)少等優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上克服了不適宜采用傳統(tǒng)翻模工藝進(jìn)行文物復(fù)制的難題。雖然復(fù)仿制件比原件質(zhì)量輕很多，但如果以展覽為目的，這種復(fù)仿制品完全符合需求。

獲得鎏金“中國(guó)大寧”銅鏡高精度的三維信息與建模是復(fù)仿制實(shí)踐的前提，成功打印出高精度的三維模型是基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行傳統(tǒng)的隨色做舊以還原其原貌則是關(guān)鍵。

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)復(fù)制工藝的結(jié)合還有很多方面需要摸索、嘗試和改進(jìn)，如在打印的樹脂模型上再進(jìn)行傳統(tǒng)的翻模復(fù)制、嘗試打印其他材質(zhì)等。

作者簡(jiǎn)介：張鵬宇（1985-），中國(guó)國(guó)家博物館文保院金屬器物修復(fù)研究所館員，碩士，研究方向：金屬器物的保護(hù)修復(fù)與研究。