（1）实验方法描述：

古代壁画修复虚拟仿真实验是在古代壁画病害现状调查的基础上，主要针对壁画的起甲、空鼓、酥碱等病害进行修复。实验方法运用三维虚拟沉浸场景，支持多人操作，全部知识点包括交互性和非交互性说明，并对所有交互操作结果进行统计，形成实验报告。

（2）学生交互性操作步骤说明：

①认知模块

学生进入虚拟壁画博物馆模块，博物馆的墙上展示了壁画样本，走近壁画，可以看到壁画上有起甲、空鼓、酥碱、地仗层脱落等现象，系统对这些部位进行标注，放大，并注释文字说明该处是什么病害现象，如何进行修复。每看完一处后点击到下一处，了解完所有的基础知识后（例如起甲修复知识），进入实践模块。

②实践模块

壁画常见病害修复，例如，起甲病害修复：使用注射、渗透粘结剂（丙烯酸乳液和硅丙乳液的配比）的办法，以增加颜料层强度并使其与地仗层粘结，达到修复加固颜料层起甲病害的目的。具体操作为：

第一步，修复前用羊软毛刷或洗耳球对起甲壁画的背部及表面进行清尘；如图6、7红色框线部分，即为实验中对软羊毛刷的使用进行除尘虚拟仿真。图 表示除尘步骤完毕。

第二步，图8红色快线部分为使用喷水壶对壁画中的起甲病害进行软化处理步骤；

第三步，用注射器将0.75％粘结材料沿起甲的裂口注射到起甲壁画的背部，使之与地仗同时渗透，注射渗透次数视病害的程度及颜料层厚度而定；图9、10为对粘合材料的合成的操作步骤。

第四步，待粘结材料干燥到一定程度时，用木质或不锈钢修复刀具，将起甲壁画回贴。图11为使用修复刀对起甲病害抹平处理。

第五步，图12红色框图为使用软布包对起甲病害进行抹平处理，可视具体情况反复操作几次，达到比较优化的抹平效果。

第六步，图13再使用棉丝绸对加固部位进行滚压，使其与地仗层完全粘结牢固；

第七步，最后进行表面协调，起甲修复完成，如图14。

通过本实验，学生将熟练掌握处理壁画起甲性典型病害的每一步操作。之后本实验还会继续建设，将实践模块的知识点逐一实例化。

③探究模块

探究模块为综合设计模块，涉及到壁画病害综合问题解决。

Ø 综合案例一：学生需在该模块给定的壁画上找出8处起甲的部位，对其进行分类修复，修复方法参照认知模块所学的操作步骤。具体分为：3个半径为5-10cm的起甲部位，5个半径为1-2cm的起甲部位，1处地仗层脱落的部位。如图15红色框线部分针对壁画中的不同病害进行修复方案设计。

具体操作为：

第一步，在虚拟场景中选择对应正确的工具；

第二步，按步骤完成每一步修复操作，该模块会根据学生的操作步骤对其进行分数评定，如果有做错或者遗漏的步骤，系统扣分并进行纠错，返回上一步要求学生重新完成；

第三步，当相同类型大小的病变部位被手动修复后，其他同类型的部位将会给学生提供两种选项：手动修复和自动修复；

第四步，对于地仗层的修复，学生需要选择泥的类型，配比，再用刷子进行涂抹。（当配比出现错误时，系统提示错误点，提供正确的配比和操作方式，并扣除此步骤相应的分数）整体做完后需要对边缘进行加固：做一个抹坡。

第五步，根据学生整体的操作情况进行分数评定，学生需要对实验步骤进行记录（可反复练习）。

Ø 综合案例二，起甲及地仗层病害壁画样本综合修复方案。

具体操作为：

第一步，学生在壁画病害样本中，发现有一处脱落，学生通过观察掉落的碎块形状，进行拼接；

第二步，将脱落的部分修补回去；

第三步，进入地仗层修复操作，具体步骤：

1.清理地仗缺失部位的杂物、灰尘等.

2.用低浓度粘结剂渗固地仗破损处，进行地仗破损处的加固。

3.用去离子水湿润裸露的支撑体。

   4.填补材料（包括地仗层材料制作）于地仗层缺失处，少量多次进行。

   5.对填补边缘处多次涂抹、紧泥。

   6.填补材料表面应低于壁画颜料层1—2mm。

   7.填补材料干燥后进行检查，对有裂缝的部位重新处理。

第四步，继续完成相应修复（如起甲）。

另外，操作不当时，系统给出提示学生进行纠错，如不改正，则无法进行下一步操作。