3D列印複製文物

Printing the Past, Feeling the Museum

文章轉載自 施登騰先生的BLOG
 

此次分享博物館典藏數位化、3D列印、複製文物之應用、以及3D開源檔的介紹。

博物館的3D文物數位應用並不是新話題，Simthsonian Institute 史密森尼博物館早在2013年11月就曾與3D System（3D列印機製造商）跟Autodesk（3D應用軟體製造商）合作推出「 Simthsonian X 3D」計畫，當時將20件精選館藏描成3D檔，現在已經有64件，而且也透過「 Simthsonian X 3D」平台分享這些文物3D檔的瀏覽與下載功能，並提供該文物知識的文字、圖像、影音等類的擴增資訊檔，但更重要的是，可以全方位並近距離查看文物的自由度。

此作為史密森尼弗瑞爾美術館館藏之商代青銅象鈕捲尾龍紋象形尊的3D檔，透過瀏覽器也可並列視窗觀賞此器各部位各種角度的細節。截圖自：https://legacy.3d.si.edu/explorer?modelid=1204
 

以前就曾關注這個預覽平台分享的3D檔資源，而四年後仍舊是Beta版，也僅有1/4的選列3D文物都有完整資料。但作為數位典藏文物的3D檔看圖功能來說，此款由Autodesk所設計支援的看圖軟體（Viewer）確實已提供相當流暢的操作感。

「 Simthsonian X 3D」平台也期待此計畫能發揮其教育功能，所以在搜集其相關說明，並實際使用其功能後，就針對有比較完整內容與功能的特選3D文物～Abraham Lincoln Mills Life Mask （林肯總統面部翻模）整理其重點如下：

林肯總統總生前共做過兩個面部取模的成品，一件是完成1860年以前，另一次則完成於1865年2月11日（林肯總統56歲生日前一天，他也是於當年4月14日遭到暗殺的）。史密森尼博物館都有典藏這兩件取模翻鑄的成品，現在要介紹的就是該館在1917年翻鑄自1865年之取模原件的3D掃描檔，也是所搭配之擴增數位資訊內容與功能都相較完整的一件「 Simthsonian X 3D」平台精選文物。

此檔案為公開資源檔（Open Source），可下載列印。並且提供高精度多面數（High Polygon）的3D .obj檔供觀看各角度細節，也有專供列印的稍低面數（Low Polygon，3D Print Ready）.stl檔案。幾位計畫人員與專家也在教育宣傳影片中特別強調透過3D列印去創造「Teachable Object 」、「Accessible Collection」、「Printable 3D Data」、「Touchable Figure」、「3D Printing Aspect」等教育功能，看圖軟體也能成為激發師生創造力的「Authoring Tool」、「Revolutionized Way」。

只要點選文物圖片右上方的圖示，就可以進入下載視窗選擇高面數精模檔，或者是稍低面數的3D列印檔。截圖自：https://3d.si.edu/browser

此3D典藏資源不僅可以列印、瀏覽，也有電子書可供教學使用，書名就叫做「The Mind behind the Mask～ 3D Technology and the Portrayal of Abraham Lincoln」。不過目前只有美國當地可下載的iBooks版本。所以沒有辦法了解其內容在此與大家分享，但畢竟是透過iBooks Author編輯，且有多媒體功能的136頁電子書，應有不錯的內容與閱讀效果。

此為「The Mind Behind the Mask」一書的下載頁面。截圖自：https://itunes.apple.com/us/book/the-mind-behind-the-mask/id990621040?mt=13

在看圖軟體中的「導覽（Tour）」功能，共針對「Abraham Lincoln Mills Life Mask」這件3D文物提供多項深度學習內容，包括：「Introduction（介紹）」、「Process（處理過程）」、「A Window into Lincoln’s Thoughts （深入認識林肯）」、「Devotion to the Cause（對使命的無盡奉獻）」、「Photography, Sculpture, Painting（相關照片、雕像、肖像畫）」、「The Artist, Clark Mills（創作者 Clark Mills）」、「Provenance（文物出處）」、「End of the Civil War/Reconstruction（內戰結束與重建）」、「A Conflict Immortalized（不朽的衝突）」、「Abraham Lincoln’s Legacy （林肯的貢獻）」、「Learn More （更多）」 等12個主題，透過文字從此翻模頭像談到林肯與美國內戰。以個人在電腦視窗上同時拖曳、翻轉、推拉預覽3D文物各部細節，並且選擇閱讀深度資料的經驗來說，算是功能性很強的設計，相當推薦。

此主題談到從兩個頭像看到林肯如何憂心於內戰，以及此事對他身體與心理的重大影響。截圖自：https://3d.si.edu/model/fullscreen/p2b-1504357158170-1504808211714-0

既然3D預覽是關鍵功能，由3D專業軟體廠商Autodesk所支援設計的看圖軟體也不含糊，透過網路連線預載，可以很順暢地觀看3D物件，宛如上手觀察一般。

Autodesk所支援的瀏覽器也提供剖面功能，其他還包括材質、光源等調整功能。截圖自：https://3d.si.edu/model/fullscreen/p2b-1504357158170-1504808211714-0

Autodesk所支援的瀏覽器操作相當直覺，很容易上手。截圖自：https://3d.si.edu/model/fullscreen/p2b-1504357158170-1504808211714-0

從相關報導確實可猜想到這些資源在課堂上運用的教學效果，此數位典藏資源透過「3D Data」、「Viewer」、「Research Material」、「eBook」、「3D Printing Object」等強化，讓「Abraham Lincoln Mills Life Mask」這件林肯總統文物能延伸博物館功能到課堂上，再透過實際教學活動創造更多可能性，甚至回饋到博物館，像是在該網站上「教育（Educator）」欄目的訪談影片中（觀看請點此），就有個標題叫做「Learn From The Learners」，談的就是希望透過這些科技與資源提供共創環境，也期待從師生的實際操作上得到回饋。

但這個3D數位典藏資料加值應用的工程畢竟龐大，所以許多品項的介紹均付之闕如。像是下面這件江西省景德鎮所燒製的清代康熙朝「人物山水紋平肩直頸侈口青花尊」就沒有器名與相關資料，所以視窗右側都是空白區。這是款外國稱之為「Rouleau Vase」，而藏家俗稱為「棒槌瓶」的青花器，而且是在許多拍賣會中常見的康熙朝民窯瓷器品項，其明顯的特徵在直挺粗圓的器頸處裝飾一圈如意紋，且器體豐實碩大可供大面積圖繪裝飾，且以山水畫圖紋為多。

因為順治並無官窯，加以在經歷元明兩代發展後，景德鎮的官窯與民窯瓷業技術均相當發達，雖然青花並非主要產品，但在浙江青料改進提煉方法後，不僅發色鮮艷，分水技法也廣泛應用，青花釉色可分為多個層次，可展現中國山水墨韻渲染效果，即使民窯青花器也相當精緻，就收藏角度來說，部分精品水準甚至不遜於官窯器。

而就清代早期的青花器鑑定重點來說，除了仔細從器身去查看釉色分佈、透明釉、胎質、紋飾等等施繪與燒製細節外，器底也是鑑定重點。特別是這件康熙朝「人物山水紋青花尊」器體滿釉，僅在圈足底刮釉燒製，特別是在圈足無釉露胎處可以看到坯胎顏色與修足細節，確實具有該時期大型瓷器的「二層台」雙圈且寬厚的器足特徵。

以前，除非實品上手品玩，否則無論是透過博物館展覽或圖錄，上述那些鑑定觀察重點也只能從文字描述中去體會。但是如今透過3D檔與看圖軟體，不僅能依據鑑定重點去仔細檢視，也能如實品在手般自由查看，這些確實是3D數位化的優勢。

選此山水文青花尊的資料選項按鈕後，並不會出現文物說明與基本資料。截圖自：https://legacy.3d.si.edu/explorer?modelid=2155

當然，從博物館數位科技應用的角度來說，3D數位典藏工程的目的畢竟就如Günter Waibel（時任史密森尼博物館數位計畫辦公室主任 Digitization Program Office）在「Smithsonian Brings Historic Artifacts to Life Through 3D Printing」訪談中所說的，在於：「Education 教育」、「Research 研究」、「Conservation 保存」。Waibel同時也提到，雖然無法取代原件，但3D檔及其複製文物（Artifact Replica）能夠讓無法到館的愛好者仍能體驗文物欣賞之趣。這也是博物館與文化資產相關單位與機構努力推動數位典藏所期待的分享與應用方式。

而除了史密森尼博物館在2013年首創3D數位檔的線上分享與提供下載服務之外，在此推薦以下兩個類似功能的平台：

Sketchfab的「Sketchfab for Culture Heritage」

MyMiniFactory的「Scan the World」

先介紹目前相當普及的3D資源線上分享平台～Sketchfab所推出的「Sketchfab for Culture Heritage平台」，此平台提供博物館、大學、與文化機構於線上分享文化資產數位資源，目前共有英國大英博物館、美國大都會博物館、紐西蘭奧克蘭博物館、波蘭華沙博物館等等各國文化機構參與，而且根據2017年8月的報導，已有7,500的檔案可供下載列印與線上預覽。

在這些參與機構的中，當然是以大英博物館所提供的243件3D檔最受歡迎。就以埃及法老王頭像「Granite head of Amenemhat III」，以及刻有古埃及法老托勒密五世詔書，且製於西元前197年的羅塞塔石碑「Rosetta Stone」為例（參考維基百科資料）為例，無論是從Sketchfab瀏覽器所提供的劇場模式、全螢幕模式、甚至是虛擬實境模式觀賞，解析度都足夠去觀察細節。

接下來，介紹MyMiniFactory網站所提供的「Scan the World」平台，如果就3D列印的品質需求來說，這也是比較推薦使用的開放資源平台。這個平台是以分享雕像類藝術品的3D列印.stl檔為主，目前共有大英博物館、大都會博物館、V&A博物館、羅浮宮、舊金山亞洲藝術博物館等34個博物館與美術館的典藏品。但也因為是以3D列印為主要的分享目標，所以部分3D檔的預覽也僅是展現3D列印成品樣貌，與博物館與美術館原件的差距頗大，並不具有文物或藝術品觀賞基本標準。

此為埃及博物館藏品的3D列印檔，原件是西元前14世紀的埃及女王像，因為是由較精細的圖檔製作的3D列印檔，所以也有合宜的預覽品質。截圖自：https://www.myminifactory.com/object/3d-print-bust-of-nefertiti-at-the-egyptian-museum-berlin-2951

此為倣自羅丹博物館的3D列印檔，採低面數製作，其實不具有原件的線上瀏覽參考效果。截圖自：https://www.myminifactory.com/object/3d-print-the-thinker-at-the-muse-rodin-france-2127

最後，透過Liz Neely與Miriam Langer（2013）發表的論文：Please Feel the Museum: The Emergence of 3D Printing and Scanning中的概念作為此篇的小結。

這篇論文是在Museums and the Web 2013~The annual conference of Museums and the Web中發表的，也是在2012~2013年當時3D列印被視為重大革命技術的火熱期，就像這篇論文也提到2012年Wired雜誌九月號就以 “This Machine will Change the World.”為標題介紹過3D列印技術。

論文中有引述Robin Sloan所提的「Flip-Flop正反器」概念，他將「Flip-Flop正反器」釋義為「將藝術品或工藝品從物質世界推向數位世界，並再次，甚至多次回推往返的過程 」。並且舉例如下：

Carve a statue out of stone. （石頭雕塑）PHYSICAL（物理）

Digitize your statue with a 3D scanner. （3D掃描石像）DIGITAL（數位）

Make some edits. Shrink it down. Add wings.（數位塑像再創作） STILL DIGITAL（數位）

Print the edited sculpture in plastic with a 3D printer. （以3D 列印機印出再創作塑像檔）PHYSICAL AGAIN（物理）

而且Robin Sloan還特別強調第3步驟的重要性，他認為就是因為「再創作」的步驟，才讓「物理」與「數位」間的來回轉化得以擺脫「原作擬真」。我個人也認為這是針對數位化進行「加值應用」的關鍵步驟與觀念，足以作為3D列印機教學、研發、創作的重要原則。

文章轉載自 施登騰先生的BLOG