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古代壁画修复虚拟仿真实验指南


方法/步骤
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(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。

END