張輝 信曉瑜 康曉靜 周曼 米爾扎提江·買爾旦江

摘要： 為更好地傳承保護出土服飾文物，解決服飾文物復(fù)原工作中研究制作周期長等問題，文章提出一種基于數(shù)字化技術(shù)進行考古服飾虛擬復(fù)原的方法。首先，應(yīng)充分分析出土服裝的形制、紋樣、色彩等詳細信息，在此基礎(chǔ)上，利用三維數(shù)字化軟件完成衣片繪制、裁剪，紋樣圖案復(fù)原、紋理效果制作等工序，然后基于CLO3D軟件實現(xiàn)服飾文物虛擬試穿展示，最后對復(fù)原好的服裝進行復(fù)原效果模糊綜合評價。結(jié)果表明，該方法可以有效還原出服飾形貌，完成出土服飾復(fù)原工作，為服飾文物保護修復(fù)及藝術(shù)考古研究提供新的研究方法。

關(guān)鍵詞： 3D服裝技術(shù);尼雅遺址;出土服飾;虛擬復(fù)原;文物保護;藝術(shù)考古

中圖分類號： TS941.26

文獻標志碼： A

文章編號： 1001-7003（2021）09-0073-07

引用頁碼： 091112

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.09.012（篇序）

Restoration of "Wan Shi Ru Yi" brocade robe unearthed from Niya Relicsby virtue of clothing digital technology

ZHANG Hui1， XIN Xiaoyu1， KANG Xiaojing2， ZHOU Man1， MERZAT·Mardan1

（1.College of Textiles and Clothing， Xinjiang University， Urumqi 830046， China; 2.Xinjiang Institute of Cultural Relics and Archaeology，Urumqi 830011， China）

Abstract： For better inheritance and protection of unearthed costume cultural relics， and settlement of long research and production cycle when restoring costume cultural relics， a method for virtual restoration of archaeological costume based on digital technology is proposed. First of all， the shape， pattern， color and other detailed information of the unearthed clothing should be analyzed sufficiently. On this basis， the clothing piece drawing， cutting， pattern restoration， texture effect production and other processes are completed using threedimensional digital software. Then， the virtual fitting and display of clothing relics are implemented using CLO3D software. Finally， a fuzzy comprehensive evaluation of the restoration effect of the restored clothing is conducted. The results reveal that this method can effectively restore the appearance of clothing， complete the restoration of unearthed clothing， and provide a new research method for the protection and restoration of clothing cultural relics and art archaeology research.

Key words： 3D clothing technology; Niya Relics; unearthed clothing; virtual restoration; preservation of cultural relics; art archaeology

收稿日期： 20210412;

修回日期： 20210819

基金項目： 新疆維吾爾自治區(qū)高校科研計劃項目（XJEDU2018SY013）;新疆維吾爾自治區(qū)人文社科基金項目（20BYS144）

作者簡介： 張輝（1996），男，碩士研究生，研究方向為服裝設(shè)計與工程。通信作者：信曉瑜，副教授，479790302@qq.com。

絲綢之路古代服飾是物質(zhì)與精神的統(tǒng)一，是文化交流與融合的歷史鑒證，具有豐富的文化內(nèi)涵。目前出土服飾研究多在相關(guān)科研院所和博物館之間展開，由于年代久遠，服飾文物不易保存，多被收藏在文博單位中。部分高校基于數(shù)字化技術(shù)建立了傳統(tǒng)服飾線上博物館，但其內(nèi)容多以二維實物圖片為主，對服飾文物的三維展示還略顯不足。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，三維服裝虛擬軟件因其可快速實現(xiàn)參數(shù)化人體建模、衣片制作調(diào)整、虛擬試衣、面料仿真等功能，受到服裝企業(yè)和科研院所的青睞。在服飾史研究和古代服飾文化傳承領(lǐng)域，將三維數(shù)字化技術(shù)與出土服飾文物研究相結(jié)合不失為一個新的選擇。基于此，本文嘗試使用一種三維數(shù)字化復(fù)原方法來實現(xiàn)出土服飾的虛擬復(fù)原，以期為傳統(tǒng)服飾文化保護與傳承提供新的思路。

尼雅遺址是漢代絲綢之路上精絕國故地，其中出土了多件保存完整、色彩艷麗的漢晉時期服飾，對人們認識漢代服飾風格、探求漢代紡織技藝、了解絲綢之路文化交流具有重要意義。出土的“萬世如意”錦袍是其中的典型代表，其色彩豐富、紋樣精美、圖案絢麗、造型獨特、寓意深刻，同時具有中原與西域服飾文化因素，為此本文在分析考古材料的基礎(chǔ)上，利用數(shù)字化服裝軟件繪制出衣片結(jié)構(gòu)，還原出紋樣圖案及色彩，并基于CLO3D軟件實現(xiàn)其虛擬復(fù)原，最后對復(fù)原效果進行模糊綜合評價。本文研究的目的是使服飾文物得到保護的同時弘揚傳統(tǒng)服飾文化，讓更多的人了解中國漢代絲織技藝，增強民族文化自信。

1服飾文物分析

1.1形制

《史書》中對精絕國的記載很少，關(guān)于服飾的描述更是寥寥無幾，對該錦袍的形制探析主要參考同墓葬和同時期其他遺址出土的服飾。從漢代馬王堆出土服飾來看，西漢初期袍服多為交領(lǐng)、右衽、窄袖、分曲裾和直裾，至東漢時期，多流行直裾袍[1]。不同于中原地區(qū)袍服，西域袍服具有鮮明的特色，左衽、袖子緊窄、下擺寬大，部分側(cè)縫開衩，與該錦袍款式類似的上裝在扎滾魯克二期文化墓地與蘇貝希墓地均有出土。扎滾魯克墓葬中的此款上裝有套頭和開襟兩種，套頭式由布料對折后，留出圓領(lǐng)口，在側(cè)擺增加三角形布料縫制而成，如圖1（a）所示;開襟式則在前面開襟，并在襟邊下部各增加一塊三角型面料，如圖1（b）所示[2]。蘇貝希墓葬中M10：8上裝款式與該錦袍較為相似，對襟、立領(lǐng)、長袖，裁剪時將兩倍衣長面料對折，前片開襟，同時左右腋下各加縫一片三角形面料增加下擺，如圖2所示[3]。這種加縫三角形面料增大下擺寬度應(yīng)該是當時常用的一種方法，盡管這些上裝結(jié)構(gòu)不同、材質(zhì)各異，但都采相同的方法增大下擺。在穿著搭配上，這種上衣通常與褲裝搭配，古代文獻中常稱作“袴褶”，行動方便，利于進行騎射遷徙，適合當?shù)赜文撩褡宓纳罘绞絒4]。參考尼雅遺址其他墓葬出土的袍服，發(fā)現(xiàn)其腋下多存在插片，如95MNIM1：43（圖3）。由于袖子窄小，限制了袖子的活動量，而插片不僅保證了窄袖活動的便利，又增加了胸部的圍度。

“萬世如意”銘文錦袍衣身整體長122.5 cm、袖口寬17 cm、通袖長174 cm、下擺寬142 cm[5]，其衣領(lǐng)為直領(lǐng)，左衽[6]，兩衣袖平直較窄，下擺寬大，如圖4所示。通過對文物圖片和同期類似服飾的研究，分析其腋下應(yīng)拼縫有三角形裁片，用來增加胸圍和袖籠圍度，使得穿脫更加方便。從袖籠至袖口處寬度逐漸減小，受布幅限制，袖肘部有明顯縫線痕跡，下擺呈弧形，左下擺邊緣縫綴一片“延年益壽大宜子孫”矩形織錦，同時在兩側(cè)各加縫兩片三角錐形插片增加下擺寬度，以方便下肢活動。根據(jù)考古材料繪制出該文物基本款式，如圖5所示。

1.2面料分析

1.2.1材質(zhì)

尼雅出土“萬世如意”銘文錦袍由織錦制成，錦是絲織品中十分珍貴的品種，是一種使用彩色絲線，在織機上完成織造，質(zhì)地復(fù)雜厚實、花紋豐富多彩的織物，根據(jù)顯花方式的不同可分為經(jīng)錦和緯錦，經(jīng)錦起源于周代，在漢代發(fā)展迅速，風格多變。該錦袍即是一件經(jīng)線顯花的經(jīng)重組織經(jīng)錦，采用漢錦織造工藝對錦面分區(qū)，每一區(qū)中都使用絳、白兩色經(jīng)線，不同區(qū)域第三色經(jīng)線分別為絳紫、淡藍、油綠，緯線的“明緯”和“暗緯”交替出現(xiàn)，整個幅面就會呈現(xiàn)絳、白、油綠、淡藍、絳紫五彩花紋[7]。其面料雖是漢代典型的織錦，而其款式卻呈現(xiàn)“胡服”特征，這主要與絲綢之路上中西方貿(mào)易往來有關(guān)。張騫出使西域后，漢王朝與西域各國之間的聯(lián)系日益密切，當時西域各國統(tǒng)治者都比較喜歡錦繡華衣，每年運到西域地區(qū)的錦繡織品達成千上萬匹，作為禮品饋贈或商品交換[8]。同時西域民族的服飾有其獨特的精神文化內(nèi)涵，隨著絲綢之路進一步開通，中原與西域地區(qū)交流日漸頻繁，具有漢文化特色的織錦和服飾也傳到西域，受到當?shù)鼐用竦南矏郏性臀饔蚍椫g不可避免地相互吸收借鑒[9]。因此，該錦袍可能是來自中原的絲綢運到西域后在當?shù)夭眉艨p制而成，亦或是由中原地區(qū)專門制作作為漢朝對西域各國的禮品饋贈。

1.2.2紋樣

錦袍中的紋樣主要是云氣紋，線條飄逸靈動、回旋激蕩、動感十足，彌漫出一種霧氣繚繞的仙境氛圍。每個循環(huán)單元中云紋骨架從左至右以Z形、倒C形、半U形、U形進行緯向分布排列，不同骨架或連續(xù)或間斷，彎曲部分外側(cè)常連接如意狀圖案，彎曲部分內(nèi)側(cè)多與穗狀云紋相連。漢隸“萬世如意”四字銘文位于云氣紋下方，從右向左排列在錦袍上，與云氣紋一起進行經(jīng)向循環(huán)沿緯向分布，如圖6所示。漢代是云氣紋發(fā)展的繁盛時期，云氣風格多變、造型各異，其云頭多呈渦卷狀，造型自由隨意，渦卷部分常連接其他帶有吉祥寓意的紋樣，云軀身形多變繁雜，走向彎曲綿延，云尾不再是簡單的線條，被賦予豐富的內(nèi)涵[10]。該錦袍中云頭渦卷處則連接著不同走向的穗狀云氣和如意紋，云軀走向變化多端，與“萬世如意”銘文共同體現(xiàn)了對穿著者的美好祈愿。

1.2.3色彩

錦袍共有絳、白、淡藍、油綠、絳紫五種不同的顏色[11]。按照三色漢錦織法沿經(jīng)向分區(qū)織造，絳作為織物地色，根據(jù)紋樣需要顯色，區(qū)域交界處會形成明顯的顏色變化[7]?？椢镏械奈宀视蒙c漢代流行的五行學(xué)說有關(guān)，五行學(xué)說是古代的一種哲學(xué)觀念，最早指春、夏、季夏、秋、冬五種節(jié)氣的運行，描述天地間陰陽變幻的規(guī)律。人們根據(jù)五行相生相克原理調(diào)制出五色中的其他顏色，并利用五行屬性對色彩進行合理搭配?！犊脊び洝酚涊d：“畫繪之事雜五色。東方謂之青，南方謂之赤，西方謂之白，北方謂之黑，天謂之玄，地謂之黃，五彩備謂之繡?！盵12]由于當時對五色使用沒有明確要求，五色中的黑、青常用藍、綠替代，該錦袍中用淡藍取代黑、油綠取代青，五色雜陳，這種五彩皆備的配色便是五色與五行學(xué)說結(jié)合后形成的一種審美標準。

2三維數(shù)字化復(fù)原

2.1人體模型建立

發(fā)掘報告記載，“萬世如意”錦袍穿著者身高170 cm，挺鼻寬下巴[6]。由于尸體年代久遠，只能獲取身高尺寸，其余人體尺寸不詳，在CLO3D軟件中人體其余部位尺寸可根據(jù)身高變化自動調(diào)整，因此，將人模身高設(shè)定為170 cm，為方便后續(xù)虛擬試穿，調(diào)整人模姿勢使其手臂伸平。

2.2服裝建模

2.2.1衣片繪制

首先根據(jù)發(fā)掘報告提供的尺寸等信息，確定該錦袍衣片尺寸和裁剪方式。中國傳統(tǒng)服飾主要使用平面十字裁剪方式，西域民族的裁剪方式雖有一定地域性，但也與中原有著異曲同工之妙，呈現(xiàn)十字型結(jié)構(gòu)。在面料幅寬受到限制的情況下，中原漢民族充分利用布料幅寬進行拼接，得到成衣的衣袖和衣身在接縫處沒有確定的界限，而西域服飾衣身與袖的界限是清晰確定的，即位于袖子接縫位置[13]。考古報告中記錄了該錦袍的衣長、通袖長、袖口寬、腰寬、下擺寬等尺寸，如表1所示。根據(jù)報告中提供的圖片和比例尺[14]推算出錦袍側(cè)擺高約65 cm，衣領(lǐng)長約20 cm、寬約6 cm，拼綴衣片寬約10 cm、高約35 cm。

確定好尺寸后，使用富怡CAD軟件繪制并裁剪確定好的衣片，得到衣身2片、袖4片、側(cè)擺4片、腋下插片4片、衣領(lǐng)1片、拼綴衣片1片，如圖7所示，并將其以“.dxf”文件格式保存。

2.2.2衣片安排與縫合

衣片安排關(guān)系著模擬時間和效果，若衣片未被正確合理安排，可能產(chǎn)生縫線錯誤、穿模等影響。根據(jù)前期研究分析，該錦袍應(yīng)是傳統(tǒng)“十字型”結(jié)構(gòu)，上下連屬，衣身與袖片分裁，前后身一體，在CLO3D軟件中進行樣片安排時，前、后、袖片需在各自的平面內(nèi)，存在一定局限，經(jīng)多次試驗后，最終確定衣片安排方法。首先安排好其余衣片位置并將其冷凍，拖拽衣身和袖片分別在人模肩部與手臂上方，模擬狀態(tài)下使衣身和袖片自然下落至人模肩部和手臂，如圖8（b）所示，保證錦袍衣片結(jié)構(gòu)的完整性;接著按照縫合關(guān)系完成錦袍的縫制，最后對穿著不理想的部分及時調(diào)整，縫合好的錦袍如圖8（c）所示。

2.3面料仿真

2.3.1紋樣復(fù)原

基于前文對紋樣圖案、色彩的分析，在此基礎(chǔ)上，使用Coreldraw軟件完成“萬世如意”錦袍紋樣的復(fù)原。為了使復(fù)

原效果更加真實，在Photoshop軟件中對復(fù)原好的紋樣圖片制作織錦紋理效果，復(fù)原過程如圖9所示。“延年益壽大宜子孫”錦紋樣在錦袍上僅部分出現(xiàn)，因此復(fù)原部分即可，本文采取上述同樣方法得到其紋樣圖案。

2.3.2面料模擬

面料模擬主要模擬織物的材質(zhì)和部分物理屬性。該錦袍是漢代典型的絲織物，具有組織結(jié)構(gòu)細致緊密、質(zhì)地厚實、表面光滑柔軟等性能。由于不能進行實物測量，只能調(diào)節(jié)屬性編輯器中面料的物理屬性，包括紗線強度、對角線張力、彎曲強度、變形率、變形率強度、密度、摩擦系數(shù)、厚度等，通過變換這些物理屬性的數(shù)值提高面料模擬的真實程度，同時添加制作好的面料紋樣。用同樣的方法添加“延年益壽大宜子孫”面料，將設(shè)定好的面料應(yīng)用到對應(yīng)的衣片上，調(diào)整紋理位置使其和錦袍上紋樣相對應(yīng)，如圖10所示。

2.4試穿效果

虛擬縫合后的錦袍較為寬松，色彩豐富、紋樣精美、圖案絢麗，下擺寬大自然下垂形成褶皺。漢隸銘文與云氣紋相得益彰，表達對穿著者的美好祝福，經(jīng)緯線交織紋理雖錯綜復(fù)雜

卻井然有序，呈現(xiàn)典型中原經(jīng)錦的工藝特色。調(diào)整錦袍為半透明狀態(tài)，由于人模為站立姿勢，錦袍與人體除肩部及手臂緊密接觸外，其余部位間隙較大，在美觀保暖的前提下為穿著者提供更大的活動空間，如圖11所示。

在服裝舒適性的指標中，壓力舒適性是其中一項重要影響因素，傳統(tǒng)服裝壓力舒適性需要成衣后找穿著者進行主觀評價，與穿著者的主觀感受有很大關(guān)系，同時壓力舒適性也受到服裝材料彈性、拉伸性能的影響[15]。CLO3D軟件完成虛擬縫合后，3D窗口不僅可以觀察服裝穿著舒適程度，對服裝及時進行調(diào)整，還可以直觀看到服裝穿著在人體上的壓力狀態(tài)與接觸點分布[16]。該錦袍試穿在雙手抬平的人模上時，壓力主要分布在手臂、頸部、前胸上方和后背上方，如圖12所示。其余位置壓力點分布較少，觀察這些部位的壓力分布，不同顏色表示不同的壓力程度，紅色表示面料受到拉伸強度越高，該部位壓力越大;藍色表示面料受到的拉伸強度弱，該部位壓力越小，如圖13所示，人模壓力點分布位置壓力都為藍色，選取壓力點集中部位測試其壓力值（表2），背高點（左）壓力值最大，為2.57 kPa，因此錦袍穿著時不會對人體產(chǎn)生較大壓迫感。

3復(fù)原效果模糊綜合評價

3.1確定評價項目集

服飾虛擬復(fù)原效果的評價目前還沒有統(tǒng)一的標準，查閱相關(guān)文獻后[17-18]，根據(jù)復(fù)原服裝特點確定復(fù)原效果評價項目指標U，U=（u1，u2，u3，u4）=（整體形制，細部結(jié)構(gòu)，面料質(zhì)感，紋樣色彩）。

3.2確定評價尺度

采用五級尺度標準，V=（v1，v2，v3，v4，v5）=（非常差，差，一般，好，非常好）。

3.3確定評價項目權(quán)重

采用秩和運算法[19]確定評價項目集中各項目權(quán)重，由6位了解服裝數(shù)字化技術(shù)、專業(yè)為服裝設(shè)計與工程方向的碩士研究生組成評委，對復(fù)原效果4項指標進行重要度排序，得到的結(jié)果如表3所示。

計算權(quán)重前，需要對評委排序結(jié)果進行一致性檢驗，假設(shè)6位評委對4項復(fù)原效果指標的重要度意見不一致，需計算統(tǒng)計量：

X2=m（n-1）w（1）

w=S/[（12）-1m2（n3-n）]（2）

S=∑Rj2-（∑Rj）2/n（3）

式中：X2為統(tǒng)計量，Rj為第j個指標的秩和（j=1，2，3，4），m為評委個數(shù)，n為指標個數(shù)。

將（2）（3）代入（1）式計算得X2=10.8，取顯著性水平α=0.025，自由度df=3，查表得X20.025（3）=9.35。因為X2=10.8>9.35，所以可以認為6位評委的意見是顯著一致的。

計算權(quán)重如下式所示：

aj=2[m（1+n）-Rj]/[mn（1+n）]（4）

由式（4）計算得各項指標權(quán)重a1=0.36，a2=0.30，a3=0.17，a4=0.17，得各項指標權(quán)重A=（0.36，0.30，0.17，0.17）。

3.4構(gòu)建評價矩陣

確定好評價項目、評價尺度和評價項目權(quán)重后，采取線上線下方式進行問卷調(diào)查。調(diào)查對象為18～25歲對虛擬服裝有相關(guān)了解的大學(xué)生，共收回問卷77份，有效問卷72份，有效率93.5%。對收集的問卷結(jié)果進行統(tǒng)計，結(jié)果如表4所示。

由表4可得評價矩陣：

R=000.070.480.45000.490.450.06000.550.190.26000.180.590.23

3.5計算綜合效果評價

采用公式B=A·R計算：

B=0.360.300.170.17·000.070.480.45000.490.450.06000.550.190.26000.180.590.23

=000.300.440.26

綜合評價結(jié)果表明，30%的評價人員認為復(fù)原效果“一般”，44%的評價人員認為復(fù)原效果“好”，26%的評價人員認為復(fù)原效果“非常好”。根據(jù)最大隸屬度原則，該錦袍復(fù)原效果為“好”。

4結(jié)語

本文提出一種基于三維服裝數(shù)字化技術(shù)的出土服飾復(fù)原方法，該方法將數(shù)字化技術(shù)與出土服飾文物復(fù)原工作相結(jié)合，實現(xiàn)服裝樣板繪制、調(diào)整、安排、虛擬縫制等流程，最終實現(xiàn)服飾文物穿著效果的虛擬仿真。從試穿效果和復(fù)原效果模糊綜合評價結(jié)果來看，利用數(shù)字化技術(shù)復(fù)原出的虛擬服飾能基本還原出土服飾的結(jié)構(gòu)、紋樣、色彩等信息，還能較逼真地還原古代服飾穿著方式，實現(xiàn)多角度觀察，有利于相關(guān)文物的深入研究。絲綢之路古代服飾文物是中華優(yōu)秀服飾文化的瑰寶，是人們了解當時社會、經(jīng)濟、文化、藝術(shù)必不可少的文物資料，使用數(shù)字化技術(shù)對其進行虛擬復(fù)原，可有效避免紡織品文物陳展和研究過程中可能對文物造成的二次傷害。復(fù)原后的虛擬服飾文物可對其進行后期數(shù)字渲染并在網(wǎng)絡(luò)平臺加以展示，使觀者更直觀地了解服飾文物的特征，從而實現(xiàn)對紡織品服飾文物的有效保護與傳承。

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