如何透過 3D掃描與列印 讓藝術古文物重拾光彩

下次去博物館時,可以帶上一個此外線燈—您周圍的藝術作品可能隱藏著幾年前還不存在的現代技術!

Mattia Mercante是文化遺產的修復者,主要與義大利佛羅倫人的Opificio delle Pietre Dure研究所合作。他一直以來一直在使用3D掃描、CAD軟體與3D數位化工具來恢復文藝復興時期最傑出的藝術家與雕塑家的藝術品。包括米開朗基羅與達文西等。

這些數位工具讓修復者可以模仿大師的技術與才能,並還原無法透過其他方式來複製的複雜細節,也因此,現今我們可以按照創作者的想法來欣賞精美絕倫的藝術作品。

繼續閱讀,深入探究隱藏又神迷的藝術修復世界,並了解現代技術如何保護我們的文化遺產。

將數位科技導入傳統領域

在經過短暫的建築試用後,Mercante在Opificio—該領域最知名的公共機構之一—學習了藝術修復。

Mercante最初對數位雕刻與3D建模感到很有興趣,後來因為3D掃描與3D列印等技術在消費者中越來越受到關注,因此在實際將它們導入專業工作領域前也進行了應用測試。

「我一開始是使用3D掃描與3D列印技術來解決文化遺產的優化、增強與保存的問題。我們會初步用3D掃描器來評估藝術品,接著用數位建模的方式修整掃描檔,最後再以3D列印的方式印出。」—Mercante提到。

修復藝術文物的流程是如何呢?

 

更多掃描設備與效果可參考下列產品:

 


 

對藝術作品進行評估

修復計畫的第一步就是讓合格的技術人員與修復人員合作對藝術文物進行評估。

「我們致力於解決以下幾種問題:緊急問題、文物保護措施與加強。」緊急問題代表藝術作品需要快速的進行保存,需要優先處理。如果我們認為這個文物在近期有可能毀壞,我們則會進行修復以保護這個文物。最後,如果這個藝術文物將要被展出或者作為研究的一部分,我們會對其進行特殊的準備程序,也就是加強流程。

唯一會限制修復程序的原因只有:如果修復措施可能會損害藝術品或者材料完整性的風險,只有在能夠妥善保存藝術作品的狀況下才能進行修復程序。

3D掃描建模3D列印

修復作品一個非常關鍵的點就是「3D掃描」,接著再以現存的部位作為修復基礎,透過3D建模來做建置。

「數位掃描與數位建模可以確保對於原始藝術風格的最大尊重,修復者是藝術技術人員,並不是畫家或雕塑家—不應以解釋性與創造性的角度去影響修復程序。」—Mercante提到。

在掃描過後,修復者會持續研究問題,並進一步評估可能的增強效果。最後的階段就是實現階段,這時他們會創建文件資料、設計形狀,進一步完成修復。3D列印可以用來做品質控管、模擬/預視以及最終修復等流程的打樣。

讓原本不可能的修復變為可能

需要做修復的物件從古代到當代都有。Mercante專門做士兵馬俑、石膏、玻璃與蠟雕的修復,不過3D掃描3D列印可應用到的藝術品可說是更加廣泛。

Mercante其中一個項目是要修復佛羅倫人佛羅倫薩皮蒂宮的Grandsochi Tesoro dei Granduchi博物館的一個聖物箱(組成材料多元,含有玻璃、織品、金屬、水晶、石灰與貝殼等)。修道院的標誌性特徵是中心的基督十字架,它的木製框架分為多個小單元,而每一個小單元都代表著一個聖經的篇章。

框架上有許多直徑1到1.5mm的複雜玻璃裝飾品,小型的棒子經過加熱後捲曲成為了裝飾品。這個聖物過去曾被修復過,但因為功能複雜且缺少能夠保證安全又可靠的修復技術,因此一直沒有成功修復。

我們作為古文物修復者的工作,不僅是要保存現有的物品,還要讓觀賞者能夠正確地欣賞這個藝術品。多虧了Formlabs的3D列印機,讓我們可以修復遺失的框架飾品,我們團隊用Formlabs的白色樹脂印製飾品,接著再將它上色為金色,放入藝術品中。這些修復作品在紫外光下會顯現出來,這樣一來,我們便可以輕鬆地辨識哪些是修復作品。

由英國木雕大師Grinling Gibbons所製作的「The Panel of Cosimo III」是一個大型面板,充滿了多細節以及所需要的技巧,修復起來是很有難度的,隨著時間的流逝,這個作品經歷了幾次修復,不過修復者從未試著更換丟失的飾品,因爲若要用英格蘭國王查理的工匠大師相同的技巧來雕刻作品是非常困難的!這幾年來,有許多不同的解決方案被提出,但沒有一種是完全令人滿意的。

多虧了Opificio實驗室中所配備的3D掃描器列印機,Mercante團隊用虛擬的方式,根據藝術文物的形狀來進行修改,進一步建置空缺的部分。

「我們3D列印此款設計,將其畫上木材的顏色,並將其安裝在藝術品上。這不僅解決了觀賞者對藝術品的欣賞理解,也幫助我們克服了複雜的木雕技術障礙。」

藝術品修復者手中的多功能工具

Mercante發現到,光固化3D列印機可提供高品質的表面效果與細緻的—只需要稍微再做點後處理,就可以直接用於藝術品修復中。3D列印機甚至還可以列印模具,用來翻鑄其他的材料、甚至金屬也OK。

近期,Mercante與修復者夥伴合作完成了一個計畫,在這個計畫中,他們需要修復一個Borromeo d’Adda教堂的大理石喪禮雕像手指。透過對折斷的手進行掃描以及另一個博物館中儲存的素描,團隊得以修復與設計嶄新的手指,也重現了藝術家Vincenzo Vela的風格。

Mercante說:「我們3D列印了修復物件,將其上色成跟大理石相似的顏色,然後再利用磁鐵的方式,將它們以非侵入性且可逆轉的方式進行修復。」

 

3D列印設備/材料以及列印效果,可點選參考下列機種

 

 


Mecante與其修復者同事Alice Maccoppi一同參與了17世紀的建築內部的修復—這個建築原本是作為娛樂場所,上方覆蓋了許多貝殼與石灰石等。

為了重建破損的飾品,Mercante掃描了牆上形狀完整的貝殼部分,再透過3D建模軟體將它們與周圍的結構分離,並用1:1的比例3D列印下來,接著再用它來製作可以用其他材質來翻鑄的模具。

 

 

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