基于3D技术对花山岩画文化传承的研究

刘小满 覃小燕 林鹭 黄小珍

摘 要：花山岩画文化景观的传承受到地域、科技等各类因素不同程度地制约，传承方式单一，手段欠缺，如何传承和发展花山岩画文化是具有十分重要意义的实践课题。本文以影响花山岩画文化传承的因素为切入点，分析3D技术在花山岩画传承上发挥的重要作用及可行性，通过研究形成了基于3D技术对花山文化传承发展的方向和方法。

关键词：花山岩画;3D技术;传承

2018年两会明确指出“让物质文化融入时代、融入生活”，文化传承声音成为了全国人民关注的热点。由此可见，继承创新文化遗产得到了前所未有的重视，非遗保护及优秀传统文化回归的形势大好，花山岩画文化传承与保护价值越来越受到全社会关注。当前，传承创新花山岩画文化景观的手段仍旧欠缺，本文基于3D打印技术，对花山岩画文化的传承进行研究。

一、花山岩画文化景观简介

左江花山岩画文化景观是目前为止中国发现的单体最大、内容最丰富、保存最完好的一处岩画，是壮族先民骆越人留下的文化遗产。通过碳14断代法推断出左江花山岩画的作画年代可追溯到战国时代，于2016年7月15日被列入世界文化遗产的名單中成为中国第49处世界遗产，花山岩画申遗成功填补了中国岩画类世遗项目的空白。2017年12月，入选教育部第一批全国中小学生研学实践教育基地、营地名单。

花山，壮语称为pay laiz（岜莱），即画得花花绿绿的山，是一座峰峦起伏的断岩山。花山岩画地处广西崇左市左江及其支流明江流域，与其依存的山体、河流、台地共同构成壮丽的左江花山岩画文化景观，包含约105公里左江、明江河段。遗产区面积6621公顷，其中宁明县为第一遗产区，龙州县为第二遗产区，江州区和扶绥县为第三遗产区。

花山岩画其景观、岩画与中国南方壮族先民骆越人生动而丰富的社会生活融合在一起所显示的独特性。岩画以人像构成主体，辅以马、铜鼓、刀、剑、太阳等图像，这些岩画构图与人物造型勾画出一幅幅内容丰富，意境深沉的画面，真实地反映了己经消逝久远的骆越社会活动情景。花山岩画融整体的规模宏大、单体的气势雄伟、个体人物体形硕大之三大特征于一体，形成了其他岩画所不能比的雄阔气势，具有极其强烈的艺术感染力，是壮民族先民绘画艺术的不朽杰作及传承基础，堪称世界岩画史上的珍品。

二、3D打印技术简介

3D打印技术，出现在20世纪90年代中期。该技术是一种以数字模型为基础，利用3D打印机和特殊可粘合材料，通过3D打印机逐层打印的方法来构造物体模型的一种技术[1]，通过电脑与内装有液体或粉末等“打印材料”的3D打印机连接起来将绘制的图纸打印出模型的一种手段。

3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。其打印过程主要是：先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印，完成打印。

随着3D技术的飞速发展，3D打印技术已趋于成熟，目前已广泛应用于多个领域，包括制造业、航天、医疗、汽车制造、电子行业还有服装行业等。该技术在文物的保护上也发挥了极大的作用，利用3D技术和三维扫描技术将文物复刻，成为了最大降低与复制中文物二次损坏的良好措施和手段之一。

2015年8月23日，中共中央政治局常委、国务院总理李克强主持国务院专题讲座，讨论加快发展先进制造与3D打印等问题。由此，我国3D打印进入飞速发展阶段，技术不断进步，政策不断完善。可见，将3D技术应用在花山岩画的传承上，如利用3D打印技术将岩画物化、利用三维扫描及3D打印技术修复花山岩画，将指日可待。

三、影响花山岩画文化传承的因素

人们常言“花山之谜”，谜得是它的作画年代、作画方法、作画目的，无疑这是留给我们一笔珍贵的历史财富。左江花山岩画文化景观不仅是壮族先民艺术与智慧的结晶，还是最具有骆越先祖代表性的文化符号。申遗的成功不能代表文化遗产的保护和传承工作圆满成功，而是意味着更艰巨的工作和更重大的责任。在调查研究时，我们发现左江花山岩画虽年代久远、保存完整，但在地质、风化、渗水病害等自然因素以及旅游开发、不合理排污等人为因素的影响下花山岩画已经遭受到严重的侵蚀甚至毁坏。

（一）自然因素对花山文化传承的影响

花山岩画地处我国西南地区的南缘地带，山多平地少，此地区还分布着广泛的碳酸盐岩地，地形地貌破碎，是属于典型的喀斯特地貌类型[2]。花山岩画主要分布在左江流域沿岸，少部分是在远离左江的旱地上，其作画岩壁的成分就是碳酸盐岩（石灰岩）。在长期的地理环境和地质构造的作用下，花山岩画岩壁出现了严重的岩体开裂、岩体崩落掉块和岩溶等状况，导致部分岩画丢失，破坏了岩画的完整性及其历史价值，导致花山文化得不到更好、更完整的传承。

由于受到水、风、温度等自然因素的影响，花山岩画岩体表面受到较为普遍的风化作用。风化的类型较为复杂，既有物理风化，也有化学风化，还有生物风化。花山岩画的物理风化作用是所处的高温、高湿度等环境因素所引起的，主要表现在表层岩体呈片状、鳞片状脱落。加之风的搬运沉淀作用而形成表面沉淀覆盖层，更使岩画变得模糊不清，严重影响岩画的呈现。由于花山岩画处于高温高湿多雨的环境，所以花山岩画的化学风化较为突出。化学风化作用的方式多种多样，有溶解、水解、碳酸化作用、氧化作用等，严重地破坏了壁画的完整性。生物风化是指生物对花山岩画产生的风化作用其主要表现为岩体被生物生长过程中的根系破坏，岩画被微生物生长钻孔的机械破坏，以及岩画表面被地衣、苔藓等生物的覆盖蚀损[3]。这些风化作用都会使花山岩画得不到更长久的保护，也使得花山文化得不到更好的传承。

左江流域地处北回归线以南，属于亚热带季风气候，高温多雨，全年光照充足，降雨量大，尤其是夏季的降雨量，大约占全年降雨量的一半。花山岩画就在左江流域沿岸的壁岩上，常常面临着水对花山岩画这石质文物的危害，主要体现在裂缝渗水、崖面流水、溶蚀等方面。裂缝渗水主要是层理裂缝渗水，渗水在崖壁上会破坏岩画，对岩画画面产生了生物性的危害。崖面流水是大气降水或裂缝渗水沿崖壁对花山岩画形成面状水害，对花山岩画的危害极大。溶蚀是在裂缝渗水和崖面流水的作用下，侵蚀花山岩体，使得岩画壁面产生溶洞、溶孔等岩溶形态，破坏壁画。同时，溶蚀生成的碳酸钙沉淀物会形成石钟乳和粒状覆盖物，覆盖岩石壁画[4]。

（二）人为因素对花山文化传承的影响

因为“左江花山岩画文化景观”的申遺成功，使得花山岩画的知名度大幅提高，花山岩画成为了众多游客的不二之选。旅游开发后修建了大量的步行栈道以及观景台等旅游设施，过度开发造成了岩画不可预估的危害性。此外，由于保护工作和管理措施不到位，花山岩画遭到了人为的破坏，如乱涂乱画、触摸扣画等，对岩画的保护和传承造成极大的危害。

为发展经济，左江流域的县市建立了众多如水泥厂、造纸厂、制糖厂等工矿企业，由于在建立之初没有很好的规划排污系统，这些企业在制造过程中排泄大量的二氧化硫、二氧化碳、粉尘等大气污染物和污水，造成了大气污染和水污染，不断侵蚀着壁画，影响了壁画的清晰度。更有甚者利用现有的石灰岩大山开山炸石，贩卖或加工石灰石作为经济的来源。这些行为无可避免地破坏了岩画，致使岩画风化开裂的岩体掉落下来，岩画面被破坏。

四、3D打印技术在花山岩画文化传承上的优劣势分析

（一）3D打印技术在花山岩画文化景观传承上的优势

一是3D打印技术在材料上更加节约，产品成型率高。3D打印产生的副产品较少，原料浪费降低，且生产时间大大减少。如传统的漆线雕制作最后一步表层贴金需要耗费手工艺人大量的时间和精力才能完成一件精美的艺术作品，厦门蔡氏漆线雕与3D打印企业展开合作，借助3D打印技术解决漆线雕工艺上的需求，大大提高了生产率，让作为漆线雕的艺术家们有更多的时间和精力来制作更多精美的艺术品[5]。借助3D打印技术将花山岩画物化，设计更多有岩画元素的水杯、摆件、挂饰等;在图书馆、博物馆、机场等地做一面通过3D打印技术打印出的花山岩画墙，高度还原岩画，让岩画看得见摸得着，将岩画文化投送至生活中，让人们切身体会到花山岩画的魅力。利用3D打印技术，使得花山岩画在成型上更加迅速，也节省了更多手工制作带来的繁琐细节和不必要的材料消耗。

二是无需组装，设计空间无限。3D打印能使产品一体化成型，从而省去了将零件拆分、制造后再焊接的过程，一方面大大提高了加工制造的效率，另一方面，又避免了各部件衔接不良造成的质量缺陷。同时，可以将全彩色、异质、功能梯度的材料进行处理制，省去的装配环节也可降低工作量和生产成本。[10]传统模具浇筑使得制造产品形状有限，3D打印技术则突破这些局限，开辟巨大的设计空间，这在花山岩画文化景观的物化和修复上都提供了极大的便利。

三是结合三维扫描，精确实体复制。3D打印技术，可以实现对精细零件等物件的高效开发和制造，还可以应用于直接成形的复杂高性能塑料零件。例如，在汽车制造领域，通过3D打印技术可以实现对汽车壳体各项参数的灵活调整，并且为复杂汽车轮廓的实现提供了充足的支持;美国一款战斗机管道系统在制造的过程中采用了3D打印技术[6]。据了解，在多达八十几处的花山岩画遗址中，仅宁明的花山岩画有得到保护性修复，其他地区的花山岩画仍处于急需保护和修复的状态中。对遗址修复不仅要求修复过程中尽可能不接触其本身的情况下对其进行修复，而且要求保持其原本样貌。参考3D打印技术在文物修复中发挥的巨大作用，在花山岩画的修复中采用3D打印技术将会是一个正确的选择。使用三维扫描仪对所需修复的花山岩画局部进行扫描，利用3D打印技术将损坏部分截面结构打印出来，再结合传统手工艺对其进行上色，最后使用最合适的粘合材料粘合到花山岩画中，完成修复[7]。

可见，3D打印技术无论在花山岩画的宣传弘扬还是在花山岩画的修复以传承上，都发挥了其他传统手段或新兴技术无法比拟的作用。

（二）3D打印技术在花山岩画文化传承上的劣势

一是可供打印材料有限且成本高。目前可供3D打印使用的材料主要有石膏、塑料、金属、树脂等，且前期引入设备价格惊人。3D打印技术在打印富含花山岩画元素的生活用品时投入较高，而在推广和销售过程此类商品时，大众也许难以接受其过高的定价而使得传承工作难以推进。而在修复花山岩画时使用的材料更为缺稀昂贵，设备更加高级，故而其也将面临巨额资金投入问题。

二是成品精度、受力强度有待提高。3D打印技术采用逐层打印的方法，使得其精度、受力强度等远不及传统模具浇筑成型的材料性能。精度不强无法将花山岩画的传神地展现在大众面前，甚至弄巧成拙，破坏岩画在大众心中的形象;在修复花山岩画上，由于无法达到预期的精度致使花山岩画原貌发生改变，给专家学者的研究带来了极大的干扰，还可能成为花山岩画传承与发扬路上的拦路虎。受力强度不强是我们在使用3D打印技术传承花山岩画文化景观最大的问题，其逐层打印使得作品连接处在外力作用下极易破坏，致使无法保证成型的模型、雕塑等使用或展示安全，在修复上更是容易在外力作用极易脱落。

3D打印技术的缺陷在花山岩画文化景观的传承上成为了我们不得不考虑的问题。

五、结语

中华民族五千年悠久历史，孕育了灿烂辉煌的文化，沉淀并延续了景观文化。非物质文化遗产作为中华优秀传统文化的重要组成部分，是中华民族独特的精神标识，其传承和发展是一项复杂而艰巨的系统工程。

左江花山岩画文化景观是我国非物质文化遗产中主要组成部分，3D技术虽仍存在局限，但在花山岩画文化景观的传承中仍能发挥重要作用。基于3D打印技术将岩画复刻、修复岩画等，3D技术在花山岩画文化景观的传承上将会给我们带来惊喜，我们应倡导用技术带动传统文化景观的传承与发展。

参考文献

[1] 钟胤卞.3D打印风靡全球[J].中国印刷，2013（3）：1.

[2] 汤传勇.基于数字流域的左江流域生态环境评价研究[D].广西：广西师范学院，2010.

[3] 郭宏.宁明花山岩画病害原因研究[J].中国文化遗产，2016（4）：48-54.

[4] 黄槐武.亟待保护的宁明花山岩画[J].中国文化遗产，2007（6）：31-33.

[5] 刘瑀怡，3D打印技术对传统工艺的影响[J].大众文艺，2018（22）：65-66.

[6] 刘秀霞.3D打印技术的工业应用及产业化发展[J].设备管理与维修，2018（22）：159-160.

[7] 蒋道银.文物修复和复制中的3D打印技术[N].中国文物报，2015-09-18（7）.