Artec Spider喚醒14世紀(jì)意大利文藝復(fù)興前的銅制巨作

案例概要

挑戰(zhàn)：一項(xiàng)備受矚目的文化保護(hù)項(xiàng)目需要3D掃描儀捕獲680年之久的一組銅門,，作為公開展覽時(shí)使用的精確復(fù)制品。

方案：Artec Spider, Artec Studio, ZBrush, Meshmixer
效果：使用專業(yè)手持式3D掃描儀還原兩扇巨大銅門細(xì)節(jié)并加工制作成高分辨率3D模型,。隨后3D打印嵌板,，用于脫蠟鑄造工藝中，制作最終成品,。

當(dāng)意大利金匠,、雕塑師、建筑師Andrea Pisano在1336年為佛羅倫薩圣若翰洗者洗禮堂的豪華銅門進(jìn)行收尾工作時(shí),，距離黑死病席卷意大利并蔓延到整個(gè)歐洲只剩不到12年的時(shí)間。佛羅倫薩的人口花了500年才恢復(fù)到之前的水平,。不過,，在此之前的數(shù)十年，還有太多值得當(dāng)?shù)孛癖�,、藝術(shù)家,、商人慶賀的地方。


△Andrea Pisano的銅門巍然聳立,，Artec Spider正在掃描

但丁等知名大師都在這座洗禮堂內(nèi)受洗,，據(jù)說它早在4世紀(jì)晚期到5世紀(jì)早期就已完工。但直到1329年,，佛羅倫薩極具影響力的布商行會(huì)在負(fù)責(zé)照看洗禮堂時(shí),，決定把當(dāng)時(shí)的木門換成銅門。

Andrea Pisano于是有幸為這座洗禮堂設(shè)計(jì)第一扇門,，起初被裝在了洗禮堂東側(cè),，后被移動(dòng)至南側(cè),。

△佛羅倫薩圣若翰洗者洗禮堂內(nèi)外觀

當(dāng)Pisano完成這兩扇高聳的銅制大門后，它們很快成為了佛羅倫薩的驕傲,。上面有28處精雕細(xì)琢的浮雕,，形態(tài)優(yōu)美的幾何圖案，以及20處施洗約翰的生活場景,，讓無數(shù)民眾和朝圣者心馳神往,。

但在8噸重的巨門裝上后的680年里，由于天氣和污染,，它們?cè)馐芰藝?yán)重破壞,。另外，幾個(gè)世紀(jì)以來,，不穩(wěn)定性鹽不斷積聚,，銅門逐漸腐蝕，傷害了這件瑰麗的藝術(shù)品,。

作為受Opera di Santa Maria del Fiore博物館資助的文化保護(hù)項(xiàng)目,，人們決定用精確復(fù)制品來代替Pisano制作的銅門。洗禮堂東北兩側(cè)的另兩組門早在前些年就已替換�,，F(xiàn)在就只剩Pisano的門了,。

為落實(shí)這一浩大工程，Opera決定與Frilli Gallery合作,。Frilli Gallery是佛羅倫薩世界知名藝術(shù)工作室,，以無可挑剔的藝術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而聞名。從頭至尾,，F(xiàn)rilli Gallery都秉承嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,，協(xié)調(diào)幾十名技師的工作。

修復(fù)工程于2016年啟動(dòng),，耗時(shí)3年完成,。東北兩側(cè)大門有石膏模型，所以可以直接制作復(fù)制品,，但Pisano的南門沒有,。考慮到銅門表面的復(fù)雜程度,，而且需要盡可能還原原作,，修復(fù)團(tuán)隊(duì)決定采用3D掃描技術(shù)。

他們對(duì)具備處理歷史文物資質(zhì)的公司進(jìn)行了調(diào)研,，最后選擇了意大利瓦倫扎3D掃描/打印服務(wù)供應(yīng)商Prototek經(jīng)驗(yàn)豐富的專家,。Prototek在數(shù)字捕獲、3D設(shè)計(jì),、3D生產(chǎn)服務(wù)方面積累了多年經(jīng)驗(yàn),，好不猶豫地接下了這項(xiàng)備受矚目的文化保護(hù)項(xiàng)目,。

Prototek首席運(yùn)營官Andrea Barchi表示，“我們很榮幸能參與這項(xiàng)浩大工程,，因?yàn)樗鼘?duì)于佛羅倫薩和整個(gè)意大利民眾都有著不可估量的意義,。我們?nèi)〉玫某晒�真切地展現(xiàn)在每位行人的眼前，他們一同見證我們的努力,，無論項(xiàng)目規(guī)模多大,，過程多繁瑣，這是我們對(duì)每位客戶的承諾,�,！�

小心翼翼地拆下兩扇巨門（高16.2英尺（4.94米），寬9.6英尺（2.95米）,，重約8噸）后,，修復(fù)大師們溫柔以待，修補(bǔ)幾百年來歲月在門上留下的創(chuàng)傷和氧化的痕跡,。經(jīng)過修復(fù)師們一天天的辛勤努力,，Pisano藝術(shù)巨作的鍍金表面和華麗細(xì)節(jié)漸漸浮現(xiàn)。


△Artec Spider 3D掃描過程一瞥

3D掃描開始了,。Prototek選擇Artec Spider來捕獲Pisano銅門每塊精雕細(xì)琢的嵌板,。Andrea Barchi表示，“Artec Spider是一款非常出色的3D掃描儀,，在我們多次重要掃描任務(wù)中擔(dān)當(dāng)主力,，幫我們實(shí)現(xiàn)了最高精度，制作出栩栩如生的數(shù)字作品,。產(chǎn)品使用起來也很舒適,，掃描結(jié)果會(huì)在筆記本屏幕上實(shí)時(shí)顯示。Spider功能先進(jìn),，我們幾乎可以靠它完成任何小型物體的逆向工程,，從清朝早期的景泰藍(lán)花瓶，到勞斯萊斯Trent 500發(fā)動(dòng)機(jī)的小型渦輪風(fēng)扇組件,，以及其他許多案例�,！�


△用Artec Spider和Artec Studio（背景）為原始銅嵌板進(jìn)行大面積掃描

從開始到結(jié)束,，整個(gè)項(xiàng)目的3D掃描部分只花了10天。在這期間,，Pisano 原作的28塊嵌板全部捕獲并制成高分辨率彩色3D模型,，效果精美。

“我們也用過其他需要支架或三腳架的3D掃描儀,，但Spider質(zhì)量輕便,，可以手持,，方便我們工作人員在每塊嵌板周圍走動(dòng)，輕松快速完成捕獲,。Spider干凈的數(shù)據(jù)和高效的捕獲速度也意味著文件不會(huì)太大,，后期處理的時(shí)間也降到最低，”Barchi說道,。

數(shù)字捕獲完成后,，Spider的掃描在Artec Studio中進(jìn)行處理�,！拔覀兊膾呙杓紟熤恍枰�在Artec Studio中處理掃描即可,，這款軟件提供了一系列3D數(shù)據(jù)編輯工具…刪除多余的數(shù)據(jù)，對(duì)齊配準(zhǔn)掃描,，最后將3D模型導(dǎo)出至ZBrush和Meshmixer,，進(jìn)一步處理嵌板精致的細(xì)節(jié)和復(fù)雜幾何，” Barchi說道,�,！拔覀冇肸Brush修復(fù)了幾塊嵌板中缺失的細(xì)節(jié)�,！�


△準(zhǔn)備用Artec Spider從各關(guān)鍵角度捕獲嵌板所有精密細(xì)節(jié)

隨后,，將3D模型發(fā)送到3D Systems sPro 230 SLS（選擇性激光燒結(jié)）打印機(jī)，用PA12材料打印成500mm x 500mm的全壓式嵌板,。嵌板完成后被送往Ciglia & Carrai藝術(shù)鑄造廠,，根據(jù)全壓式嵌板做成硅酮凹模。這些凹模隨后通過失蠟法,，做出最終的銅制復(fù)制品,。


△Prototek的Andrea Barchi拿著PA12做成的全壓式嵌板，準(zhǔn)備制作硅酮凹模

等模具澆鑄并冷卻,，Ciglia & Carrai的藝術(shù)家和工匠就開始打磨提升各個(gè)細(xì)節(jié),，手、腳,、服裝等元素,，忠實(shí)還原Pisano原作上的線條、外形與弧線,。


△Ciglia & Carrai的專家正在為銅嵌板進(jìn)行最后的完善

最后,，還有一道工序：在整塊銅制嵌板上澆一層酸，模擬金屬自然氧化的效果,，增添一份原作的歷史感,。

嵌板準(zhǔn)備就緒后，又花了一個(gè)月的時(shí)間組裝所有門，才取得了現(xiàn)在的壯觀效果,。

啟用儀式上,，佛羅倫薩市民和旅客見到14世紀(jì)Pisano的杰作以如此典雅精致的方式重生，無比驚嘆,，這一切都離不開21世紀(jì)的科技和Prototek以及Ciglia & Carrai專家的辛勤付出,。

△幕儀式上，市民首次見到新門時(shí)的激動(dòng)時(shí)刻

今天,，復(fù)制門已代替了幾百年來守護(hù)洗禮堂的銅門,，位于佛羅倫薩圣若翰洗者洗禮堂，它們定會(huì)吸引子孫后代的目光,，令人贊不絕口,。

對(duì)于3D掃描在文化保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，Andrea Barchi表示,，“科技如今能夠滿足博物館和歷史學(xué)會(huì)的需求,，修復(fù)人類最珍貴的歷史文物和遺跡，這是前所未有的,。在意大利和整個(gè)歐洲,，我們祖先留下了如此之多的藝術(shù)創(chuàng)造，但年久失修,，有些情況更糟,。但現(xiàn)在，這些歷史瑰寶可以通過數(shù)字捕獲的方式,，比如Artec Spider等最新3D掃描技術(shù),，重新煥發(fā)生機(jī)�,！�

Barchi補(bǔ)充道,，“另外，這些物體掃描并制作成3D模型后,，博物館就可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)作,。例如，Pisano銅門可以3D打印制作縮小版,，讓參觀博物館的游客有機(jī)會(huì)拿起這兩扇門,，或者也可以將3D模型制作成VR或AR環(huán)境下的展品，讓遠(yuǎn)在地球另一端的游客一同近距離欣賞這栩栩如生的大門,�,！�


來源： Artec3D埃太科三維