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导言 本文以北京大学赛克勒考古与艺术博物馆“燕园聚珍：文明的曙光”展几件重点文物的展览托架的设计制作为例，陈述了展览托架的设计理念，及其设计制作过程需要遵守的文物保护原则。进而讨论了展陈托架的系统化、模块化设计，用案例陈述其原理、方法及技术保障。最后讨论了新兴的3D扫描与3D打印技术在特殊类型文物的托架制作中的应用及该技术的优缺点。 展陈托架是博物馆陈列设计中柜内设计的重要内容。托架包括展托和支架。其使用目的在于突出文物的形体美、色彩美、质地美，并形成色彩层次，增强陈列的艺术氛围和效果。文物保护是对具有历史价值、艺术价值、科学价值的历史遗物采取一系列措施，防止其受到损害。文物的保护与利用是一对矛盾体。为了保护文物，将其直接摆放于平面展台上展示，这样使观众不便欣赏和观察文物，文物的内涵、价值和美感也难以呈现；而只顾追求展览陈列效果而忽视文物安全也是不可取的。展陈托架的设计制作既要看重形式艺术，也要重视文物保护，因为文物及其具有的历史信息是不可再生资源。为提高托架的兼容性，使其适用多变的展陈环境，并有利于博物馆文物工作其他环节的进行，托架应采取系统化、模块化的设计。 01 托架设计制作要符合文物保护诸原则 在材料与工艺方面应遵守当代文物保护理论的诸原则：如真实性与完整性、材料的安全性、可再处理性、最小干预、耐久性等。 1.真实性与完整性原则 文物保护中的真实性与完整性有多层面的理解。真实性常被理解为修复要基于“原材料、原工艺、原结构、原形制”，如文物修复时使用原物归位法复原，而非主观臆造或作伪式的拼凑。完整性常被理解为被保护对象曾有过的完整状态，如将文物碎片通过一定的工艺连接为完整的器物并补全残缺。 然而，文物作为历史证物，其赋存信息是诠释其历史价值、艺术价值和科学价值的基础。因此真实性也可理解为不在文物上增加信息，如石器表面微痕对研究其制作工艺和使用方法具有重要价值，若未保护好这些现象，处理文物时在其上添加了新的人工痕迹，就干扰了文物信息的原真性。完整性也可理解为文物上的历史信息如痕迹、结构、附着物未被随意删减。 图1为北京大学赛克勒考古与艺术博物馆“燕园聚珍：文明的曙光”展（以下简称“燕园聚珍”展）的山东龙山文化蛋壳高柄杯及其展陈托架。陶杯侈口直径大于底部圈足直径且重心较高，器物若直接置于展台，受到轻微的展柜晃动便会倾倒，故需托架支撑器物。圈足及柄中空，可用托架穿入其内以便器物稳定又不影响展陈效果。 托架设计制作前先要观察文物，了解文物历史信息的内涵和价值是在展陈中对其妥善保护的前提。柄部有长条形镂孔，镂孔将器外壁刮擦痕迹打破，说明器表刮擦痕迹形成后再做镂孔（图1-A）。倒转器物观察中空柄内壁，可见突起的细微结构（图1-B），说明镂孔是器物坯体处于湿态且有塑性时用锐角三角形剖面的工具戳刺而成。综上，器外壁刮擦痕亦在器物泥坯尚处湿态并有塑性时形成，即其为器物在轮盘上拉坯成型时所致器表擦痕，而非泥坯干燥后再用工具将器壁刮薄所成刮削痕迹。这一结论对评价此器制作技术水平至关重要。李文杰先生也认为该类薄胎高柄杯代表了山东龙山文化陶器轮制技术的最高水平，在轮制技术史上空前绝后。图1-B所示柄部内壁的细微结构，是讨论该器制作工艺的关键物证。若设计制作托架时未观察到这些细微现象，托架尺寸形状不合理，每次布展、撤展时都会将这些细微结构碰损一部分，久而久之体现这件器物制作工艺的信息被删减，文物作为历史证物的价值也被折损。不当的托架设计和制作将破坏文物上历史信息的完整性和真实性，影响未来对器物的观察研究及其历史价值的阐释。  由于高足柄内壁有呈现器物制作工艺的重要现象，托架设计制作时除考虑文物摆放的稳定性，还应考虑文物上历史信息的真实性和完整性的保护，托架需制成准确的尺寸，托架顶端做倒角，使托架不会挤压或碰损器物内壁的加工工艺痕迹。展块C中央有透孔，托架D底部中央有带螺纹穿孔，托架直径不得超过间距a，展块与托架通过螺丝E连接，托架拆装后可随文物运输并反复使用（图2）。  2.安全性原则 因为可溶性盐会引起陶、瓷、石器类文物劣化，氯离子和酸性环境对青铜器保存构成隐患，酸性有害气体加速纸张酸化水解，酸、碱性物质和可溶性盐对骨角类文物保存有不良影响；所以托架制作不能使用妨害文物安全的材料。必须使用却不能确保其不含酸性物质时，需对托架材料进行封护。 图3为“燕园聚珍”展的“三体石经残片”及托架，为防止石经残片碰损并获得良好的展陈效果，使用花梨木制作展托（图4-A），为防止其可能具有的可溶性盐类及酸性物质对文物材料的安全造成不良影响，用石蜡封护木材表面。三体石经展托背衬使用环氧树脂，为防止其与文物长久接触后可能发生渗透作用，可按文物保护要求对环氧树脂做封护处理，使用丙烯酸酯类材料B-72的3%的丙酮溶液涂刷（图4-B）。锻造黄铜“Z”形卡扣，并在接触文物处增加缓冲层，防止卡扣污染或划伤文物。黄铜件及其缓冲层作法已有另文详述。 图5为天马—曲村M6214出土西周早期玉石胸饰及其展托。串饰嵌入展托即可达到良好的展陈效果并有利于文物安全，使用硬度较玉石低的无酸瓦楞纸制作托架，既可保证匹配精度又不会磨损珠饰。在无酸瓦楞纸上镂刻出胸饰展开状态的剪影，有关材料的选择标准另有详述。依上法制得三层无酸瓦楞纸板，最下层纸板将镂刻后的纸型嵌回。使用符合文物保护标准的文物囊匣专用超细纤维布装裱纸板。超细纤维布与纸板间使用插接或棉线缝合。展托凹槽底面也用超细纤维布装裱，亦不使用粘接剂，而是将布插入纸板与纸型间隙，两者间的静摩擦力足以使裱布固定，图6即胸饰托架制作的详细流程。  3.可逆性原则、耐久性原则 在当代文物保护理论中，已将“可逆性”的表述修改为“可再处理性”，因为随着保护或修复材料的老化，使文物完全回到保护处理之前的状态是不符合客观规律的。本文所提的可逆性原则指：托架与文物间采取易拆解的连接方式，支架从文物上拆解后不留痕迹，因此不得粘接，防止粘接剂对文物过度干预甚至侵蚀文物本体。 图7为三体石经及其展托部件，其中A为展托，B为石经残片，C为背衬，a、b、c、d为前文所述“Z”形卡扣，h、i、j、k是用螺丝固定的“ò”形卡扣。装配时将石经残片B嵌入A的镂空处，a、b、c、d对其限位，再将背衬C置入镂空，将“ò”形卡扣旋转而将背衬限位，拧紧螺丝使h、i、j、k固定，文物与展托之间形成机械锁定的稳定结构。由于不使用粘接剂连接各部件，确保展托易于从文物上拆解而不留痕迹。需取出石经残片时，只需旋转螺丝使h、i、j、k转动便可拆卸，使文物恢复到没有处理前的原始状态。展托花梨木较普通杂木耐久性更好。选择数种未经封护的木材做干燥环境下的存放实验，经一年周期，大多木材在存放过程中继续脱水而翘曲变形，花梨木为硬木，其密度高含水量低而不易变形开裂。如果木材选择不当，其翘曲变形不但影响展托美观，木材内部应力还会挤压文物导致其损坏。再如使用黄铜制作可拆解式支架，材料的耐腐蚀性、耐老化性比塑料等高分子材料更好。  4.最小干预原则 前文已述文物托架设计制作要重视文物信息的完整性和真实性并要符合可逆性原则，然而，文物托架制作要测量文物，调试托架也要在文物上反复装配、拆解和矫形，因此托架设计制作和使用与其他文物保护行为一样，即使无法做到对文物零干预，也仍要极力减少之。 图8为“燕园聚珍”展的南京人头骨及托架。观众远距离观看甚至看不到文物主体之外的支撑结构，犹如悬空，观众可无死角观察文物各处。甚至当观众近距离观看，也不易看到隐蔽的支撑结构。只有使用黄铜材料制作匹配度高的支架，才能保证支架在造型极简的前提下仍可稳定安置文物（图9）。如果为了保证支架精度，以文物为模，在其上折弯退火软化的黄铜型材，便是对文物的过度干预甚至损毁文物。较规范的做法是测绘文物或使用仿形规在文物上计划用托架支撑的部位拷贝造型，描成纸样，用纸样矫正托架至所需精度。最后在支架上接触文物的部分增加缓冲层，图10为此文物测量及支架制作流程。  02 托架的系统化与模块化设计 系统化设计是根据系统（展陈环境及博物馆文物工作流程）分析的结果，设计出最大限度满足上述文物保护诸原则的新系统的过程。进行系统化设计时，要把所要设计的对象系统（文物托架系统）和围绕该对象系统的环境（可变的展陈环境及博物馆文物工作流程）共同考虑。为实现这一目标，产品部件要标准化并有可扩展性。 模块化设计是在功能分析的基础上，划分并设计出系列化的功能模块，通过模块选择和组合以构成不同产品，满足不同需求。 博物馆文物工作是一个系统性的行为，每个环节都要考虑其是否妨碍其他环节顺利高效的进行。托架设计制作若仅考虑展陈效果和文物展陈过程中的安全与稳定，撤展后的托架便会带来一系列问题。使用系统化与模块化设计的托架，在提升展陈效果的同时还可提高博物馆文物工作的效率。 图11为“燕园聚珍”展的两面铜镜，其展陈托架的支撑结构隐蔽性好，不影响文物的视觉主体地位。两铜镜的展陈角度符合人体工程学的要求，观众可在展柜前舒适地观赏文物。两铜镜的中点位于同一水平线，使柜内文物呈现有序而理性的空间关系。这需要有系统化、模块化设计的托架作为保障。图12为上述一面铜镜托架系统的拆解状态，各模块材质符合文物保护的安全性要求且便于收纳，可与文物一同存入囊匣，便于管理和运输。铜镜（图12-A）正面光可鉴人，是其展陈重点，背面桥钮穿孔可插入支架。可拆解式黄铜支架（图12-C，图12-D）通过螺丝与螺母（图12-B，图12-E）组装。图13为组装后效果。图12-F为铝合金联轴器，一端内径3毫米，另一端内径8毫米，其上有四个内六角丝杆用于固定插入联轴器的圆柱杆。8毫米直径的亚克力圆柱杆（图12-H）插入联轴器，使用内六角扳手旋紧内六角丝杆可将两者固定（图14）。联轴器使可拆解支架和亚克力圆柱支撑杆连接后，文物可在水平展台上展陈，使用图12-I所示凸缘法兰盘，其侧壁的内六角丝杆可将亚克力圆柱支撑杆锁定，凸缘上的四个穿孔可以将整个支架用螺丝固定于展台（图15）。若不想打孔破坏展台，也可使用图17所示方法，将支撑杆插入磨砂亚克力展托再摆放于水平展台。在某些展陈情境下，如果文物需要通过托架固定于展柜内垂面背板，可用预留的扩展模块——万向联轴器（图12-L）和转接杆（图12-K）对支架改装转接，改装后效果如图16所示。图17为另一铜镜的托架系统，黄铜支架a与支撑杆d通过万向联轴器按照A、B两种模式连接，分别适于将文物固定于水平展台和垂面背板。圆柱支撑杆（图17-d）一端被加工为斜面，当其与支架杆（图17-a）一同挤压万向节（图17-b），万向节便被锁定位置，将内六角丝杆（图17-c和e）旋紧，支架与圆柱支撑杆便可固定角度而稳定连接。   再如前文所述的三体石经托架，通过系统化和模块化设计，也使文物能适应可变的展陈环境。文物可凭借托架系统的可扩展模块，实现展台上平面摆放、展柜内背板悬挂、无级调节仰角的倾斜摆放（图18）。在文物托架使用玻璃或亚克力等反光材质时，托架倾角的无极调节将更为重要，由于展厅照明灯具的调节范围有限，不能灵活调节倾角的托架必会使观众受炫光干扰。托架应使文物在多变的展陈环境下，都能体现良好的交互设计，让观众身心愉悦的观展，体验到展览幕后制作者对观众的友善与关心。可灵活调节的托架制作工具如图19，改装万向联轴器（图19-A），拆除连接杆（图19-B）并用螺丝置换（图19-C），在花梨木展托背面顶部插入扩展模块连接杆（图19-D），使用改装过的万向联轴器连接支撑杆（图19-E）和扩展模块连接杆并旋紧内六角丝杆，调整好所需的支撑角度，固定螺母（图19-F）并旋紧螺丝，文物及其展托可以任意仰角稳定陈列。若文物不需在展台上倾斜摆放，可将扩展模块拆解，文物即可水平陈列，文物需要悬挂于背板，可用展托背面预留的挂钩（图19-G）。  图18 托架的拓展使用 （平面摆放、垂面悬挂、大仰角斜置陈列、仰角无级调节） 托架还应便于展陈之外的博物馆文物工作其他环节的进行。三体石经残片的托架除用于展陈，入库存放时可将其拆解，防止木材长期存放可能变形产生应力损坏石经残片，仅使用背衬模块（图7-C）作为文物囊匣内的文物支撑模块，背衬模块与石经残片背面不规则的自由表面造型匹配，使石经残片在囊匣内受力均匀，托架其他模块也置入文物囊匣存放。再如曲村胸饰的展托由A、B、C、D四个模块构成，展览中可以将A、B、D三个模块组合陈列（图20），为防止炫光，撤掉模块C的亚克力保护面板。也可单独展示模块A。考古研究人员对胸饰进行一般的外观观察时，可安装亚克力面板（模块C），防止文物被意外碰损和接触污染物。通过系统化与模块化设计，展陈托架不仅是展陈时的辅助用具，也可作为文物存放及运输包装的部分模块。胸饰从撤展到入库再到运输的全流程都不需要将其从展托模块中取出，减少珠饰损坏的风险，也提高了工作效率。  03 3D扫描与打印技术在文物托架制作中的应用 图21为“燕园聚珍”展的商晚期卜骨及其托架三视图。卜骨质地酥脆且表面孔隙较多，需要匹配度良好的托架，使其在展陈和存放过程中得到最佳的支撑和保护。文物翻模是过去常用的获得文物造型的方法，其成本低廉且效果良好。然而对于保存状态较差的文物，接触性的翻模增加了文物受损的风险，不符合文物保护的要求。新兴的3D扫描和3D打印技术为解决上述问题提供了新途径。北京朝日三维科技有限公司提供了数据服务，使用Artec space spider手持三维激光扫描仪采集卜骨的三维数据，用逆向工程软件Rapidform XOR完成托架建模（图22）。使用透明光敏树脂完成3D打印，制出的托架为半透明效果，为达到良好的展陈效果，对托架的不同部分进行差异化质感处理。卜骨背面有烧凿痕迹，占卜者根据烧凿所成裂缝占卜并在正面刻出卜辞，为了便于展示文物背面的重要现象，将树脂托架接触文物背面的部分用600、800、1000、1600、2000目砂纸打磨，最后用高速转动的布轮进一步抛光，使其成为透明效果。托架的其余部分则依次使用600、800、1000目砂纸处理掉3D打印的层纹，使其成为磨砂效果，防止展柜和展厅内的光线照射在托架上形成令观众视觉不适的炫光。甲骨与托架的准确定位与装配依然需要使用手工锻造的“U”形黄铜卡扣，其与文物接触的一端磨成弧面，防止划伤卜骨表面，插入托架的一侧加工成长方形剖面并带有凸刺，将其尖端加热到600℃，插入托架上预先钻好的工艺孔，工艺孔周围局部熔化，待其凝固后卡扣便被锁定在托架内不再脱落（图23）。此外，还需要在托架顶端设置一处可拆解卡扣防止甲骨倾倒并便于甲骨从托架取下。为方便观众看到卜骨正反两侧的全部信息，卜骨及托架至于独立展柜陈列。展陈结束，卜骨托架可作为文物包装的一部分模块直接置入文物无酸囊匣，为存放和运输中的文物继续提供支撑，使文物受力均匀，不易损坏。  任何技术都有其适用范围和缺陷，3D扫描与打印技术亦如此。在卜骨托架制作案例中，卜骨疏松严重区域的扫描数据误差较大，打印出的托架在这一局部误差较大，对其手工打磨校正才解决了上述问题。另外，对于前文所述玉石胸饰上透光性较好的珠饰，3D扫描也会有较大的数据误差，难以用该技术制作精度良好的文物托架。 结语 当前国际通行的文物保护准则已被国内文物保护行业普遍认可并重视，展览支架的设计与制作，属于文物预防性保护的范畴，同样需要重视上述文物保护的相关理念和准则。博物馆工作是一项系统性的行为，良好的设计可以规范人的行为，使文物受到损坏的几率降到最低。托架设计不应仅考虑文物的展陈效果和展陈中的安全，还应考虑到文物布展、撤展、包装、保管、运输等博物馆文物工作的各个环节。托架设计应使博物馆文物工作更高效、更安全。托架的系统化与模块化设计，是实现上述理念的有效途径。 本文改编自《展陈托架设计制作中的文物保护——兼论托架的系统化与模块化设计》 本文改编自《展陈托架设计制作中的文物保护——兼论托架的系统化与模块化设计》，原文刊载于《博物院》2020年第1期（总第19期）。作者：刘彦琪 曹宏 王伟华 路菁 北京大学考古文博学院。 |
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