數字化全色接筆技術在華池雙塔寺佛教版畫虛擬修復中的應用

田 朋,馬琳燕,傅 鵬,周羿辰,羅志才

(1． 西安工業大學藝術與傳媒學院,陜西西安 710032; 2． 陜西省紙質文物保護修復研究中心,陜西西安 710075;3． 陜西省文物保護研究院,陜西西安 710075; 4． 華池縣博物館,甘肅慶陽 745600)

0 引 言

全色接筆是在洗、揭、補之后為使畫面協調完整而進行的重要工序,是中國書畫修復的一大技術要點,也是傳統工藝的技術優勢所在[1]。全色接筆能使破損殘缺的古書畫還原其本來面目,使閱讀、欣賞和研究藝術家作品時的意蘊更加流暢[2]。但全色接筆非常依賴修復人員個人的繪畫水平,明《裝潢志》云:“全非其人,為患不淺?！笨梢妭鹘y修復的操作技術難度極大,且全色接筆時使用膠礬水,導致紙張酸化加劇,嚴重影響文物保存壽命[3]。因此,全色接筆是目前書畫修復備受爭議的一個環節[4]。

隨著計算機圖形處理領域的飛速發展,一些傳統的文物修復工序,開始向數字化虛擬修復轉變。李雅梅[5]、樊丹丹等[6]使用Photoshop圖形軟件對古壁畫進行了虛擬修復的嘗試,體現了虛擬修復在文物安全保障與藝術效果還原方面具有技術先進性。本研究以華池雙塔寺出土佛教版畫保護修復為例,探討數字化全色接筆技術在紙質文物修復上的方法與優點,為國內紙質文物保護修復工作中相關科技運用新途徑的探索,提供一些有益的經驗和參考。

1 華池雙塔寺出土佛教版畫概況

甘肅華池雙塔寺佛塔始建于北宋,后為金初執政者海陵王完顏亮授意續建[7]。2001年華池縣政府組織專家對兩座佛塔進行了發掘保護,在遷移的二號塔中,出土了多幅宋金時期的佛教版畫。佛教版畫自唐五代發端,至宋已有400余年,深厚的歷史積淀、現實的社會需求使宋刊佛畫無論在表現題材、表現形式和繪鐫技法上,都產生了質的飛越。在宋代版畫藝苑中,佛教版畫依然是最具代表性和典范意義的品類[8]。

本研究選用的文物是華池佛塔出土版畫中殘缺病害較為嚴重的一幅(圖1)。該版畫為木刻雕版佛畫,殘圖縱84.4 cm,橫25.3 cm,卷軸裝,鐫繪了僧俗二眾焚香供養大藏經閣的情景。圖中匾題“大藏經閣”建筑位于畫面中心,為木構架結構,重檐歇山式,兩滴水,并有平坐。屋頂正脊有花形脊剎和鴟吻,垂脊有獸首脊飾,戧脊有三個翹頭瓦當,檐角掛風鐸,琉瓦雕甍,充分體現了宋代建筑的柔和絢麗。閣樓頂部右側一身飛天灑落花雨,下方一僧人面香花供桌而跪,旁立兩個供養人,圖版上下及四周還飾有纏枝蔓草紋和一種勾連云紋的變異紋樣。該版畫為對稱構圖,線條豐富,布局緊湊,刀法精細,墨色均勻,表現出相當成熟的版畫技藝,是一件不可多得的宋金時期佛教版畫藝術珍品。

該版畫近千年來一直被密藏于佛塔之中。塔藏環境中有相當高的空氣濕度和粉塵,極易導致紙張受到微生物侵害。版畫修復前已黏連成破紙卷狀,稍經翻動即有紙渣掉落,保存狀況相當差。經傳統工藝修復后(圖2),版畫斷裂、褶皺、灰塵附著、折痕、污漬等病害已得到改善,并通過托命紙加固了其紙張強度。但從該版畫托命紙后的畫面,因蟲蛀鼠咬、微生物侵害等原因,紙張現存部分明顯殘缺不全,畫面損毀面積約占1/3。雖然通過傳統全色技術將命紙顏色與畫心進行了協調,但大面積的圖像殘缺依然嚴重影響其藝術和研究價值。

圖2 部分修復過程照片Fig．2 Some photos of restoration

梁思成先生指出“古代建筑圖像是次于實物的最好的,最忠實的,最可靠的資料”[9]。該版畫大藏經閣建筑構件刻畫詳實,暗合宋《營造法式》中的傳統形制,呈現了宋代佛教建筑在繼承唐制的基礎上創制出中空式高層建筑架構這一特點[10],對宋式閣樓類寺院建筑研究具有較重要的比勘價值。另外,佛教版畫大多出于版畫名家之手,具有獨特的審美和文化意蘊[11]。因此,修復的主要目的在于對其圖像藝術價值的保護,也就是說在修復效果上必須作出美學上的考量。所幸該版畫大部分殘缺圖像為對稱圖形,可依據存在部分進行數字化接筆。

2 虛擬修復實驗

2．1 材料與儀器

材料:純棉無酸紙(德國哈內姆勒公司),打印用涂層宣紙(北京龍源公司)。

藥品:顏料墨水(日本愛普生公司)。

儀器:eXact分光光度儀(美國愛色麗公司),DRS1000可變光智能掃描儀(意大利METIS公司),Stylus Pro 10080p藝術微噴打印機(日本愛普生公司),CG275W顯示器(日本EIZO公司),影拓4數字繪畫板(日本wacom公司),IT8．7/2,ColorChecker Classic標準色卡。

2．2 實驗內容

2．2．1數字化全色接筆技術路線 本實驗選用有圖像依據的版畫文物,采取數字化全色接筆的方式進行虛擬修復,還原殘缺部分以提升其藝術觀賞性。虛擬修復是基于數字圖像修復的一門新興文物修復技術,通過對版畫原件高清掃描采集圖像數據,再利用數字繪畫工具進行全色接筆,最后選擇合適的載體進行圖像輸出并以原裝裱格式進行裝裱,其基本流程如(圖3)。

圖3 數字化接筆流程圖Fig．3 Flow chart of digital Jiebi

2．2．2色彩管理 色彩管理是確保虛擬修復與文物原件在色彩上保持一致的關鍵技術,貫穿圖像采集至打印輸出全過程。進行數字化全色接筆虛擬修復時,由于對版畫的信息采集、屏幕顯示及圖像輸出設備之間呈色范圍的不匹配,導致圖像的色彩表現力不同。因此在使用色彩管理系統時,需要通過“設備色彩校準、設備ICC配置特性文件制作及設備色彩空間轉換”三個步驟,對圖像色彩進行嚴格的管理和控制,從而達到圖像色彩從輸入、顯示、處理到輸出各環節色彩的高度一致[12]。

1) 設備色彩校準。使用高精度的掃描設備對文物本體進行圖像數據采集,是該版畫圖像虛擬修復的關鍵環節之一。掃描儀的色彩校準是將掃描設備亮度、對比度、黑白場等進行校正,這樣在相同環境條件下,無論何時掃描文物本體,都將獲得同樣的版畫圖像信息。

為了從輸入到輸出過程中高精度還原、觀察、處理版畫圖像信息,需要對計算機顯示設備進行色彩校準。顯示設備校色一般通過Photoshop軟件中的Adobe Gamma校正色彩,或使用分光光度儀完成顯示設備色彩校準。

由于打印設備環境的溫、濕度影響,不同打印介質表面的復雜性以及顏料墨水的更換導致色彩輸出穩定性較差,需要對打印設備進行校色。具體方法可以通過分光光度計對打印機輸出的顏色數據進行測試計算,得到打印機的色域范圍,并調整到符合輸出使用的要求。

2) 設備ICC配置特性文件制作。ICC配置特性文件是描述各種圖像設備色彩空間特性的標準化文件,可以有效解決不同圖像設備色彩一致性問題。制作ICC文件的方法是在標準觀察條件下,利用分光光度計配合色彩管理相應程序,測量并生成掃描輸入設備、屏幕顯示設備、打印輸出設備的ICC配置特性文件[13]。

3) 設備色彩空間轉化。由于版畫圖像輸入與輸出設備之間的呈色范圍不同,因而必須對設備之間進行色彩空間轉換,例如屏幕顯示設備色彩為RGB色彩空間模式,打印輸出設備為CMYK色彩空間模式。當色彩空間不一致時,圖像色彩從輸入到輸出會出現較大差異,因此通過色彩空間轉換可以精準還原版畫色彩。

2．2．3數據采集 數據采集是數字全色接筆的基礎,決定其他各環節,直接影響虛擬修復的效果,必須將原件的圖像數據信息高質量采集。本實驗采用意大利METIS公司的DRS1000可變光智能掃描設備進行版畫的數據采集,該設備掃描分辨率達4 500 dpi,在掃描過程中完全不接觸文物,可以做到對版畫原件無損傷掃描。為準確采集顏色數據,使用標準色卡及ProfileMaker 5．0生成該掃描儀的ICC特性文件,實現掃描儀的顏色標定。掃描后,得到高精度的版畫圖像文件,文件格式為TIFF,文件尺寸為10 474像素×22 360像素。

2．2．4數字全色接筆 首先將掃描文件導入Photoshop,調出標尺工具,使用參考線定出畫面中軸線,利用中軸線確定殘損部分的邊線位置。確定位置后,在圖像殘缺的部分根據對稱圖形使用仿制圖章工具將其補充,或使用套索工具將版畫現存圖案扣圖進行鏡像復制,這樣可以保證接筆圖像與原始圖像一致(圖4)。缺失部分若無參照依據,則留白處理(圖5)。

圖4 對稱圖形的數字化接筆Fig.4 Digital Jiebifor a symmetric figure

圖5 無參照依據時留白處理Fig.5 Leaving blank without reference basis

無法使用鏡像復制及仿制圖章工具時,需要使用畫筆工具進行數字繪畫以補接殘缺部分(圖6)。數字繪畫是基于數字化技術作為藝術圖像的模擬手段,它通過圖像處理軟件提供的大量筆觸畫筆,實現各種繪畫筆觸效果,從而描繪出與各種傳統藝術相似的效果[14]。

圖6 數字化繪畫接筆Fig.6 Digital painting Jiebi

數字繪畫的要點是對圖像畫面藝術語言、表現技法的釋讀與再現。該版畫為木刻版雕,其線條表現與“十八描”等傳統中國繪畫技法有所區別,故在數字接筆操作前應深入了解木版畫鐫刻的刀型、刀性、刀勢及刀觸、刀痕等版畫工具的特性與表現力。在使用畫筆工具時,畫筆模式可選擇“硬芯鉛筆”筆刷,不透明度選擇100%,流量選擇20%左右。此畫筆模式可以很好地模擬“擅長表現線條明晰性”[15]的刻刀筆觸,且線條邊沿會帶有版畫印刷時出現的“溢墨”效果。

總之,盡管數字化全色接筆是一種虛擬修復的方式,但在文物圖像的修復效果上,其美學要求與傳統修復是一致的。因此修復師自身的審美及繪畫能力是數字化全色接筆技術的核心。每一件修復的書畫作品都需要修復師深入了解和挖掘其工藝特征及藝術風格,提高自我對文物的認識,并對畫面中具體線條、筆墨、意境等的形式要有所了解,方能更好完成這一步驟。

2．2．5圖像輸出及裝裱 圖像輸出部分的關鍵是輸出設備和打印介質都要具備良好的色彩呈現能力,用來輸出的打印機要經過精準的色彩管理,打印介質需經過特定的涂層處理[16]。本實驗使用藝術微噴打印機進行圖像輸出,數字微噴是目前精度最高、速度最快的書畫復制方法[17]。圖像輸出過程需要使用到GMG、colorgate等色彩管理軟件,其目的是使虛擬修復文件的輸出處于嚴格的色彩管理當中。通過色彩管理軟件對打印機色調調整并通過增加色彩的數量、改變墨盒基本色彩濃度、以及調整改變噴出墨滴的大小等幾種方法控制打印機色彩調和能力;同時選擇接近標準白度[18]的打印用涂層宣紙作為輸出介質,將偏色程度降到最低,以確保打印件的色彩視覺感受與版畫本體保持高度一致。

該版畫文物原存木軸,但僅用“畫心”下方空白的紙張進行了包桿,除此之外再無其他裝裱材料。為接近版畫原始風貌,版畫本體修復后,采用同色系紙張作為鑲料對其進行裝裱。虛擬修復圖像輸出后,再使用與版畫本體相同的裝裱規格與材料,對虛擬修復后的打印件進行“原樣”裝裱,以保證二者在外觀上的統一(圖7)。

圖7 裝裱后的傳統修復版畫本體(左)與虛擬修復版畫打印件(右)Fig.7 Print after traditional restoration (left) and its printed copy after virtual restoration (right)

通過觀測,版畫本體與虛擬修復打印件除在圖像上殘缺與完整的差異外,其他圖形、色彩、裝裱等方面高度一致,肉眼幾乎無法區別。未來“虛擬修復后的復制品”作為圖像補充與“傳統修復后的文物本體”共同陳列展示時(“復制品”可以實體形式或以“AR”等數字媒體形式展示),觀眾不僅可以領略文物本體的歷史面貌,又可以欣賞數字接筆后完整的藝術效果,實現了文物保護與美學呈現兩全其美。

2．2．6數字全色接筆前后色差記錄 “不改變原貌”是文物保護修復領域公認的基本原則[19],故盡量減少修復處理給文物帶來的外觀變化是十分必要的。色差是評定文物修復的重要指標之一,本實驗通過測量版畫文物原件的顏色來表征與評價虛擬修復件的外觀(圖8),以色差值(用ΔE表示)來衡量數字全色接筆后對版畫原件顏色改變的程度。

圖8 裝裱后的版畫色彩測量Fig.8 Color measurement after restoration

ΔE=[(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2]1/2

式中,ΔL為采集結果與采集標準之間的明度差,ΔL為正值說明采集結果偏白,ΔL為負值說明采集結果偏黑;Δa為紅綠色度差,Δa為正值說明采集結果偏紅,Δa為負值表示采集結果偏綠;Δb為黃藍色度差,Δb為正值表示采集結果偏黃,Δb為負值表示采集結果偏藍。ΔE決定了色差的大小,ΔE越大,顏色變化越明顯。

色差標準(ΔE=3)低于3意味著肉眼看不見的變化[20]。通過對原件與虛擬修復9個點的對比(圖9),色差都在閾值3以下,進一步說明了只要通過嚴格的色彩管理,虛擬修復打印件的顏色基本不會發生改變。

圖9 版畫本體(左)與復制品(右)色差對比點位Fig.9 Point-positions for chromatic aberration comparison between the print (left) and its replica (right)

3 結 論

中國古代版畫、書畫等紙質文物既是歷史資料,又是藝術品;既是科學研究的對象,又是藝術審美的對象。故在研究延長文物保存壽命的同時,如何在最小介入、安全可逆的原則下,復原文物圖像“筆意、氣韻”等藝術特性,提升畫面殘缺病害文物的觀賞價值,是紙質文物保護修復工作者必須重視的問題。

通過數字化全色接筆虛擬修復技術對華池雙塔寺佛教版畫修復的結果可知,此修復方法在有圖像依據的情況下,可以精準還原版畫殘缺部分的圖像信息,且數字接筆文件可以進行無限次圖像修復、撤回、再修復,既保證了版畫原作不受任何影響,又體現了“氣韻完整”的中華傳統美學思想。相對目前使用膠礬水、豆漿水等熟化紙張進行全色接筆的干預性修復方法及完全不進行全色接筆的做法,數字化全色接筆在文物安全性、可逆性、原真性、觀賞性等方面,皆具有很大的技術優勢。因此,研究與討論數字化全色接筆技術對書畫修復傳統工藝的沿承和發展具有重要的現實意義。