莲鹤方壶“数字孪生”，技术创新引领文博数字化新潮

顶端新闻记者 张弋 文 宋亚猛 摄影

在中国文博界，流传着这样一句话：“先有郑公大墓，后有河南博物院。”

1923年，人们在新郑李家楼意外发现了一座古代大墓，挖出了不少青铜器等宝物。

经过40余天的发掘，大墓共出土了青铜礼乐器百余件及陶瓷器、玉器、骨器等，为了妥善收藏这批文物，河南博物院的前身河南博物馆成立，奠定了河南博物院近百年的基业。

△莲鹤方壶 故宫博物院藏

△莲鹤方壶 河南博物院藏

其中最为夺目的一对莲鹤方壶，一件收藏于河南博物院，位列镇院之宝，另一件收藏于北京故宫博物院。

日前，恰逢新郑李家楼郑公大墓青铜文物出土百年纪念大会，河南博物院在东临展厅，运用先进的裸眼3D成像技术，让这对莲鹤方壶再度同框，这也是“姊妹花”在2006年之后首次并蒂绽放。

“三百万面”+16K材质贴图，莲鹤方壶数字孪生再重逢

8月22日，莲鹤方壶裸眼3D首映仪式在河南博物院举行。

在东临展厅5m×5m的大型LED屏幕上，莲鹤方壶以它原本的铜色登场，金灿灿的壶身吸引了在场所有观众的目光：“看起来和隔壁第四展厅里的完全不一样啊，青铜原来不是绿色的？”

在观众的惊讶声中，屏幕中的莲鹤方壶画风一转，变成了人们熟悉的青铜，过了一秒，它又像玩具积木一样分解开来。

壶顶仙鹤、回首龙形耳、回首翼兽圆雕、卷尾兽一件件“飞”向观众眼前，毫无保留地展示出每一个细节，再次引发了观众们的惊呼。“这些零件居然能拆下来？甚至零件都有自己的名字？”

△现场观展观众络绎不绝

令观众震撼的还远不止于此。影片结尾，京豫两尊莲鹤方壶同时在屏幕上，并分别标注着“河南博物院藏”和“故宫博物院藏”的字样。

人们这时才意识到，河南博物院的镇院之宝莲鹤方壶居然有一对，这就立刻激发了观众“找茬”的兴趣：“虽然看起来都差不多，但故宫的好像更绿一些……”

现场，一位来自上海的观众表示，屏幕上的文物他见过不少，但用裸眼3D展示的，还是头一次见。

其实，这并不是河南博物院第一次使用裸眼3D展示文物。第九届博博会期间，河南博物院技术团队就使用该技术，生动展示了兽面纹方鼎的三维立体影像。

为了纪念郑公大墓青铜文物出土百年，河南博物院原打算协调故宫馆藏莲鹤方壶来豫展览，但考虑到文物的重要性和运输的不便，最终决定采用数字技术，实现莲鹤方壶“姊妹花”重逢。

河南博物院文化信息中心传播科苏一飞告诉顶端新闻记者，在平面广告等领域，裸眼3D技术已经比较成熟，但运用在博物馆数字陈列上，全国尚无先例。

苏一飞第一次接触文博领域的裸眼3D，是2020年他在故宫博物院学习时。

“故宫当时开了一个学术会议，专门在会上用裸眼3D展示了一个小瓷缸，屏幕不是很大，但让我感觉很新奇。虽然早就知道裸眼3D技术，但运用在文博领域还是第一次知道。”

结束学习回来，苏一飞就开始着手裸眼3D的实践。从起初在电脑上做简单的模型，到加入视觉效果，再到模型运动，做分屏烘焙，找裸眼3D的视差，直到博博会兽面纹铜鼎裸眼3D，短短一年多时间，他的团队对裸眼3D已是愈发熟稔。

“院领导十分支持我们对新技术的研发应用。万书记曾对我说，掌握一门新型的技术并不难，难的是如何借助新手段讲好文物背后的故事。”苏一飞表示。

6月下旬，河南博物院和故宫博物院同时启动了对莲鹤方壶的数据采集工作。河南博物院早在2002年就对莲鹤方壶进行过数据采集，但20年前采集的数据只够支持普通的宣传视频，用在大屏裸眼3D上精度远远不够，只能重新采集。

苏一飞回忆，采集工作只能在库房里进行，因此在周日下午闭馆后，工作人员将莲鹤方壶运进库房才开始进行数据采集，周一闭馆，周二也没能拿出来展览，直到周三才把莲鹤方壶重新放回展线。

“虽然耽误了一天，但把采集精度提升到了300万面16K。”苏一飞解释道，用肉眼能看到莲鹤方壶身上的蟠龙纹，但蟠龙纹里还有不易辨认的阴刻线。经过高精度采集，这些阴刻线在电脑上放大50倍，用在5m×5m的屏幕上，依然清晰可见。

莲鹤方壶真面目到底长啥样？多部门携手重现莲鹤方壶昔日光华

对文物数据采集只是第一步，对技术团队而言，想要真正实现裸眼3D效果，最难的还是找准观众的最佳观看视角。

裸眼3D，顾名思义，是利用观众两眼视差的特性，不需要借助外设的辅助设备，就可以获得空间广度、立体深度的显示，给观众带来震撼的视觉体验。

最近去到河南博物院东临展厅的游客，一定已经找准了最佳观看点，那就是展厅的正中央，距离屏幕8米左右。

苏一飞说，由于东临展厅比较大，他们提前去踩好了点，经过数据测算，距离直角屏8米左右就是最佳视角。“站在8米远的地方，前后一米左右一米，都能呈现最震撼的效果。”

△莲鹤方壶裸眼3D制作过程

如果你还想看得更真切、震撼点，或许得有一米七五到一米八的身高。据了解，河南博物院制作画面的摄像机高度是一米七五，所以在一米七五的高度上观看，视差会更准确。但如果找不准位置，文物看起来会变形。

前文提到，莲鹤方壶是以金灿灿的色泽闪亮登场，为观众展现出2600年前它原本的模样，以及青铜构件的具体名称和它的组合方式，这是河南博物院信息中心和文保中心、藏品管理部通力协作的成果。

河南博物院文化信息中心主任荆书剑告诉记者，用裸眼3D展示国宝莲鹤方壶，其目的不仅要给观众更加震撼的视觉体验，更重要的是深挖文物的历史价值，把传统陈列无法表达的信息传递给每个人。

△莲鹤方壶裸眼3D制作过程

“很多人误以为以为青铜器原本就是绿色的，所以我们要还原它原本的样貌，其实古人和现代人喜欢黄金一样，都喜欢金灿灿的东西，但受制于生产力，只能用铜来做。”

“片中莲鹤方壶也并非纯铜色。“河南博物院文物保护技术研究中心副主任杜安介绍，他们用无损检测方式进行过表面X射线荧光分析，得出莲鹤方壶的材质为合金。“这个结果会受到表面锈蚀产物的影响，与实际合金比例有一定差距，但具有一定的参考价值。”

在从文保中心拿到材质样本后，苏一飞再利用电脑合成，最终得出了最接近莲鹤方壶合金的颜色。

至于每个零件的准确名称和它的英文注释，则是河南博物院藏品管理部的功劳。

荆书剑说，莲鹤方壶采用了失蜡法和分铸法铸造，每个构件都是可以拆卸的，顶盖也可以打开。藏品管理部就为我们提供了专业的解读，详细的介绍了每个构件的名称和英文翻译。

比如回首龙翼兽圆雕Winged beast-shaped bronze sculpure、蟠龙纹Curled-up dragon pattern、卷尾兽Curly-tailed Beast，这些内容观众在展厅里是看不到的。

荆书剑透露，莲鹤方壶裸眼3D项目成功落地，是河南博物院数字化技术的一次新的尝试和探索，接下来计划将九大镇院之宝都以裸眼3D的方式呈现。

“观众喜爱的四神云气图已经在筹备阶段了，最快明年春节前就能和大家见面。”

从“三盏灯”到“21盏灯”，数字技术催生文物摄影革命

对于熟谙摄影的人来说，最熟悉的词可能莫过于“三点布光”，即为主体光、辅助光与轮廓光，用于较小范围的场景照明，俗话讲叫“三盏灯”。

对于文物摄影而言，作品只需遵循两个原则，形状比例和器物颜色不能变，能真实地展现器物样貌和细节即可。因此多年以来，对文物摄影师而言，“三盏灯”就足够用了。

△河南博物院《中原藏珍》莲鹤方壶

然而这次河南博物院对莲鹤方壶的数据采集量化，苏一飞破天荒地使用了21盏灯，把以前的柔光采集变成硬光采集，更好地展现了文物的色彩和纹理，使其更加清晰可辨，真实地反映出文物的每一处细节。

之所以能将1米多高的莲鹤方壶放在接近40平米的裸眼3D屏上还能清晰看见阴刻纹路，首先得益于前期高精度的数据采集。

“三维扫描其实是20多年前就已经存在的技术，算法到现在都没太大改变。”苏一飞介绍说，这次对莲鹤方壶数据采集使用了上亿像素的相机，通过大幅度提高数据采集的精度，给观众展示文物上那些用肉眼看不到的细节。

文物数字化建设不仅承担着向公众传播和展示先民们留下的优秀文化遗产，更可以通过一次性高质量多维度多角度地记录文物现状。文博工作者可不再重复提取文物本体，而通过数字影像对文物进行研究，最大限度地保障文物的绝对安全。

△东临展厅现场

此次在不移动文物的前提下，实现莲鹤方壶“姊妹花”七夕“牵手”，就是最好的案例。

河南博物院新一代文博人，从零开始，短短两年多就将裸眼3D技术熟练运用于数字陈展。在河南博物院党委书记万捷认为，创新是时代的主旋律和各行业发展的重要驱动力，博物馆行业也不例外。

在他看来，随着时代发展，越来越多的博物馆正在利用新技术新手段创新展览形式，博物馆陈列在注重历史性、知识性、文化性的同时朝着参与性、互动性、趣味化、生活化、新颖化发展。

△每个前往河南博物院的游客，莲鹤方壶都是必打卡国宝

万捷说，数字化展示是博物馆陈展的发展趋势。大数据、云计算、AI等先进科技，赋予博物馆更丰富的打开方式，数字化技术将在未来的博物馆中扮演更加重要的角色,包括数字化展品、数字化导览、数字化交互等,这将为观众提供更加便捷的参观体验；沉浸式、互动式、体验式正在成为潮流，未来的博物馆将更加注重互动性和参与性。

但他依然认为，从展示主题、展示内容、参与方式、体验感受等方面综合衡量，传统的基本陈列依然无可替代，但展示理念、展示方式需要与时俱进。

近年来，河南博物院不断推陈出新，文物宣传片《中原藏珍》系列摘得中国新闻奖一等奖，“端午夜未央”活动是河南博物院建院近百年来首次夜间开放，这次将莲鹤方壶用裸眼3D技术展示，更是全国首例。

万捷表示，每一次创新举措，都是文物创新展示的一种手段。让观众“身临其境”感受现代人与传统文化的对话，尤其让年轻人了解传统文化、爱上传统文化，是博物馆的重要责任。因此创新传播手段，吸引越来越多的人“走近”博物馆，进而“走进”博物馆，最终爱上博物馆，这是博物馆工作题中的应有之义。