数字化艺术修复川北惜字塔的技术途径*——以文滩桥惜字塔为例

黄无书

（西华师范大学美术学院,四川南充 637000）

建筑遗产是人类社会发展印证，记载了历史，见证了时代变迁，同时也承载了当地民众生活记忆。如何让其焕发生机，继续见证未来，是建筑及环境设计师要关注的要点。四川川北惜字塔等民间瑰宝数量大，分布广，散落在川北城乡各地，因气候潮湿，洪水、地震等自然灾害较为频繁，露天石建筑、石刻、砖雕等容易受到物理风化、生物风化、化学风化、地质灾害以及人为等破坏，文物往往出现不可逆损害，加之保护措施不周全，统计和记录难度大，文物会随着时间推移而在外表、结构、位置上发生不可预料的变化。除了自然损害外，其他人为损毁、各类意外，都需要更先进的记录与保护，以及数字化艺术修复。

一、本文的研究对象——西充文滩桥惜字塔概况

南充市西充县是文化大县，有46处文物保护单位，其中有8处为惜字塔，并成立了惜字塔公园。整个公园占地约470亩，其中复古特色建筑10多座。其中文滩桥惜字塔坐落于西充七宝镇与嘉陵区交界处。塔体坐东向西，为六面七层阁楼式中空石塔，现存塔体通高约7.6米。占地约有3平方，塔体逐层收分。为保护和修复现存8座惜字塔，笔者建立了完善的3D数据库，见图1。

图1 扫描二维码可欣赏3D惜字塔

二、实景建模技术、Photoscan三维建模软件建立惜字塔数据平台

艺术修复的落实，是建立在惜字塔本身的文物保护和数据化的基础上的。这就意味着要对惜字塔各类数据进行充分采集、实景建模，进而进行高效而可靠的艺术修复。而且，相关的工作内容及程序可推广至类似的石刻文物保护及其复原过程中。

根据无人机倾斜摄影数据，结合地面实地实景环绕拍摄结果，可以提取川北惜字塔的原片数据，其中文滩桥的原片874张；然后进行人机交互三维建模，通过Photoscan三维建模软件，输出拍摄对象准确、精准的真实细节，见图2。

图2 三维建模构成的数字网格块面

三、在惜字塔数据平台上艺术修复的三种途径

笔者依据中国古代天圆地方的审美理念和传统建筑“方五斜七”的审美比例，参考梁思成和林徽因《营造法式》在木建筑中发掘的建筑美学，结合清华大学建设学院王南博士提出的中国古建筑“美学密码”，验证并应用于川北石刻建筑惜字塔的艺术修复之中。

1.途径一：参照木制结构建筑的飞檐、陶瓦，进行数字化艺术修复。

川北木结构一般是母角梁上安仔角梁，仔角梁上钉翘飞椽，再放望板，上面盖以陶瓷构件。工匠术语称之为“冲三翘四”。也有飞椽的头部尺寸小，尾部尺寸大，传统匠人在施工中形成了约定俗成的口诀，比如“一飞二尾”或“一飞三尾”，即把尾部的三分之二或四分之三做成斜面压在檐缘的望板上。

笔者依据古建筑文献，结合田野考察进行数据采集，之后用计算机进行三维实景建模。在建筑结构的分析及对照中，发现四川古代石匠人在修建惜字塔的过程中，参考、借鉴了木结构建筑。比如盐亭惜字牌坊就参照了木制结构建筑，修建飞檐、石瓦，见图3。

图3 绵阳檬子垭惜字牌坊的三维实景模型

2.途径二：依照方五斜七的传统建造比例及笔者发现的函数公式规律进行艺术修复。

方圆范式承载了阴阳互补、刚柔相济的中国传统的审美观念。方圆范式影响着中国的造物形式。清华大学建筑学院的王南博士提出，中国建筑等的美学密码在于“方五斜七”、规矩方圆作图的一系列构图比例，尤其是√2与√3/2比例，其背后蕴含着中国古人“天圆地方”的宇宙观、“象天法地”的规划设计理念和追求天、地、人和谐的文化观念。笔者发现，惜字塔同样遵循天圆地方的建筑理念，依照方五斜七的比例而修建，并未脱离传统建筑的比例规范，见图4。

图4 文滩桥惜字塔逐级收分的比例数据及（）2X比例示意图

演算过程：见图5。对于如果破损的同类惜字塔可以作为推算依据。

图5 公式演算过程

3.途径三：根据笔者收集的大数据、3D建模软件，进行艺术造型数据对照修复。

我们建立了惜字塔数据库，在数字化艺术修复过程中，参考已有的石刻艺术数据，科学而直观的掌握各种石刻的各种造型要素，用于川北惜字塔的艺术修复。具体说来，参考以下艺术造型方式进行修复。

（1）圆雕、高浮雕、阴刻、阳刻等艺术形式，见图6。

图6 笔者修复的惜字塔高浮雕、阳刻实景模型

（2）根据题材等内容进行数字化艺术修复，见图7、8、9。

图7 修复的动物局部实景模型

图8 修复的神龛人物、戏曲人物、历史人物等实景模型

图9 修复的花纹、文字实景模型

四、应用价值

艺术修复方案的成果能直接应用于文物虚拟展示、文物文化教育、文物元素提取、文物实际修复、文物异地重建之中。例如，本项目成果为西充县惜字塔公园的文化提供了素材。

1.满足高校、研究机构、图书馆、科研基地等单位的需求

一直以来，对偏远地区的文物进行研究，天然地存在着自然条件恶劣和专业资源匮乏两个难点，研究工作很难顺利展开；另外，当下考古工作也对专业测量与记录方式提出了更高要求。富于互动性、直观性和全面性的文物实景3D建模，较传统二维平面的照片更为优异，从而让研究者减少实地考察成本，提高研究工作效率。

2.满足博物馆和各类文化宣传机构的需求

这些机构在保护、宣传地方文物时，需要客观、翔实、具体、可视化的文物数据、照片、实景模型。弘扬川北惜字塔文化，推动对古石建筑和石刻艺术的保护。

3.满足文物保护及修复的具体需求

笔者利用前沿的测绘技术、将数据转化为全景图像的实景建模技术，加之创新性发现的建筑计算公式，对文物残缺部分的复原计算，简单高效、成本低廉。文物保护及修复单位需要本项目组的成果及运用案例来支持其保护、修复工作。

结语

如何做到“让收藏在禁宫里的文物、陈列在广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字都活起来”是笔者的初心。对此，笔者通过近3年的努力，建立了川北惜字塔石刻数据库和惜字塔3D数字化，有助于文物保护单位及时了解石刻现状，获得文物最新的准确的数据；同时未来石刻文物遭遇不测时，有充足的复原资料以供参考；有助于文化保护单位更好地研究石刻的结构、材质以及病害。在此基础上提出了艺术修复惜字塔，最大可能地还原其原始形态，有助于在各类媒介上传播，展现川北民间的审美文化，融合其他民间美术，探索、建构川北民间审美文化体系。