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2016-01-18 14:22:16北京晚报
六十五中牛孩儿3D“打印”出故宫青铜器
发布时间:2016-01-18 14:22:16 文章来源:北京晚报 网络编辑:李亚敏

  多年前,还在上小学的刘思伯,在大好的课余时间里,不情不愿地为了升学奔赴在学习速写的路上,一学就是六七年。那时的他,无论如何也想不到,这一勉强被逼出来的爱好,在遇上3D打印的那一刻起,居然对他焕发出了新的诱惑力。“多亏了当年的绘画基础,学起3D打印来才能那么快上手。”近日,这个痴迷于3D打印的小伙子,凭借“3D打印技术复制故宫青铜器的应用研究”项目,拿下了2015年北京市中小学生社会大课堂一等奖。

  3D打印课上“修身养性”

  在进入高中之前,刘思伯就听说过3D打印,而那时他对于3D打印的兴趣与技术本身无关。“之前在新闻上听说过3D打印有多神奇,打印出来的枪啊、汽车啊多么多么逼真,我们男孩子嘛,对枪械、汽车之类的总会比较感兴趣。”

  2014年9月,北京市第六十五中学作为东城区3D打印课程的试点校,首次为学生开设3D打印选修课程。当时刚上高一的刘思伯,听说这个消息后兴奋不已,“这么好玩儿,那我一定得报名啊”。由此,他成了该课程的首批学生。在学习了一年多之后,刘思伯并没有机会像最初设想得那样,去造把手枪、装辆汽车。但他还是由衷地感叹,3D打印课程让“自己终于有了用武之地。”

  原来,爱闹腾的刘思伯,一向喜爱几何,对于图像以及立体的东西也比较敏感。不过,在刘思伯看来,这3D打印并不只是简单地将建模软件上的三维图像用机器打印出来,要学好还真需要点儿自己的想法:不仅要把握好物体的正视图、侧视图、俯视图关系,还得在头脑中预先勾勒建模,“对于逻辑思维和抽象思维都是一种考验和锻炼。”

  要说起来,这闹腾孩子平时可没少让老师们操心,从班主任到年级组长,很少有人能拿他有什么办法。而就是这样一个喜欢上蹿下跳的男孩子,在进了3D打印的课堂之后,却能老老实实地在建模软件跟前,一琢磨就是好几个小时。连刘思伯自己也打趣自己,这3D打印课程的“修身养性”效果明显,“就说背书吧,之前别说坐10分钟了,我连一分钟都背不了。学习英语,都是快速记忆,应付了事,考完就忘,根本不往心里去。但是现在我自己不仅能背,背完了单词还愿意再写写巩固记忆,耐心好了不是一点儿半点儿。”

  课题研究瞄上青铜修复

  上学期开始,第六十五中学与故宫博物院合作,共同进行“3D打印技术与文物修复”的研究课题。作为成员之一,刘思伯在青铜器馆溜达了好大一圈,始终没法决定该以什么器物作为自己的研究对象:青铜盘子?造型太过普通,呈现效果堪忧;大鼎?效果出来了,可是花纹太多,难度又太大。左右权衡之后,刘思伯最终选择了一个名为“小臣缶方鼎”的青铜器。

  如今,说起这鼎的各种属性来,刘思伯也是头头是道:高29.6厘米,口径22.5×17厘米,重6.18公斤。方唇,二直耳,长方形腹,四柱足。器壁四角及正中均起棱脊,口沿下饰有夔纹,腹部饰有兽面纹——器型工整,难度不至于过大;两种典型纹饰,又不失时代代表性。

  确定了研究对象,刘思伯便开始做起了故宫博物院的“铁粉儿”。每逢周末有空,他便颠颠儿地跑到青铜器馆里,趴在小臣缶方鼎跟前,一盯就是一两个小时。“这一个学期把之前十几年没去的故宫全部都补上了!”刘思伯笑言。正是在与方鼎的隔玻璃相望中,刘思伯进一步意识到了自己之前的速写基础有多么重要。

  原来,在3D打印过程中,重要的一步就是通过采集数据来完成三维视图的构建,其准确性和构图比例直接影响到后续的三维建模。面对着故宫的宝贝,刘思伯不可能将方鼎搬到自己跟前儿,上上下下、里里外外地看个明明白白,只能凭借着此前学绘画时的基本功,从方鼎的造型、大的棱角、凸起入手,确定好方鼎各部分比例,再过渡到细节、纹饰、曲线、弧度……在一次次前往故宫的奔波中,刘思伯也同步在电脑上补充和调整着各种细节。

  其中,最让刘思伯苦不堪言的就要数小臣缶方鼎上面的夔纹和兽面纹了。方鼎上的纹饰本身就繁复,按比例缩小之后,纹饰的弧度和曲线也相应缩小。而要知道,画面上曲线弧度的精准性,靠的就是多个点的位置。要在那么小的空间内,找好各个点的位置,着实不是件容易事儿。在刘思伯的手下,不知道诞生过多少曲里拐弯的弧度。有时候,小半天才能搞定一条周长不到1厘米的小弧线,“真的会特别烦躁,但是确实磨练了我的耐心。”

  有次在电脑上绘图时,刘思伯发现,无论怎么尝试,他始终没有办法让方鼎两侧的夔纹和兽面纹做到完全一致。而这样一来,就会导致复制的准确度大幅下降。百般沮丧的刘思伯找到了讲授《三维设计与3D打印课程》的李岩老师求助,李老师立马为刘思伯支了个妙招:原来,在三维设计软件中有一个镜像的功能一直没有被刘思伯发掘出来,这个功能可以将一侧的设计线条整体复制到另外一侧;但是镜像的参考线绘制必须精确,对于设计者的抽象思维要求较高,因此同样需要反复尝试。刘思伯的热情再次被点燃了。

  身临其境

  学习历史知识

  对于刘思伯来说,周末泡在故宫,除了搞出了个像样的作品出来,自己的历史知识还得到了“恶补”。在一个青铜器跟前站累了的时候,他就跟着各地的旅行团溜达一圈,听回了满耳朵的历史课。“要不是做这次研究,我还真不知道原来青铜器在历史上还可以被拿来吃饭、喝酒,我以为他们只是做祭祀的礼仪器具。”听着听着,刘思伯也慢慢琢磨出了些门道,尽管各式青铜器造型不同、大小各异,但是或多或少都与历史上的“分封制度”有关,“有点儿类似于回礼的意思。”而这些从导游口中听来的知识,在后来的历史课本上也都或多或少得到了印证。

  一次打印的成功,给了刘思伯不少信心,也让他更加坚信3D打印技术在文物领域的应用前景。“例如,一些易碎或体型较大、不方便展示的文物,就可以使用3D打印技术。这样一来,既防止了文物的损坏,又方便大家多角度地观看和了解文物。”

  牛伟坤

    (原标题:中学生3D“打印”出故宫青铜器)

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