基于3D技術對花山巖畫文化傳承的研究

劉小滿 覃小燕 林鷺 黃小珍

摘 要：花山巖畫文化景觀的傳承受到地域、科技等各類因素不同程度地制約，傳承方式單一，手段欠缺，如何傳承和發展花山巖畫文化是具有十分重要意義的實踐課題。本文以影響花山巖畫文化傳承的因素為切入點，分析3D技術在花山巖畫傳承上發揮的重要作用及可行性，通過研究形成了基于3D技術對花山文化傳承發展的方向和方法。

關鍵詞：花山巖畫;3D技術;傳承

2018年兩會明確指出“讓物質文化融入時代、融入生活”，文化傳承聲音成為了全國人民關注的熱點。由此可見，繼承創新文化遺產得到了前所未有的重視，非遺保護及優秀傳統文化回歸的形勢大好，花山巖畫文化傳承與保護價值越來越受到全社會關注。當前，傳承創新花山巖畫文化景觀的手段仍舊欠缺，本文基于3D打印技術，對花山巖畫文化的傳承進行研究。

一、花山巖畫文化景觀簡介

左江花山巖畫文化景觀是目前為止中國發現的單體最大、內容最豐富、保存最完好的一處巖畫，是壯族先民駱越人留下的文化遺產。通過碳14斷代法推斷出左江花山巖畫的作畫年代可追溯到戰國時代，于2016年7月15日被列入世界文化遺產的名單中成為中國第49處世界遺產，花山巖畫申遺成功填補了中國巖畫類世遺項目的空白。2017年12月，入選教育部第一批全國中小學生研學實踐教育基地、營地名單。

花山，壯語稱為pay laiz（岜萊），即畫得花花綠綠的山，是一座峰巒起伏的斷巖山。花山巖畫地處廣西崇左市左江及其支流明江流域，與其依存的山體、河流、臺地共同構成壯麗的左江花山巖畫文化景觀，包含約105公里左江、明江河段。遺產區面積6621公頃，其中寧明縣為第一遺產區，龍州縣為第二遺產區，江州區和扶綏縣為第三遺產區。

花山巖畫其景觀、巖畫與中國南方壯族先民駱越人生動而豐富的社會生活融合在一起所顯示的獨特性。巖畫以人像構成主體，輔以馬、銅鼓、刀、劍、太陽等圖像，這些巖畫構圖與人物造型勾畫出一幅幅內容豐富，意境深沉的畫面，真實地反映了己經消逝久遠的駱越社會活動情景。花山巖畫融整體的規模宏大、單體的氣勢雄偉、個體人物體形碩大之三大特征于一體，形成了其他巖畫所不能比的雄闊氣勢，具有極其強烈的藝術感染力，是壯民族先民繪畫藝術的不朽杰作及傳承基礎，堪稱世界巖畫史上的珍品。

二、3D打印技術簡介

3D打印技術，出現在20世紀90年代中期。該技術是一種以數字模型為基礎，利用3D打印機和特殊可粘合材料，通過3D打印機逐層打印的方法來構造物體模型的一種技術[1]，通過電腦與內裝有液體或粉末等“打印材料”的3D打印機連接起來將繪制的圖紙打印出模型的一種手段。

3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。其打印過程主要是：先通過計算機建模軟件建模，再將建成的三維模型“分區”成逐層的截面，即切片，從而指導打印機逐層打印，完成打印。

隨著3D技術的飛速發展，3D打印技術已趨于成熟，目前已廣泛應用于多個領域，包括制造業、航天、醫療、汽車制造、電子行業還有服裝行業等。該技術在文物的保護上也發揮了極大的作用，利用3D技術和三維掃描技術將文物復刻，成為了最大降低與復制中文物二次損壞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、國務院總理李克強主持國務院專題講座，討論加快發展先進制造與3D打印等問題。由此，我國3D打印進入飛速發展階段，技術不斷進步，政策不斷完善。可見，將3D技術應用在花山巖畫的傳承上，如利用3D打印技術將巖畫物化、利用三維掃描及3D打印技術修復花山巖畫，將指日可待。

三、影響花山巖畫文化傳承的因素

人們常言“花山之謎”，謎得是它的作畫年代、作畫方法、作畫目的，無疑這是留給我們一筆珍貴的歷史財富。左江花山巖畫文化景觀不僅是壯族先民藝術與智慧的結晶，還是最具有駱越先祖代表性的文化符號。申遺的成功不能代表文化遺產的保護和傳承工作圓滿成功，而是意味著更艱巨的工作和更重大的責任。在調查研究時，我們發現左江花山巖畫雖年代久遠、保存完整，但在地質、風化、滲水病害等自然因素以及旅游開發、不合理排污等人為因素的影響下花山巖畫已經遭受到嚴重的侵蝕甚至毀壞。

（一）自然因素對花山文化傳承的影響

花山巖畫地處我國西南地區的南緣地帶，山多平地少，此地區還分布著廣泛的碳酸鹽巖地，地形地貌破碎，是屬于典型的喀斯特地貌類型[2]。花山巖畫主要分布在左江流域沿岸，少部分是在遠離左江的旱地上，其作畫巖壁的成分就是碳酸鹽巖（石灰巖）。在長期的地理環境和地質構造的作用下，花山巖畫巖壁出現了嚴重的巖體開裂、巖體崩落掉塊和巖溶等狀況，導致部分巖畫丟失，破壞了巖畫的完整性及其歷史價值，導致花山文化得不到更好、更完整的傳承。

由于受到水、風、溫度等自然因素的影響，花山巖畫巖體表面受到較為普遍的風化作用。風化的類型較為復雜，既有物理風化，也有化學風化，還有生物風化。花山巖畫的物理風化作用是所處的高溫、高濕度等環境因素所引起的，主要表現在表層巖體呈片狀、鱗片狀脫落。加之風的搬運沉淀作用而形成表面沉淀覆蓋層，更使巖畫變得模糊不清，嚴重影響巖畫的呈現。由于花山巖畫處于高溫高濕多雨的環境，所以花山巖畫的化學風化較為突出。化學風化作用的方式多種多樣，有溶解、水解、碳酸化作用、氧化作用等，嚴重地破壞了壁畫的完整性。生物風化是指生物對花山巖畫產生的風化作用其主要表現為巖體被生物生長過程中的根系破壞，巖畫被微生物生長鉆孔的機械破壞，以及巖畫表面被地衣、苔蘚等生物的覆蓋蝕損[3]。這些風化作用都會使花山巖畫得不到更長久的保護，也使得花山文化得不到更好的傳承。

左江流域地處北回歸線以南，屬于亞熱帶季風氣候，高溫多雨，全年光照充足，降雨量大，尤其是夏季的降雨量，大約占全年降雨量的一半。花山巖畫就在左江流域沿岸的壁巖上，常常面臨著水對花山巖畫這石質文物的危害，主要體現在裂縫滲水、崖面流水、溶蝕等方面。裂縫滲水主要是層理裂縫滲水，滲水在崖壁上會破壞巖畫，對巖畫畫面產生了生物性的危害。崖面流水是大氣降水或裂縫滲水沿崖壁對花山巖畫形成面狀水害，對花山巖畫的危害極大。溶蝕是在裂縫滲水和崖面流水的作用下，侵蝕花山巖體，使得巖畫壁面產生溶洞、溶孔等巖溶形態，破壞壁畫。同時，溶蝕生成的碳酸鈣沉淀物會形成石鐘乳和粒狀覆蓋物，覆蓋巖石壁畫[4]。

（二）人為因素對花山文化傳承的影響

因為“左江花山巖畫文化景觀”的申遺成功，使得花山巖畫的知名度大幅提高，花山巖畫成為了眾多游客的不二之選。旅游開發后修建了大量的步行棧道以及觀景臺等旅游設施，過度開發造成了巖畫不可預估的危害性。此外，由于保護工作和管理措施不到位，花山巖畫遭到了人為的破壞，如亂涂亂畫、觸摸扣畫等，對巖畫的保護和傳承造成極大的危害。

為發展經濟，左江流域的縣市建立了眾多如水泥廠、造紙廠、制糖廠等工礦企業，由于在建立之初沒有很好的規劃排污系統，這些企業在制造過程中排泄大量的二氧化硫、二氧化碳、粉塵等大氣污染物和污水，造成了大氣污染和水污染，不斷侵蝕著壁畫，影響了壁畫的清晰度。更有甚者利用現有的石灰巖大山開山炸石，販賣或加工石灰石作為經濟的來源。這些行為無可避免地破壞了巖畫，致使巖畫風化開裂的巖體掉落下來，巖畫面被破壞。

四、3D打印技術在花山巖畫文化傳承上的優劣勢分析

（一）3D打印技術在花山巖畫文化景觀傳承上的優勢

一是3D打印技術在材料上更加節約，產品成型率高。3D打印產生的副產品較少，原料浪費降低，且生產時間大大減少。如傳統的漆線雕制作最后一步表層貼金需要耗費手工藝人大量的時間和精力才能完成一件精美的藝術作品，廈門蔡氏漆線雕與3D打印企業展開合作，借助3D打印技術解決漆線雕工藝上的需求，大大提高了生產率，讓作為漆線雕的藝術家們有更多的時間和精力來制作更多精美的藝術品[5]。借助3D打印技術將花山巖畫物化，設計更多有巖畫元素的水杯、擺件、掛飾等;在圖書館、博物館、機場等地做一面通過3D打印技術打印出的花山巖畫墻，高度還原巖畫，讓巖畫看得見摸得著，將巖畫文化投送至生活中，讓人們切身體會到花山巖畫的魅力。利用3D打印技術，使得花山巖畫在成型上更加迅速，也節省了更多手工制作帶來的繁瑣細節和不必要的材料消耗。

二是無需組裝，設計空間無限。3D打印能使產品一體化成型，從而省去了將零件拆分、制造后再焊接的過程，一方面大大提高了加工制造的效率，另一方面，又避免了各部件銜接不良造成的質量缺陷。同時，可以將全彩色、異質、功能梯度的材料進行處理制，省去的裝配環節也可降低工作量和生產成本。[10]傳統模具澆筑使得制造產品形狀有限，3D打印技術則突破這些局限，開辟巨大的設計空間，這在花山巖畫文化景觀的物化和修復上都提供了極大的便利。

三是結合三維掃描，精確實體復制。3D打印技術，可以實現對精細零件等物件的高效開發和制造，還可以應用于直接成形的復雜高性能塑料零件。例如，在汽車制造領域，通過3D打印技術可以實現對汽車殼體各項參數的靈活調整，并且為復雜汽車輪廓的實現提供了充足的支持;美國一款戰斗機管道系統在制造的過程中采用了3D打印技術[6]。據了解，在多達八十幾處的花山巖畫遺址中，僅寧明的花山巖畫有得到保護性修復，其他地區的花山巖畫仍處于急需保護和修復的狀態中。對遺址修復不僅要求修復過程中盡可能不接觸其本身的情況下對其進行修復，而且要求保持其原本樣貌。參考3D打印技術在文物修復中發揮的巨大作用，在花山巖畫的修復中采用3D打印技術將會是一個正確的選擇。使用三維掃描儀對所需修復的花山巖畫局部進行掃描，利用3D打印技術將損壞部分截面結構打印出來，再結合傳統手工藝對其進行上色，最后使用最合適的粘合材料粘合到花山巖畫中，完成修復[7]。

可見，3D打印技術無論在花山巖畫的宣傳弘揚還是在花山巖畫的修復以傳承上，都發揮了其他傳統手段或新興技術無法比擬的作用。

（二）3D打印技術在花山巖畫文化傳承上的劣勢

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、金屬、樹脂等，且前期引入設備價格驚人。3D打印技術在打印富含花山巖畫元素的生活用品時投入較高，而在推廣和銷售過程此類商品時，大眾也許難以接受其過高的定價而使得傳承工作難以推進。而在修復花山巖畫時使用的材料更為缺稀昂貴，設備更加高級，故而其也將面臨巨額資金投入問題。

二是成品精度、受力強度有待提高。3D打印技術采用逐層打印的方法，使得其精度、受力強度等遠不及傳統模具澆筑成型的材料性能。精度不強無法將花山巖畫的傳神地展現在大眾面前，甚至弄巧成拙，破壞巖畫在大眾心中的形象;在修復花山巖畫上，由于無法達到預期的精度致使花山巖畫原貌發生改變，給專家學者的研究帶來了極大的干擾，還可能成為花山巖畫傳承與發揚路上的攔路虎。受力強度不強是我們在使用3D打印技術傳承花山巖畫文化景觀最大的問題，其逐層打印使得作品連接處在外力作用下極易破壞，致使無法保證成型的模型、雕塑等使用或展示安全，在修復上更是容易在外力作用極易脫落。

3D打印技術的缺陷在花山巖畫文化景觀的傳承上成為了我們不得不考慮的問題。

五、結語

中華民族五千年悠久歷史，孕育了燦爛輝煌的文化，沉淀并延續了景觀文化。非物質文化遺產作為中華優秀傳統文化的重要組成部分，是中華民族獨特的精神標識，其傳承和發展是一項復雜而艱巨的系統工程。

左江花山巖畫文化景觀是我國非物質文化遺產中主要組成部分，3D技術雖仍存在局限，但在花山巖畫文化景觀的傳承中仍能發揮重要作用。基于3D打印技術將巖畫復刻、修復巖畫等，3D技術在花山巖畫文化景觀的傳承上將會給我們帶來驚喜，我們應倡導用技術帶動傳統文化景觀的傳承與發展。

參考文獻

[1] 鐘胤卞.3D打印風靡全球[J].中國印刷，2013（3）：1.

[2] 湯傳勇.基于數字流域的左江流域生態環境評價研究[D].廣西：廣西師范學院，2010.

[3] 郭宏.寧明花山巖畫病害原因研究[J].中國文化遺產，2016（4）：48-54.

[4] 黃槐武.亟待保護的寧明花山巖畫[J].中國文化遺產，2007（6）：31-33.

[5] 劉瑀怡，3D打印技術對傳統工藝的影響[J].大眾文藝，2018（22）：65-66.

[6] 劉秀霞.3D打印技術的工業應用及產業化發展[J].設備管理與維修，2018（22）：159-160.

[7] 蔣道銀.文物修復和復制中的3D打印技術[N].中國文物報，2015-09-18（7）.