CN110065338A - 世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，先通过3D数字化快速修复方法修复残损石雕，直接在石窟现场采集信息，利用3dsmax的建模工具分别制作原始模型和修复模型，然后将两者合成一个整体，制得石雕模型，按照石雕模型，对原残损石雕用加固陶泥进行捏塑修补，制造石雕修复造型，用LED冷光源紫外线固化设备对石雕修复造型进行照射后快速固化，将固化后的石雕修复造型安装在可移动变高圆垫支撑修补支架上，在石窟现场移动到和原残损石雕同步对位，支撑、粘合、打磨，等待干透后，去除可移动变高圆垫支撑修补支架，即修复成功，本发明修复时间短、成本低、精度高、效果好，且现场固定无需吊车、精确位移、修复模型与原窟接触精准，粘连精确。

Description

世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺

技术领域

本发明属于残损石雕修复技术领域，具体涉及世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺。

背景技术

现有的传统石窟残损石雕修复法主要有“手工制作模型修复法”、“数字化修复法”两种方法，“手工制作模型修复法”耗时、耗资、配备专业人员众多、修复周期很长，“数字化修复法”前期准备时间长、制作周期也很长；技术人员多；采集现场要求条件苛刻、对人员技术上要求很高；设备极其昂贵并且很难操作，且现有传统石窟残损石雕的修补材料，需要在大型烤箱长时间烘烤，耗时费力；

同时现有的传统石窟残损石雕和修补好的模型进行现场粘连技术，主要是利用建筑钢架支撑、吊车移动的方法，导致底部支撑力度不够、支撑受力不均匀，容易错位，前期准备时间很长，耗资巨大，用地面积很大的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，修复时间短、成本低、精度高、效果好，且现场固定无需吊车、精确位移、修复模型与原窟接触精准，粘连精确。

本发明通过以下技术方案来实现：

世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，主要包括以下步骤：

步骤一、现场采集数字化高精度影像，采集拍摄45°角、正面、侧面90°角三张数字化高精度原始影像；

步骤二、将步骤一采集到的三张数字化高精度原始影像传输进电脑，用平面图像处理软件photoshop进行饱和度、对比度和格式的处理，得到预处理的高精度数字化影像照片；

步骤三、将步骤二得到的预处理的高精度数字化影像照片导入到三维建模制作软件3dsmax中，在3dsmax中开始建模，完成现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的建模；

步骤四、在3dsmax模型中，进行模拟修复，完成残损部分的修复性建模模型的制作；

步骤五、在3dsmax模型中，将步骤四中制作好的残损部分的修复性建模模型和步骤三中的现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型结合起来，利用修改器中的转换成可编辑多边形/编辑表面模型/节点选项/节点焊接/表面光滑，将两者中间的缝隙进行缝合，合成一个整体，制得石雕模型；

步骤六、按照石雕模型，对原残损石雕用加固陶泥进行捏塑修补，制造石雕修复造型；

步骤七、用LED冷光源紫外线固化设备对石雕修复造型进行照射后快速固化；

步骤八、将固化后的石雕修复造型安装在可移动变高圆垫支撑修补支架上，在石窟现场移动到和原残损石雕同步对位，支撑、粘合、打磨，等待干透后，去除可移动变高圆垫支撑修补支架，修复成功。

进一步的，所述步骤三中现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的具体方法为：在3dsmax中建模，以导入的预处理的高精度数字化影像照片为拓扑图，在俯视、平视、测试和立体视图四个视图中进行数字化修复建模，利用修改器中的建模工具进行精确化数字临摹建模和表面细分建模，完成现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的建模。

进一步的，步骤四中模拟修复的具体方法为：在3dsmax中，对场景进行仿真模拟打光照明和材质赋予，按照现场采集数字化高精度影像里的阳光角度、强度和色彩进行3d模拟打光照明，给现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型添加灰色高光材质和实景贴图，在3dsmax中，对现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型中的残损部分进行修复性建模，将3dsmax模型的长宽高分成8:3:15的比例格子，将残损部分的模型建模出来，残损部分的单个模型面数控制在3200-4600之间，在变形器中赋予表面光滑工具，完成残损部分的修复性建模模型的制作。

进一步的，步骤六中所述加固陶泥的制备方法为：

1）、在聚氯乙烯乳化粉中添加为其3倍重量的可塑剂，再加热溶解成液状，然后冷却至常温成为浓稠状软性粘胶；

2）、在步骤1）制得的浓稠状软性粘胶中添加为其1.5倍重量的聚氯乙烯乳化粉，再均匀搅拌混合成粘胶物；

3）、将步骤2）制得的粘胶物在常温下长时间静置，使粘胶与聚氯乙烯乳化粉进行反应，再逐渐硬化变成不粘手而可捏塑的粘土半成品；

4）、在粘土半成品中添加硅氧生橡胶、光引发剂或光固化剂，再进行搅合均匀，以制成不粘手及软硬适中的加固陶泥。

进一步的，所述步骤七中LED冷光源紫外线固化设备为UV-LED芯片，波长为405NM、395NM、365NM三个波段。

进一步的，所述步骤八中可移动变高圆垫支撑修补支架包括长方体铝合金外框架，所述长方体铝合金外框架的顶部设置有铝合金支撑固定架，所述长方体铝合金外框架的底部设置有底部支撑板材，所述底部支撑板材的端面上设置有若干个竖直设置的圆柱支撑垫，所述圆柱支撑垫间隔设置且排列成支撑矩阵，且每个所述圆柱支撑垫为伸缩结构，所述底部支撑板材两侧边均匀套设有若干个竖直设置的螺丝柱，所述螺丝柱的底部设置在底板的两侧边，所述螺丝柱的底端套设有电机皮带，所述电机皮带控制螺丝柱旋转从而使套设在螺丝柱上的底部支撑板材在螺丝柱上上下移动，所述螺丝柱的顶部与底板两侧的侧边支撑架的顶部相连接，且底板的底部下方边角处设置有可移动承重钢轮。

进一步的，所述铝合金支撑固定架包括沿长度方向设置的支撑杆A和支撑杆B，所述支撑杆A 与铝合金支撑固定架两侧横杆的一端固定连接，所述支撑杆B与位于铝合金支撑固定架两侧的横杆滑动连接，所述支撑杆A的一侧连接有对应于底部支撑板材上方的矩形方框，所述支撑杆B贯穿矩形方框的两个侧杆，且支撑杆B 在侧杆中滑动连接，所述侧杆与横杆平行设置。

进一步的，每个所述圆柱支撑垫间隔距离为1/3圆柱支撑垫的直径。

进一步的，所述可移动承重钢轮的个数为6套，每套所述移动承重钢轮包括2个相互连接的承重轮。

进一步的，所述可移动变高圆垫支撑修补支架的使用方法为：

a、将固定在底部支撑板材上的圆柱支撑垫按照石雕修复模型的底部凹凸起伏的表面进行精确高度调节，形成支撑矩阵；

b、将制作好的固化后的石雕修复造型移动到可移动变高圆垫支撑修补支架，平整放置在圆柱支撑垫形成的支撑矩阵上面，推动底部可移动承重钢轮，将石雕修复模型移动到原残损石雕的对面；

c、通过电机带动电机皮带移动从而带动螺丝柱旋转，从而带动底部支撑板材和在其上面的石雕修复模型在螺丝柱上向上移动，直至和原残损石雕完全对齐；

d、将石雕修复模型和原残损石雕的残损石雕截面中间添加缝合胶液，进行支撑处理，等干透后即可完成修复，推动底部可移动承重钢轮，将可移动变高圆垫支撑修补支架移开，修复成功。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明采用3D数字化快速修复方法修复残损石雕，节省了耗时的现场激光扫描、昂贵的海量大数据分析和软硬件设备的传统数字化修复方法，直接在石窟现场采集信息，利用3dsmax的建模工具分别制作原始模型和修复模型，然后将两者合成一个整体，只需要1、2人和一台微型计算机，用一周以内的时间就可以快速完成石窟某尊残损石雕的3d数字化修复过程，具有科学合理、简单易行、耗时很短，价格极其低廉，应用范围广阔的特点，广泛应用于敦煌莫高窟、云冈、麦积山、炳灵寺、龙兴寺的残损石雕的修复中，对保护中国古代艺术精华具有重要意义，填补了一项空白；

（2）本发明对残损的石雕用加固陶泥进行捏塑修补，制造石雕修复造型，本发明光引发加固修补陶泥，解决了烘烤、加热等缺弊，利用光引发剂（光固化剂）的光辐射固化技术，用紫外光(UV)辐射光照射后，让陶泥吸收光的能量，分裂成2个活性自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂发生连锁聚合，使胶黏剂交联固化，使陶泥快速固化，修补残损石雕快速、环保、节能；

（3）本发明采用可移动变高圆垫支撑修补支架进行石雕修复造型与原残损石雕的精确对位粘连，本发明能够快速移动、调节高度、平稳缝合修复模型、精确对位，将石雕修复造型安装在可移动变高圆垫支撑修补支架上，在石窟现场，能利用圆柱支撑垫上下移动精确和原残损石雕轮廓对位，然后支撑、粘合、打磨，等待干透后即可，推动底部可移动承重钢轮，将可移动变高圆垫支撑修补支架移开，保证修复成功，无需吊车、精确位移、根据修复模型高度实时调节高度、支撑受力极为均匀，修复模型与原窟接触精准，粘连精确，而且所需工人极少，极大提高效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明侧边支撑架的局部细节图；

附图标记：1、长方体铝合金外框架，2、铝合金支撑固定架，201、支撑杆A，202、支撑杆B，203、矩形方框，204、横杆，205、侧杆，3、圆柱支撑垫，4、螺丝柱，5、底部支撑板材，6、可移动承重钢轮，7、电机皮带，8、底板，9、侧边支撑架。

具体实施方式

世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，主要包括以下步骤：

步骤一、现场采集数字化高精度影像，采集拍摄45°角、正面、侧面90°角三张数字化高精度原始影像；

步骤二、将步骤一采集到的三张数字化高精度原始影像传输进电脑，用平面图像处理软件photoshop进行饱和度、对比度和格式的处理，得到预处理的高精度数字化影像照片；

步骤三、将步骤二得到的预处理的高精度数字化影像照片导入到三维建模制作软件3dsmax中，在3dsmax中开始建模，完成现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的建模；

步骤四、在3dsmax模型中，进行模拟修复，完成残损部分的修复性建模模型的制作；

步骤五、在3dsmax模型中，将步骤四中制作好的残损部分的修复性建模模型和步骤三中的现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型结合起来，利用修改器中的转换成可编辑多边形/编辑表面模型/节点选项/节点焊接/表面光滑，将两者中间的缝隙进行缝合，合成一个整体，制得石雕模型；

步骤六、按照石雕模型，对原残损石雕用加固陶泥进行捏塑修补，制造石雕修复造型；

步骤七、用LED冷光源紫外线固化设备对石雕修复造型进行照射后快速固化；

步骤八、将固化后的石雕修复造型安装在可移动变高圆垫支撑修补支架上，在石窟现场移动到和原残损石雕同步对位，支撑、粘合、打磨，等待干透后，去除可移动变高圆垫支撑修补支架，修复成功。

进一步的，所述步骤三中现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的具体方法为：在3dsmax中建模，以导入的预处理的高精度数字化影像照片为拓扑图，在俯视、平视、测试和立体视图四个视图中进行数字化修复建模，利用修改器中的建模工具进行精确化数字临摹建模和表面细分建模，完成现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的建模。

进一步的，步骤四中模拟修复的具体方法为：在3dsmax中，对场景进行仿真模拟打光照明和材质赋予，按照现场采集数字化高精度影像里的阳光角度、强度和色彩进行3d模拟打光照明，给现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型添加灰色高光材质和实景贴图，在3dsmax中，对现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型中的残损部分进行修复性建模，将3dsmax模型的长宽高分成8:3:15的比例格子，将残损部分的模型建模出来，残损部分的单个模型面数控制在3200-4600之间，在变形器中赋予表面光滑工具，完成残损部分的修复性建模模型的制作。

进一步的，步骤六中所述加固陶泥的制备方法为：

1）、在聚氯乙烯乳化粉中添加为其3倍重量的可塑剂，再加热溶解成液状，然后冷却至常温成为浓稠状软性粘胶；

2）、在步骤1）制得的浓稠状软性粘胶中添加为其1.5倍重量的聚氯乙烯乳化粉，再均匀搅拌混合成粘胶物；

3）、将步骤2）制得的粘胶物在常温下长时间静置，使粘胶与聚氯乙烯乳化粉进行反应，再逐渐硬化变成不粘手而可捏塑的粘土半成品；

4）、在粘土半成品中添加硅氧生橡胶、光引发剂或光固化剂，再进行搅合均匀，以制成不粘手及软硬适中的加固陶泥。

进一步的，所述步骤七中LED冷光源紫外线固化设备为UV-LED芯片，波长为405NM、395NM、365NM三个波段。

进一步的，所述步骤八中可移动变高圆垫支撑修补支架包括长方体铝合金外框架1，所述长方体铝合金外框架1的顶部设置有铝合金支撑固定架2，所述长方体铝合金外框架1的底部设置有底部支撑板材5，所述底部支撑板材5的端面上设置有若干个竖直设置的圆柱支撑垫3，所述圆柱支撑垫3间隔设置且排列成支撑矩阵，且每个所述圆柱支撑垫3为伸缩结构，所述底部支撑板材5两侧边均匀套设有若干个竖直设置的螺丝柱4，所述螺丝柱4的底部设置在底板8的两侧边，所述螺丝柱4的底端套设有电机皮带7，所述电机皮带7控制螺丝柱4旋转从而使套设在螺丝柱上的底部支撑板材5在螺丝柱4上上下移动，所述螺丝柱4的顶部与底板两侧的侧边支撑架9的顶部相连接，且底板8的底部下方边角处设置有可移动承重钢轮6。

进一步的，所述铝合金支撑固定架2包括沿长度方向设置的支撑杆A 201和支撑杆B 202，所述支撑杆A 201与铝合金支撑固定架2两侧横杆204的一端固定连接，所述支撑杆B202与位于铝合金支撑固定架两侧的横杆204滑动连接，所述支撑杆A 201的一侧连接有对应于底部支撑板材5上方的矩形方框203，所述支撑杆B 202贯穿矩形方框203的两个侧杆205，且支撑杆B 202在侧杆205中滑动连接，所述侧杆205与横杆204平行设置。

进一步的，每个所述圆柱支撑垫3间隔距离为1/3圆柱支撑垫的直径。

进一步的，所述可移动承重钢轮6的个数为6套，每套所述移动承重钢轮6包括2个相互连接的承重轮。

进一步的，所述可移动变高圆垫支撑修补支架的使用方法为：

a、将固定在底部支撑板材5上的圆柱支撑垫3按照石雕修复模型的底部凹凸起伏的表面进行精确高度调节，形成支撑矩阵；

b、将制作好的固化后的石雕修复造型移动到可移动变高圆垫支撑修补支架，平整放置在圆柱支撑垫3形成的支撑矩阵上面，推动底部可移动承重钢轮，将石雕修复模型移动到原残损石雕的对面；

c、通过电机带动电机皮带7移动从而带动螺丝柱4旋转，从而带动底部支撑板材5和在其上面的石雕修复模型在螺丝柱4上向上移动，直至和原残损石雕完全对齐；

d、将石雕修复模型和原残损石雕的残损石雕截面中间添加缝合胶液，进行支撑处理，等干透后即可完成修复，推动底部可移动承重钢轮，将可移动变高圆垫支撑修补支架移开，修复成功。

下面结合附图根据具体实施例中的技术方案对本发明进行清楚、完整地描述。

实施例1：

步骤一、现场采集数字化高精度影像，采集拍摄45°角、正面、侧面90°角三张数字化高精度原始影像；

步骤二、将步骤一采集到的三张数字化高精度原始影像传输进电脑（电脑配置不能低于四核CPU、4G内存、独立显卡和1T硬盘），用平面图像处理软件photoshop去除饱和度、调节色阶为正常、增加对比度、将位图改成RGB格式、分辨率为300dpi，得到预处理的高精度数字化影像照片；

步骤三、将步骤二得到的预处理的高精度数字化影像照片导入到三维建模制作软件3dsmax（3dsmax版本不能低于2011版）中，在3dsmax中开始建模，以导入的预处理的高精度数字化影像照片为拓扑图，在俯视、平视、测试和立体视图四个视图中进行数字化修复建模，利用修改器中的建模工具进行精确化数字临摹建模和表面细分建模，完成现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的建模；

步骤四、在3dsmax模型中，进行模拟修复，对场景进行仿真模拟打光照明和材质赋予，按照现场采集数字化高精度影像里的阳光角度、强度和色彩进行3d模拟打光照明，给现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型添加灰色高光材质和实景贴图，在3dsmax中，对现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型中的残损部分进行修复性建模，将3dsmax模型的长宽高分成8:3:15的比例格子，将残损部分的模型建模出来，残损部分的单个模型面数控制在3200-4600之间，在变形器中赋予表面光滑工具，完成残损部分的修复性建模模型的制作；

步骤五、在3dsmax模型中，将步骤四中制作好的残损部分的修复性建模模型和步骤三中的现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型结合起来，利用修改器中的转换成可编辑多边形/编辑表面模型/节点选项/节点焊接/表面光滑，将两者中间的缝隙进行缝合，合成一个整体，制得石雕模型；

以修复龙门石窟奉先寺卢舍那大佛残损手臂复原为例：在3dsmax中进行修复奉先寺卢舍那大佛手臂，首先将数字化高精度原始影像照片通过photoshop处理后导入到3dsmax中，将龙门石窟奉先寺卢舍那大佛的长宽高分成8:3:15的比例格子，在左面长3高5的格子里进行左手臂修复，修复的手臂的长度不超过比例尺1格子大小，右手臂也和左手臂一样用相同的方法建模，单个模型面数控制在3200-4600之间，在变形器中赋予表面光滑工具，完成石雕残损手臂（左右手臂）的修复建模,在3dsmax中，对照采集的现场采集数字化高精度原始影像的比例，将制作好的奉先寺卢舍那大佛手臂模型和现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型结合起来，利用修改器中的转换成可编辑多边形/编辑表面模型/节点选项/节点焊接/表面光滑，将两者中间的缝隙进行缝合，合成一个整体，完成修复。

步骤六、按照石雕模型，对原残损石雕用加固陶泥进行捏塑修补，制造石雕修复造型；

所述加固陶泥的制备方法为：

1）、在聚氯乙烯乳化粉中添加为其3倍重量的可塑剂，再加热溶解成液状，然后冷却至常温成为浓稠状软性粘胶；

2）、在步骤1）制得的浓稠状软性粘胶中添加为其1.5倍重量的聚氯乙烯乳化粉，再均匀搅拌混合成粘胶物；

3）、将步骤2）制得的粘胶物在常温下长时间静置，使粘胶与聚氯乙烯乳化粉进行反应，再逐渐硬化变成不粘手而可捏塑的粘土半成品；

4）、在粘土半成品中添加硅氧生橡胶、光引发剂或光固化剂，也可以添加助剂、增强剂，再进行搅合均匀，以制成不粘手及软硬适中的加固陶泥；所述助剂为液体石蜡，增强剂包括改性碳纤维，所述改性碳纤维的制作方法为：将碳纤维置于马弗炉中煅烧，制得碳纤维粉末，将碳纤维粉末置于质量浓度为40~50％的硅烷偶联剂无水乙醇溶液中浸泡1~2h，搅拌均匀后，干燥，得到粗处理的碳纤维粉末，将粗处理的碳纤维粉末置于炭化炉中进行炭化，得到最终的改性碳纤维粉末，添加液体石蜡及改性碳纤维增大粘土半成品具有气孔使得其干燥较快，且同时增加加固陶泥的耐腐蚀性。

步骤七、用LED冷光源紫外线固化设备对石雕修复造型进行照射后快速固化，所述步骤七中LED冷光源紫外线固化设备为UV-LED芯片，波长为405NM、395NM、365NM三个波段；

步骤八、将固化后的石雕修复造型安装在可移动变高圆垫支撑修补支架上，在石窟现场移动到和原残损石雕同步对位，支撑、粘合、打磨，等待干透后，去除可移动变高圆垫支撑修补支架，修复成功。

进一步的，所述步骤八中可移动变高圆垫支撑修补支架包括长方体铝合金外框架1，所述长方体铝合金外框架1的顶部设置有铝合金支撑固定架2，所述长方体铝合金外框架1的底部设置有底部支撑板材5，所述底部支撑板材5的端面上设置有若干个竖直设置的圆柱支撑垫3，所述圆柱支撑垫3间隔设置且排列成支撑矩阵，每个所述圆柱支撑垫3间隔距离为1/3圆柱支撑垫的直径，且每个所述圆柱支撑垫3为伸缩结构，所述底部支撑板材5两侧边均匀套设有若干个竖直设置的螺丝柱4，所述螺丝柱4的底部设置在底板8的两侧边，即底板8的两侧设置有对称的两排螺丝柱4，螺丝柱4优选为6个，所述螺丝柱4的底端套设有沿长度方向设置的电机皮带7，所述电机皮带7控制螺丝柱4旋转从而使套设在螺丝柱上的底部支撑板材5在螺丝柱4上上下移动，所述螺丝柱4的顶部与底板两侧的侧边支撑架9的顶部支杆相连接，且底板8的底部下方边角处设置有可移动承重钢轮6，所述可移动承重钢轮6的个数为6套，每套所述移动承重钢轮6包括2个相互连接的承重轮。

进一步的，所述铝合金支撑固定架2包括沿长度方向设置的支撑杆A 201和支撑杆B 202，所述支撑杆A 201与铝合金支撑固定架2两侧横杆204的一端固定连接，所述支撑杆B202与位于铝合金支撑固定架两侧的横杆204滑动连接，所述支撑杆A 201的一侧连接有对应于底部支撑板材5上方的矩形方框203，所述支撑杆B 202贯穿矩形方框203的两个侧杆205，且支撑杆B 202在侧杆205中滑动连接，所述侧杆205与横杆204平行设置，所述铝合金支撑固定架2可以根据石雕修复模型顶部的形状来调整支撑杆B 202的滑动，从而控制支撑杆B 202分隔矩形方框203的大小，用于固定石雕修复模型的上端，

且铝合金支撑固定架2的横杆204在长方体铝合金外框架1的两侧滑动连接，方便固定不同高度的石雕修复模型；

进一步的，所述可移动变高圆垫支撑修补支架的使用方法为：

a、将固定在底部支撑板材5上的圆柱支撑垫3按照石雕修复模型的底部凹凸起伏的表面进行精确高度调节，形成支撑矩阵；

b、将制作好的固化后的石雕修复造型移动到可移动变高圆垫支撑修补支架，平整放置在圆柱支撑垫3形成的支撑矩阵上面，推动底部可移动承重钢轮，将石雕修复模型移动到原残损石雕的对面；

c、通过电机带动电机皮带7移动从而带动螺丝柱4旋转，从而带动底部支撑板材5和在其上面的石雕修复模型在螺丝柱4上向上移动，直至和原残损石雕完全对齐；

d、将石雕修复模型和原残损石雕的残损石雕截面中间添加缝合胶液，进行支撑处理，等干透后即可完成修复，推动底部可移动承重钢轮，将可移动变高圆垫支撑修补支架移开，修复成功。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：主要包括以下步骤：

步骤一、现场采集数字化高精度影像，采集拍摄45°角、正面、侧面90°角三张数字化高精度原始影像；

步骤二、将步骤一采集到的三张数字化高精度原始影像传输进电脑，用平面图像处理软件photoshop进行饱和度、对比度和格式的处理，得到预处理的高精度数字化影像照片；

步骤三、将步骤二得到的预处理的高精度数字化影像照片导入到三维建模制作软件3dsmax中，在3dsmax中开始建模，完成现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的建模；

步骤四、在3dsmax模型中，进行模拟修复，完成残损部分的修复性建模模型的制作；

步骤五、在3dsmax模型中，将步骤四中制作好的残损部分的修复性建模模型和步骤三中的现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型结合起来，利用修改器中的转换成可编辑多边形/编辑表面模型/节点选项/节点焊接/表面光滑，将两者中间的缝隙进行缝合，合成一个整体，制得石雕模型；

步骤六、按照石雕模型，对原残损石雕用加固陶泥进行捏塑修补，制造石雕修复造型；

步骤七、用LED冷光源紫外线固化设备对石雕修复造型进行照射后快速固化；

步骤八、将固化后的石雕修复造型安装在可移动变高圆垫支撑修补支架上，在石窟现场移动到和原残损石雕同步对位，支撑、粘合、打磨，等待干透后，去除可移动变高圆垫支撑修补支架，修复成功。

2.根据权利要求1所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：所述步骤三中现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的具体方法为：在3dsmax中建模，以导入的预处理的高精度数字化影像照片为拓扑图，在俯视、平视、测试和立体视图四个视图中进行数字化修复建模，利用修改器中的建模工具进行精确化数字临摹建模和表面细分建模，完成现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型的建模。

3.根据权利要求1所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：步骤四中模拟修复的具体方法为：在3dsmax中，对场景进行仿真模拟打光照明和材质赋予，按照现场采集数字化高精度影像里的阳光角度、强度和色彩进行3d模拟打光照明，给现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型添加灰色高光材质和实景贴图，在3dsmax中，对现场采集数字化高精度原始影像的3dsmax模型中的残损部分进行修复性建模，将3dsmax模型的长宽高分成8:3:15的比例格子，将残损部分的模型建模出来，残损部分的单个模型面数控制在3200-4600之间，在变形器中赋予表面光滑工具，完成残损部分的修复性建模模型的制作。

4.根据权利要求1所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：步骤六中所述加固陶泥的制备方法为：

1）、在聚氯乙烯乳化粉中添加为其3倍重量的可塑剂，再加热溶解成液状，然后冷却至常温成为浓稠状软性粘胶；

2）、在步骤1）制得的浓稠状软性粘胶中添加为其1.5倍重量的聚氯乙烯乳化粉，再均匀搅拌混合成粘胶物；

3）、将步骤2）制得的粘胶物在常温下长时间静置，使粘胶与聚氯乙烯乳化粉进行反应，再逐渐硬化变成不粘手而可捏塑的粘土半成品；

4）、在粘土半成品中添加硅氧生橡胶、光引发剂或光固化剂，再进行搅合均匀，以制成不粘手及软硬适中的加固陶泥。

5.根据权利要求1所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：所述步骤七中LED冷光源紫外线固化设备为UV-LED芯片，波长为405NM、395NM、365NM三个波段。

6.根据权利要求1所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：所述步骤八中可移动变高圆垫支撑修补支架包括长方体铝合金外框架（1），所述长方体铝合金外框架（1）的顶部设置有铝合金支撑固定架（2），所述长方体铝合金外框架（1）的底部设置有底部支撑板材（5），所述底部支撑板材（5）的端面上设置有若干个竖直设置的圆柱支撑垫（3），所述圆柱支撑垫（3）间隔设置且排列成支撑矩阵，且每个所述圆柱支撑垫（3）为伸缩结构，所述底部支撑板材（5）两侧边均匀套设有若干个竖直设置的螺丝柱（4），所述螺丝柱（4）的底部设置在底板（8）的两侧边，所述螺丝柱（4）的底端套设有电机皮带（7），所述电机皮带（7）控制螺丝柱（4）旋转从而使套设在螺丝柱上的底部支撑板材（5）在螺丝柱（4）上上下移动，所述螺丝柱（4）的顶部与底板两侧的侧边支撑架（9）的顶部相连接，且底板（8）的底部下方边角处设置有可移动承重钢轮（6）。

7.根据权利要求6所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：所述铝合金支撑固定架（2）包括沿长度方向设置的支撑杆A（201）和支撑杆B（202），所述支撑杆A（201）与铝合金支撑固定架（2）两侧横杆（204）的一端固定连接，所述支撑杆B（202）与位于铝合金支撑固定架两侧的横杆（204）滑动连接，所述支撑杆A（201）的一侧连接有对应于底部支撑板材（5）上方的

矩形方框（203），所述支撑杆B（202）贯穿矩形方框（203）的两个侧杆（205），且支撑杆B（202）在侧杆（205）中滑动连接，所述侧杆（205）与横杆（204）平行设置。

8.根据权利要求6所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：每个所述圆柱支撑垫（3）间隔距离为1/3圆柱支撑垫的直径。

9.根据权利要求6所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：所述可移动承重钢轮（6）的个数为6套，每套所述移动承重钢轮（6）包括2个相互连接的承重轮。

10.根据权利要求1所述的世界文化遗产古代石窟残损石雕的修复工艺，其特征在于：所述可移动变高圆垫支撑修补支架的使用方法为：

a、将固定在底部支撑板材（5）上的圆柱支撑垫（3）按照石雕修复模型的底部凹凸起伏的表面进行精确高度调节，形成支撑矩阵；

b、将制作好的固化后的石雕修复造型移动到可移动变高圆垫支撑修补支架，平整放置在圆柱支撑垫（3）形成的支撑矩阵上面，推动底部可移动承重钢轮，将石雕修复模型移动到原残损石雕的对面；

c、通过电机带动电机皮带（7）移动从而带动螺丝柱（4）旋转，从而带动底部支撑板材（5）和在其上面的石雕修复模型在螺丝柱（4）上向上移动，直至和原残损石雕完全对齐；

d、将石雕修复模型和原残损石雕的残损石雕截面中间添加缝合胶液，进行支撑处理，等干透后即可完成修复，推动底部可移动承重钢轮，将可移动变高圆垫支撑修补支架移开，修复成功。