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0 引言
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曹溪寺是全国重点文物保护单位,位于云南省安宁市龙山东麓。20世纪40年代初,建筑学家梁思成游寺后认为曹溪寺具有宋代建筑风格,寺内大雄宝殿属大理国时期建筑。大雄宝殿内,正面供奉西方三圣,壁后供奉华严三圣。其中,华严三圣属于木雕造像,1956年经全国佛协副会长周叔伽鉴定为宋代遗物。
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曹溪寺华严三圣木雕造像距今已有上千年的历史,为了更好地了解文物和保护文物,掌握其制作工艺、修复历史和保存状况是非常有必要的。但由于历史久远,这些信息很难从文献中获取,因此需要借助于现代科技检测手段。选择X光照相检测,因为它是一种无损检测技术,且检测结果直观,广泛应用于各类文物的检测分析中[1-7]。目前,大型木雕造像的X光照相检测文献鲜有报道,本工作对此进行了有益尝试。
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1 检测设备和方法
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1.1 检测对象和设备
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曹溪寺华严三圣照片如图1所示,释迦牟尼佛居中,文殊菩萨、普贤菩萨左右协侍。其中释迦牟尼佛造像高约310cm,宽约180cm;胁侍菩萨稍小,高约270cm,宽约150cm。三尊木雕造像整体完整,表面描金,背后有装脏孔。X光照相检测的范围为造像的头部至莲花座,不包括背光和须弥座。未检测背光是因为背光与墙体相连,成像载体无法放置到背光与墙体之间;而须弥座则是由于其厚度过大,结构信息在检测图像中不易分辨。
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图1 三尊木雕
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Fig.1 Three wooden statues
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X光照相检测使用的是大连西奥特检测设备有限公司的THX-3006TD型X光机,其射线管电压范围为150~300kV,最大管电流6mA,设备照片如图2a所示。成像系统使用的是德国DUERR公司CRNet/HD-CR 35NDT Plus成像系统,成像载体IP板(Image Plate)型号为HD-IP Plus 35cm×42cm,检测图像的像素大小为100 μm,设备照片如图2b所示。该成像系统采用的是计算机X线成像(Computed Radiography,CR)技术,CR技术将传统胶片成像的暗室处理过程简化为IP板的扫描过程,光线条件要求低,成像速度快,非常适合于现场检测工作。另外,得到的检测图像为数字图像,便于编辑、存储和使用。
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图2 检测设备
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Fig.2 Testing equipment
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1.2 检测方法
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为了尽可能多地获取造像信息,根据造像体量大而成像载体尺寸小的实际,X光照相检测采取了自上而下分段拍摄的方法。具体操作时,将两张IP板并列放置于木雕造像本体与背光之间同时进行拍摄,并在两张IP板的重叠处放置了“2”和“8”两个铅字进行标记,这样可以方便后期图像拼接。另外,由于释迦牟尼佛造像裙带部分过宽,超出检测范围,因此在该位置分别进行了左右补拍。其次,由于释迦牟尼佛造像和文殊菩萨造像的背部与背光之间有连接件,因此这两处无法进行检测,在拼接的X光图像中显示为灰度一致的区域。三尊木雕造像共拍摄了61张X光片。
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1.3 图像编辑处理
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由于木雕造像外形和材质的影响,再加上现场检测条件的制约,获得的原始检测图像质量普遍不高。为了便于分析结果,需要对原始检测图像进行必要的编辑处理。
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1.3.1 提取图像有用信息
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拍摄时,为了能够得到造像各部位的信息,一般IP板覆盖的区域都大于造像的实际尺寸,再加上现场检测条件的影响,在原始图像中难免会出现无用影像,如图3a中的左侧伪影。为避免误判断,这些伪影都应予以去除。具体做法是先剪切掉图像的无用部分,再将有用部分的背景像素灰度值设置为零,效果如图3b所示。
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1.3.2 数字图像增强
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由于造像各部位的厚度变化大,每次的曝光参数很难选择到最佳,再加上木质材料对X光的衰减系数较小,因此得到的原始图像的对比度和亮度不理想。为了获得高质量的X光图像,后期使用数字图像增强技术是一种很好的选择[8],这里采用的是自适应直方图均衡化算法。该算法可使图像充分利用每个灰度等级,同时也可有效增加图像的对比度。数字图像增强使用MATLAB 2012a软件实现,效果如图3c所示。
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图3 图像编辑
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Fig.3 Image editing process
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1.3.3 拼接造像整体X光图像
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对于分析造像的某些整体信息,拼接造像的整体X光图像是很有必要的。这里使用Photoshop CC软件进行图像拼接。拼接方法是先拼接同时拍摄的两张X光图像,再拼接分段拍摄的X光图像。同时拍摄的两张图像拼接可依据标记铅字,分段拍摄的图像拼接可依据图像特征点。三尊造像的整体X光图像如图4所示。
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图4 造像X光图像
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Fig.4 X-ray images of the three wooden statues
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2 结果分析
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2.1 制作工艺
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如图4所示,三张整体X光图像显示,三尊木雕造像的结构基本一致。造像主体部分由一块整木雕刻而成,通过榫卯结构和金属连接件固定在莲花座上,其胸腹部有较小的装脏孔和较大的脏洞。宝冠和裙带都是单独的木质雕刻,通过金属件与主体部分连接在一起。造像的手臂均用泥塑另做,通过金属件与木质主体连接。
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2.1.1 造像主体由整木雕刻
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在每尊木雕造像的X光图像中,主体部分的木纹走势大体一致,颈部、肩部、肘部等关键部位均未发现榫卯或金属连接件。如图5a中,文殊菩萨颈部木纹连贯。唯一有问题的地方在普贤菩萨造像的左臂上,图5b所示有一拼接痕迹,形状为方形,但并未贯通手臂。推测可能是该处木质出了问题,经过了木质补配。综上,三尊造像的主体部分是由整木雕刻而成。
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图5 整木雕刻造像主体
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Fig.5 Whole-wood carved statue
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2.1.2 宝冠和裙带单独雕刻
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在三尊木雕造像的头部和手臂位置上,都可以看到有许多金属钉,在图5中表现为比周围木质更亮(金属吸收X光比木质多)。金属钉按形状可分为3种类型,如图6所示。对照造像的实物照片,认为造像的宝冠和裙带是单独雕刻而成,这些金属钉是用来将宝冠和飘带固定到造像主体部分上的。需要说明的是,如图7所示,在释迦牟尼佛造像的右裙带上还发现了泥塑现象,结合其他5个裙带都是木雕情况,认为三尊造像的原始裙带都是木质雕刻而成,现存的泥塑部分是木质裙带受损后用泥质修补产生的。修补的方法是先用金属钉钉入剩余木质,如果修补部分体积较大还要用细金属丝进一步造型,最后在金属钉和金属丝骨架上覆泥。
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图6 三种金属钉
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Fig.6 Three types of metal nails
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图7 释迦牟尼佛造像裙带
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Fig.7 Creature of the Sakyamuni Buddha statue
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2.1.3 泥塑制作手臂
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X光图像显示,三尊造像的手臂均是用泥塑制作的。其制作方法是在造像的小臂或肘部木质上钉入金属钉,再在金属钉上缠绕一定数量金属丝造型。以金属钉和金属丝作骨架,最后在上面覆泥即可制作出手臂。图8显示了释迦牟尼佛和普贤菩萨手臂的泥塑结构。另外,图中金属钉附近发现有较暗的阴影,说明在金属骨架与泥层之间可能还有一中间层,其材质对X光的吸收比泥质更弱。结合泥塑传统制作工艺,推测这一中间层是用稻草或织物等有机类物质制作的,类似于束草工艺。
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图8 手臂制作
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Fig.8 Arm making process
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2.2 历史修复痕迹
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如上所述,用来固定宝冠和裙带的金属钉形态多样,具体可分为3种类型:Ⅰ型,粗细一致;Ⅱ型,一端粗,一端细,从粗端逐渐变细;Ⅲ型,一端粗(带帽),一端细,变细地方只在细端。在释迦牟尼佛造像的裙带泥塑修补中,也发现了Ⅱ型和Ⅲ型两种金属钉(图7)。释迦牟尼佛造像右手臂内的金属钉为Ⅱ型金属钉,而其他5条手臂内的金属钉均为Ⅲ型金属钉(图8)。综合以上信息,用以固定附件、作为修补泥塑骨架和作为手臂泥塑骨架的金属钉,其形状均有变化。这一现象的产生,可能是金属钉作用不同引起,也可能是造像后期修复引入。但Ⅲ型中带帽的金属钉,具有现代钉子特有的形状,因此三尊造像在历史上肯定修复过。另外,释迦牟尼佛裙带中泥塑的存在,也是造像经过修复的证明。
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2.3 造像保存状况
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三尊造像的X光图像显示,木雕的木纹清楚、金属钉边缘清晰,因此三尊木雕造像整体保存状况较好。但是,X光图像也反映出造像存在局部风险。如图4a所示,普贤菩萨造像存在一条裂隙,其位置是从头部开始经颈部延伸到腹部(图9)。胸部位置裂隙虽然看不见(这是由于脏洞的存在减小了胸部木质的厚度,X光过曝造成的),但从裂隙的位置和走向分析,可以认为是一条裂缝。这条长裂隙的存在,也从另一方面证明了造像的主体部分是由一块整木雕刻而成的。另外,如图7所示,释迦牟尼佛造像的裙带泥塑修补部分存在着泥层开裂和断裂现象,说明该部分也存在风险。
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图9 普贤菩萨造像裂隙
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Fig.9 Fissure of the Samantabhadra Bodhisattva statue
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3 讨论
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3.1 检测方法的合理性
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本检测采取了自上而下分段拍摄的分法,另外还对释迦牟尼佛造像裙带部分进行了补拍,基本上完成了检测任务。但是,如图4所示,本次检测也有3处不足。第一,三尊造像脏洞对应的胸腹部信息丢失;第二,两尊菩萨造像的裙带信息不全;第三,普贤菩萨颈部信息丢失。这3处不足产生的原因是一样的,均是由于一次拍摄的检测范围内木质的厚度差太大,薄的地方由于过曝造成了信息丢失。因此,一次拍摄的检测范围内,如果检测对象厚度差过大,还应使用不同参数进行多次拍摄,防止有用信息的丢失。
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3.2 图像拼接效果
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如图4所示,三尊造像的整体X光图像都是由数张图像拼接得到,图像之间有缝隙。因此,此次拼接并非无缝拼接,这是由X光照相检测方法决定的。首先,木雕造像的厚度与焦距(射线机焦点到IP板的距离)相比较大,且曝光过程中X光是呈40°圆锥角发射的[9],因此造像胸部和背部上的某两个点,在上下两次曝光中的投影点相对位置就会发生变化,如图10a中的红色点和绿色点所示。其次,由于现场检测条件的制约,每次曝光的焦距很难保持一致,造像上的某点在IP板上的投影位置还会发生变化,如图10b中红色点在下方曝光所示。正是由于造像结构点在不同曝光图像中相对位置的改变,导致了拼接过程中图像间不能完全融合,出现拼接痕迹的问题。尽管如此,整体X光图像对于分析造像整体信息仍然很有帮助。
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图10 错位示意图
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Fig.10 Diagram of the dislocation
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4 结论
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曹溪寺内的华严三圣木雕造像为宋代遗物,属于珍贵历史文物。对三尊造像进行了X光照相检测,展现出了造像的内部结构、历史修复痕迹以及保存状况等信息,这些信息对于了解造像和保护造像都有重要的参考意义。另外,对大型木雕造像的X光照相检测进行了尝试,并讨论了检测方法和后期图像编辑处理,这对于其他大型造像开展此项检测也有参考价值。
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1)合理制定检测方案。大型造像的X光照相检测,应以一定的顺序分段拍摄,不同拍摄的检测范围之间须有一定的重叠。如果在一次拍摄的检测范围内造像厚度差过大,还应以不同能量进行多次拍摄,防止漏检有用信息。
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2)检测图像后期处理。由于木雕造像本身和检测条件的制约,X光照相检测得到的原始图像质量一般不高,对其进行必要的后期处理就十分重要的。通过伪影去除、有用信息增强和整体X光图像拼接,获得了亮度和对比度合适的X光图像,反映的造像信息清晰,便于最后结果的分析。
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3)造像制作工艺。X光图像显示,三尊木雕造像的结构基本一致。主体部分都是由整木雕刻而成,通过榫卯结构和金属连接件与莲花座相连。宝冠和裙带等附件单独雕刻而成,再通过金属件与主体连接。手臂均为泥塑,通过金属钉与主体木质连接。
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4)历史修复痕迹。三尊木雕造像内,无论是用于固定附件的金属钉,还是作为泥塑骨架的金属钉形状多样,其中包括现代金属钉特有的形状。现代金属钉的存在,说明木雕造像历史上肯定修复过。另外,释迦牟尼佛裙带中存在泥塑部分,也是造像经过修复的证明。
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5)造像保存状况。三尊造像的X光图像中,木雕的木纹清楚、金属件边缘清晰,说明造像保存状况好、整体稳定。但是,造像也存在两处风险:一是普贤菩萨造像存在一条从头部到腹部的裂隙;二是释迦牟尼佛造像的裙带泥塑修补部分存在泥层开裂和断裂现象。以上两处风险后期应加强监测,必要时应予以加固修补。
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摘要
云南省曹溪寺大雄宝殿内的华严三圣属于木雕造像,是宋代大理国时期的遗物。三尊造像造型庄严肃穆,雕刻精美,是国内宋代造像的代表。为了更好地了解和保护木雕造像,通过X光照相检测,获得了三尊木雕造像的制作工艺、历史修复痕迹和保存状况等信息,这些信息对保护文物具有重要的参考价值。本工作是对大型木雕造像进行X光照相检测的一次有益尝试。
Abstract
Three saints of Avatamsaka—Sakyamuni, Manjusri and Samantabhadra—of Caoxi Temple in Yunnan Province are remarkable wooden statues of the Dali Kingdom (937—1253). They were exquisitely made and show solemn states. In our study, X-ray radiography, a non-destructive technology, was undertaken to investigate the techniques of their manufacture, historical conservation marks and their condition of preservation. The results provide a deeper understanding of the three saints and a considerable reference for the future conservation work. This work also demonstrates that X-ray radiography is a non-intrusive and efficient method for the study of ancient wooden statues of large size.
