基于3D数字技术的中国冷兵器数字化展示研究——以唐横刀为例.pdf

鞋类工艺与设计SHOES TECHNOLOGY AND DESIGN2024 年 3 月第 4 卷 第 6 期Mar.2024Vol.4 No.648基于 3D 数字技术的中国冷兵器数字化展示研究 以唐横刀为例杨 彧（南京师范大学美术学院，江苏 南京 210046）摘要：中国历史上发展出了辉煌的冷兵器文化，但经历了漫长岁月的掩埋后，中国古代冷兵器得以再现的机会已经越来越少。在 3D 数字技术逐渐成熟的今天，像唐横刀这样的优秀中国传统文化能够与时俱进，以数字化形式进行传承与创新。本文以中国古代的冷兵器唐横刀为例，研究基于 3D 数字技术对唐横刀进行数字化展示，从而挖掘唐横刀的背景文化与艺术价值。参考 3D 数字技术保护和还原文物的相关文献，为中国冷兵器文化的传承与创新提供基本思路，希望能够给影视、游戏、文物保护等相关研究人员提供参考。关键词：3D 数字技术；中国传统文化；唐横刀；传承与创新中图分类号K242文献标识码A DOI:10.3969/j.issn.2096-3793.2024-06-016Research on the Digital Display of Chinese Cold Weapons based on 3D Digital Technology Take Tang Hengdao as an ExampleYANG Yu(School of Fine Arts,Nanjing Normal University,Nanjing 210046,China)Abstract:The brilliant cold weapon culture has developed in Chinese history,but after a long time of burial,the opportunity of ancient Chinese cold weapons has become less and less.Today,when 3D digital technology is gradually mature,excellent traditional Chinese culture like Tang Hengdao can keep pace with The Times and inherit and innovate in digital form.This paper takes the ancient Chinese cold weapon Tang Hengdao as an example,and studies the digital display of Tang Hengdao based on 3D digital technology,so as to explore the background cultural and artistic value of Tang Hengdao.Referring to the relevant literature of the protection and restoration of 3D digital technology cultural relics,it provides basic ideas for the inheritance and innovation of Chinese cold weapon culture,hoping to provide reference for relevant researchers in film,television,games and cultural relics protection.Key words:3d digital technology;chinese traditional culture;tang hengdao;inheritance and innovation引 言唐横刀是中国古代冷兵器锻造历史中的巅峰品类，不仅突显了中国古代劳动人民精良高超的锻造技艺，也表现出中国古代冷兵器的优雅华丽之美，具备极高的艺术价值。用 3D 数字技术还原其造型不失为一种积极的传承方式。目前我国收藏在各地区博物馆中的出土文物超过1200 万件，但由于种种因素限制，目前展出文物仅占其中一小部分。过于贵重的文物都在层层保护之中，普通参观者根本难以得见真颜。用 3D 建模技术复制古文物的形态，通过数字化将文物以立体形象展示在大众面前，感受其背后蕴含的历史沧桑。本文以唐横刀为例进行探讨，旨在为中国传统文化以数字化技术进行传承和保护。1 古代冷兵器的传统展示与 3D 数字化技术展示思考中国古代冷兵器出土具备着研究价值，但用以往平面作者简介：杨彧（1993-），男，研究生在读，研究方向：跨媒体与动画影像，.第 6 期艺术设计杨 彧 基于 3D 数字技术的中国冷兵器数字化展示研究以唐横刀为例49绘图或是文字描述来记录或传播具有明显的局限性。在记录作用上，古代兵器的诸多特征，尤其是造型特征难以用文字或图片描述完整。当下 3D 数字技术可以更好地突破并克服这些传统传播媒介的局限性，从三维空间上的造型，到物品的材质、色彩等，都可以做到更好的再现。3D 数字艺术作为时新的艺术形式，为更多人所接受，对提高传承的效率也有更优秀的表现，对传承和保护中国冷兵器文化有建设性的意义。在传播效果上，传统的展示方法只能让参观者面对冰冷的展示窗及文字、图片，对普通参观者而言，难免枯燥，无法激发他们阅读和理解的兴趣。而数字化展示艺术在很大程度上弥补传统展示的缺陷，将古文物以三维立体的方式展示在参观者面前，增加展览的趣味性及生动性。与馆内的音频、图片等讲解方式充分融合，极大地激发参观者的兴趣，拉近其与古文物间的距离，增加观赏快感。这对向普通大众普及古文物知识具有十分重要的意义。同时，降低了古文物遭受破坏的可能性，保障古文物展示、修复的科学性和合理性。2 研究方法和技术路线本文对包括唐横刀的冷兵器以及三维数字化应用的文献进行研究，进而推导出 3D 数字技术再现唐横刀的技术方法。运用对比研究法，对传统和现代唐横刀的造型进行比对，以更准确地把握唐横刀的外观造型。本次研究在软件技术方面主要运用了三维数字建模、阿诺德材质与光线渲染。2.1 关于唐横刀以及 3D 数字技术还原文物相关文献研究根据已有的唐横刀相关文献资料介绍情况，目前基于唐横刀锻造的工艺、唐横刀的设计美学都已有相关文献研究。但关于 3D 数字技术再现唐横刀的研究尚不充分。龚剑的唐刀中较为翔实的写明了史料已记载的唐刀的有关信息，并结合出土或珍藏保存的唐刀文物，以及壁画、陶俑中的唐刀造型给予唐刀以详尽的描述。该文中对唐刀的历史以及文化背景有所探索1。宋毅的唐刀锻制考一文中记述了唐横刀的冶炼技术历史背景以及锻造技术的进步历史，对唐刀的锻造工艺和材质造型都有详细的研究2。中国地质大学（北京）硕士姜逸伦在浅谈中西方刀剑的设计美学中对多种中国冷兵器的设计美学都有所探讨，文中对唐刀的探讨很有参考价值，对唐横刀的艺术设计美学进行了详细的解析3。以上相关文献，特别是其中关于唐横刀的细致造型描述给本研究提供了参考。此外，知网有关“三维建模与文物”的文献共 112 篇，其中北大核心期刊文章 19 篇。给本文提供技术参考价值。其中三维重建技术，包括传统几何体建模、三维激光扫描建模以及通过摄影测量建模4。本文主要是传统几何体建模，该方法适用于小件规则的文物建模。2.2 唐横刀的艺术造型和特点唐横刀优秀地展现了隋唐时期中国冷兵器的巅峰造诣，对当时的亚洲刀剑类冷兵器产生了深远的影响。唐刀的造价高昂，工艺繁复且对刀匠的技术要求很高。所以唐刀并不能成为广泛普及的随身武器，当代留存下来的唐刀已是凤毛麟角。三维数字技术从造型到材质都能优秀地胜任再现唐横刀的任务，能够尽量还原展现中国古代冷兵器的精妙与华美。2.2.1 唐横刀的整体外形特征从龚剑的唐刀一文中得到，资治通鉴的胡注中发现一些有关横刀名称由来的线索：“横刀者，用皮襻带之，刀横掖下”。由此确定横刀为双提挂形式，配挂于腰间。而从崔春鹏霜刀齐发，蚁众冰消 大唐陌刀风采拾零一文得到，横刀无环首，直身平背，柄部延伸可以双手持握，形制朴素，相比仪刀没有华丽的装饰，长90150cm。本研究主要参考刀首无环造型。2.2.2 唐横刀的细节装饰纹样唐横刀是四类唐刀中迎合实战所需而锻制的短兵器，故总体装饰并不及仪刀的精美繁复。通常在刀鞘、刀镡以及刀柄末端加以装饰，亦有不加装饰，仅有简单拼合制作的素装唐横刀。根据目前留存的唐刀文物来看，唐朝历史上即使是三品武官所佩唐横刀也并没有繁复精密的纹样装饰，附带精美纹样装饰的唐刀仅为皇室或极为权贵之人所有。3 三维数字技术再现唐横刀的制作过程结合关于唐横刀外形的相关文献描述以及现有留存的唐横刀文物外形，作者参照已有唐刀文物的基本尺寸，制作出一把简装、无环首、附耳型唐横刀的 3D 数字模型。3.1 准备部分根据金银钿装唐大刀的尺寸，刀身长 78.2cm、刀柄长 18.5cm、鞘长 81.5cm，全刀长度约 100cm。制作时首先考虑的是外形尺寸的比例，而后依次研究刀尖、刀背、刀镡、刀柄、刀鞘几何特点和材质特征。刀尖为斜直式而非剑式，故只需按已有的唐刀文物斜直尖外观制作即可。刀背宽而刀身硬朗，造型以直线转折为主，见图 1。第 4 卷艺术设计鞋 类 工 艺 与 设 计50图 1 刀身考虑到刀身与刀柄的长度，刀镡的厚度大约在 23cm 范围内。刀镡样式为多个连接在一起的菱形，两端薄而中段厚，刀镡样式与 3D 图，见图 2。刀柄首稍窄而覆盖金属，刀柄、刀鞘未覆盖金属处为通身红漆木质结构。刀身材质以钢的质感为表现目标，刀镡、刀鞘、刀柄覆盖的金属材质以铜为目标表现。图 2 刀镡样式与 3D 图3.2 制作过程确定了所需制作的唐刀模型的尺寸以及表现材质后，就开始了建模过程。首先将唐横刀各部件的模型单独搭建出来，将各部件比例调整正确后，再以其应有的样式拼接在一起。刀柄，刀鞘，刀身，见图 3。刀柄刀鞘刀身图 3 刀柄，刀鞘，刀身图唐横刀的制作材料有钢、上漆的木材、铜等，作者赋予材质时主要需要调整材质的色彩、金属度、粗糙度。模型制作完毕后需要加入环境光、冷色光源和暖色光源，将模型摆置到默认材质的背景中。未带刀鞘渲染样式，见图 4。图 4 未带刀鞘渲染样式3.3 导出过程作者在加入相机并调整其位置后，使用 Arnold 渲染器进行渲染并导出为 JPG 格式图片。唐横刀最终渲染图，见图 5。图 5 唐横刀最终渲染图4 结 语唐横刀是中国冷兵器史中的瑰宝之一，不仅代表了当时的巅峰锻造技艺，也凝聚了唐朝劳动人民的美学智慧。着力延续中华文脉、推动中华优秀传统文化创造性转化和创新性发展，传承中国传统文化一直以来都是我们艺术工作研究者的责任与义务。本文作者制作了唐横刀的3D 数字模型，希望更多的人能了解并欣赏唐横刀，或为文物保护、影视、游戏道具提供借鉴。参考文献：1 龚剑.唐刀 J.艺术品鉴,2019,(31):144-153.2 宋毅.唐刀锻制考 J.现代兵器,2008,(01):21-22.3 姜逸伦.浅谈中西方刀剑的设计美学 D.中国地质大学(北京),2018.4 姚娅,宋国定.三维重建技术在考古中的应用探讨 J.文物保护与考古科学,2017,29(05):96-101.5 崔春鹏.霜刀齐发，蚁众冰消 大唐陌刀风采拾零 J.大众考古,2019,(12):72-75.