對於大規模的遺跡現象,可以使用這一矩形框架連續測繪,在水上完成整體拚接圖。
2.水下遺跡測繪的拚接步驟
(1)利用掃描儀把記錄在米厘格紙上的線圖掃描到計算機裏,得到數字圖像(在掃描時可適度選擇稍大的分辨率)。
(2)通過photoshop軟件裏的鋼筆、筆刷、橡皮等工具按照米厘格紙上的線圖勾勒出清晰的線條。
(3)通過使用圖層功能、圖層調板和相應的工具,把它們按照探方號拚接到一起。
(4)繪製指北針和比例尺,通過使用直線工具、度量工具,可以繪製出符合考古繪圖規範的小箭頭單線指北針和比例尺。
(5)儲存和輸出拚接好的數字圖像,通過執行菜單中圖像/圖像尺寸,可以在不損害圖像質量的前提下,縮小到打印範圍之內,便於打印出版。
三、沉船的船體型線圖繪製
在水下發掘遺跡的三維勘測中,最重要的是沉船船體三維型線的勘測、複原。型線圖是現代船舶工程學上用來表示船體外形的一組線圖,它是船體的三個相互垂直投影麵(橫向上的正投影麵、縱向上的測投影麵、水平投影麵),所形成的三個方向上等分位置的正投影外輪廓線(橫剖麵型線、縱剖麵型線、半寬水線)。橫剖麵型線是船長方向上等分位置的橫剖麵在正投影麵上的投影外輪廓線,反映的是船體的端視形態;縱剖麵型線是船寬方向上等分位置的縱剖麵在俯投影麵上的投影外輪廓線,反映的是船體的側視形態;半寬水線是船深方向即吃水方向上等分位置的水平剖麵在水平投影麵上的外輪廓線,反映的是船體的側視形態。三組型線圖是相互垂直的,每一組線在另外兩個投影麵都表現為直線。型線圖是完整、準確地反映船體雙向曲麵的外形及其在長、寬、高三個方向上變化情況的最基本和最重要的圖樣,根據測量數據可以繪製出古代沉船的三維型線圖。
由Autodesk公司開發的Auto CAD繪圖程序軟件是,目前繪製船體型線圖的主要繪圖軟件。Auto CAD是國際上廣為流行的專業繪圖工具,它具有完善的圖形繪製功能和強大的圖形編輯功能,很適合繪製比較複雜的圖形,能夠滿足考古繪圖人員的需求。
Auto CAD軟件繪製的步驟是:
1.設置圖幅→設置單位和精度→建立若幹圖層→設置對象樣式→開始繪圖。
2.使用1:1的比例,根據繪圖的具體內容設置不同的圖層、顏色及線寬,這些都應由圖層(BYLAYER)控製。
3.根據測量所得到的數據,可以利用LINE、XLINE、RAY、PLINE、MLINE等命令繪製船體型線。
4.注釋文本,根據實際繪圖情況調整文字的高度和寬度。
5.儲存和輸出,繪圖使用1:1比例,為改變圖樣的大小,可在打印時於圖紙空間內設置不同的打印比例。
利用Auto CAD製圖時可以參考以下幾點:
(1)在Auto CAD中,使用LINE、XLINE、RAY、PLINE、MLINE命令均可生成直線或線段,但LINE命令最為靈活,使用的頻率也最高。
(2)在隻繪製水平或垂直的直線時可以選擇啟用使用正交模式。
(3)在使用繪圖命令時,根據實際繪圖的需要進行捕捉設置,F3切換。
(4)利用複製、偏移命令可繪製等距的線,當一次生成多條彼此平行的線段時,可選擇MLINE命令。
(5)熟練使用快捷鍵可提高繪圖速度,如直線工具(LINE)的快捷鍵是“L”,鏡像工具(MIRROR)的快捷鍵是“M”,複製(COPY)的快捷鍵是“CO”。
相較於傳統的手工繪圖,利用photo shop、Auto CAD等設計軟件輔助繪圖可以大大地提高效率,一幅圖的繪製過程可以在很短的時間裏完成,這是手工繪製無法比擬的。對於考古工作人員,如果會應用相關設計軟件,經過短時間的培訓,就可能掌握上述繪圖方法。這種計算機輔助的繪圖方式可以更好地為當前水下考古工作服務。
出水文物的現狀與保護修複
華光礁Ⅰ號沉船曆經2007年、2008年兩次水下考古工作,共發掘出水陶瓷器近萬件、鐵器、少量銅鏡殘片以及沉船船體511塊,目前全部存放在海南省博物館。“華光礁Ⅰ號”沉船船體及出水遺物對研究我國造船史、海外交通史、對外貿易史以及地緣政治等,都有著非常重要的意義。
一、出水文物基本情況
1.沉船船體
船體共511塊,約21立方米。大部分船板長度在5、6米以上,最長的達14.4米,寬度也在30厘米以上,最寬的甚至超過45厘米。船體構件體量大、數量多、形態複雜,船體構件除龍骨等一部分保存相對完整外,其他船板糟朽程度不一,有些船板腐朽比較嚴重,一碰就會碎裂;有些船板被生物腐蝕。這些現狀給保護修複工作帶來很大的難度。
2.陶瓷器
陶瓷器近萬件,以青白釉、青釉居多,還有一些醬釉器。器型主要有碗、盤、碟、瓶、壺、粉盒、罐、缽、軍持等。由於華光礁基底主要是一些珊瑚、軟體動物和鈣質生物沙,這些器物常年受海水浸泡和生物影響,部分陶瓷器表麵已形成堅硬致密難以去除的石灰質、石膏質凝結物,有些表麵還有鐵質凝結物,同時這些器物相當部分有嚴重的殘缺和破損情況,其中有7000件基本完整的器物目前急需保護。
3.鐵器
鐵器共500多條,尺寸:約長11厘米~21厘米、寬2.2厘米~4.0厘米、厚0.3厘米~1.4厘米,均有不同程度的鏽蝕、疏鬆、脆裂現象,表麵覆蓋物以白色鈣質層和紅褐色鐵鏽層為主,有部分鐵條多條凝結在一起。這些鐵器因富含氯離子,如不盡快脫鹽保護,其鏽蝕程度會進一步加劇。
二、出水文物的保護
1.沉船船體
華光礁Ⅰ號沉船船體在海水中浸泡已達800多年之久,因海水的壓力、潮汐、海底生物等的作用使得船板比較糟朽,船體打撈上來後,又因環境的忽然改變給本來就糟朽的船體更進一步破壞,如不及時保護處理會導致失水收縮、變形開裂、酥粉等不可逆轉的傷害。因此船體打撈上來後應盡快給予科學的保護和修複。
(1)去除表麵凝結物
船體在海裏特殊的環境使它不同於在陸地上發掘的漆木器和竹木器的表麵情況。船板上不僅有泥沙,還粘滿了珊瑚、海生物遺體,並和散落在船體上的船貨凝結成塊。因船體比較糟朽又是有機質,應盡量用物理方法給予去除。在既能除去船板表麵的有害汙物又不能對船板表麵造成傷害的原則下,根據凝結物和船板表麵結合的緊密程度及硬度來選擇適合的工具去除。
(2)脫鹽
船體不脫鹽或者脫鹽不徹底所形成的危害不言而喻,其中有可溶性鹽,也有難溶性鹽的貢獻。船體長期浸泡在海底,其細胞纖維素已經嚴重降解,在一定的條件下,溫濕度變化會使留在船體內的可溶性鹽反複發生結晶及溶解的過程,在連續不斷的拉伸應力下,會引起細胞壁的斷裂,從而引起整個細胞的坍塌。再者,如船板內部的難溶性鹽(如含硫難溶性鹽),經過一係列複雜的物理化學作用,變成腐蝕性的物質(如硫酸),腐蝕船體。
船體脫鹽主要有兩種方法:一種是濾紙敷在船體表麵脫鹽,另一種是把船體浸泡在水裏脫鹽,而船體浸泡脫鹽又分為靜態浸泡脫鹽和動態浸泡脫鹽。對於從海裏打撈上來的富含鹽分的船板來說,在表麵敷濾紙來脫鹽這種方法是不科學的,這樣不僅脫鹽速度慢而且成本高。因此在華光礁Ⅰ號沉船的脫鹽問題上采取了船體靜態浸泡脫鹽。以氯離子為標誌的可溶性鹽經過8個多月的時間就能達到脫鹽的要求,但船體中難溶性鹽,如硫鐵化合物,因其不易溶於水的特性,不能單單用水浸泡脫除,還要配合絡合劑以達到脫除的目的。
(3)脫水定型
一般新鮮的木材含水率在130%左右,而華光礁Ⅰ號船板的含水率在200%~350%之間,這是因為船板長期浸泡在水裏,纖維素等有機支撐體已經嚴重降解,水衝盈在細胞腔內,一旦失水,細胞壁就會發生坍塌,導致木材發生變形、開裂、酥粉,所以必須進行有效的脫水定型處理。
船板的脫水定形是整個船板保護步驟中最為關鍵的步驟,它的成敗決定了船板後期保護工作的難易。木質文物的脫水定形主要有兩種類型的方法,第一種類型是依靠物理作用的方法,如自然幹燥法、真空冷凍升華法等;第二種類型是依靠化學作用的方法,如醇—醚—樹脂聯浸法、乙二醛法、聚乙二醇(PEG)法等。兩種類型的方法既有其優點也有其缺點,經過第一種類型方法保護後的木質文物木材的質感還存在,又符合了文物保護中的最小幹預的原則,但是此類型的方法對於糟朽比較嚴重的木質文物不適用;而第二種類型方法保護後的木質文物倒是很牢固,但是質感會差些,有些處理不當的還會使其變得像塑料。應根據船板脫鹽保護後的具體情況來選擇合適的脫水方法。
(4)修複
經過以上三個步驟處理完後的船板要經過專業人員的拚合組裝(在拚合前把在脫水定形時變形的船板進行矯正),把其按著標好的順序一塊塊地銜接好後,用合適的材料(竹質或木質等)固定。船板間能不能如打撈前密不可分地銜接好,那要看在脫水定形這個步驟其收縮的情況而定,如有些船板收縮率小,有些船板收縮率大,收縮率大的船板其尺寸肯定比收縮率小的船板小,對此應根據具體情況用同種木材進行適當的填充。
2.陶瓷器
從華光礁礁盤上打撈的船貨件數最多的當屬陶瓷器,打撈上來時大部分都帶有或多或少的病害,如生物病害、含鹽、脫釉等,即使有些從表麵看起來很光滑的器物也含有大量鹽分,時間一長就會對文物造成不可逆轉的損害。為了很好地保存這批陶瓷器,在沒出現問題的時候我們應該及時給予保護修複。
(1)去除表麵凝結物
華光礁出水陶瓷器表麵多為石灰質、石膏質等沉積物,既影響文物的外觀,又掩蓋了器物表麵的文化信息,不利於對文物進行展示及學術的交流研究,對此應給予去除。這些凝結物均難溶於水,按各種凝結物與器物凝結的情況,用機械去除法、化學去除法或兩種方法相結合給予去除。所謂機械去除法就是包括用手工工具如手術刀、鋼刻刀、微型錘敲震鏨子等對出水陶瓷器表鈣化附著物的去除以及超聲波清洗機、刻字機、電鋸、激光等一切可以使用的機械去除出水陶瓷器附著物的方法。一般質地比較酥鬆的凝結物用此方法去除。用機械去除法難以去除的表麵附著物需要使用化學溶液軟化後清除。化學去除法原理是通過化學溶液與鈣質附著物產生化學反應使之軟化,以達到清除的目的。根據凝結物的性質選擇用分解陰離子去除法或螯合(絡合)陽離子去除法。
(2)脫鹽
陶瓷屬於多孔材料,當陶瓷文物浸沒於海底時,海水中可溶性鹽類也會積聚於陶瓷中,但當陶瓷被打撈出海後,其保存環境的溫濕度發生了很大的改變,可溶性鹽類會隨著溶解度的變化,而反複在陶瓷器內部發生溶解—結晶—再溶解—再結晶。這一過程中,陶瓷內部結構中的孔隙內壁壓力也會隨之反複增減,這就使得陶瓷器,尤其是低溫釉陶的強度大大降低,從而出現釉胎脫離、酥鬆易碎等現象,因此出水陶瓷器進行脫鹽處理是非常必要的。
脫鹽的方法有靜態去離子水浸泡和動態去離子水浸泡,靜態去離子水浸泡。脫鹽,實際上是一種由離子擴散機製控製的物理反應過程。而所謂擴散即是指離子和分子不以大流量的形式遷移,一般來說物質將自發地向更低化學位的區域擴散。物流量與濃度梯度成比例,從高濃度區流向低濃度區。動態水衝洗脫鹽法以流動或振動著的純水來浸泡瓷器進行脫鹽,其工作原理與靜水浸泡是相同的,不同的是,流動或振動著的水可以加快陶瓷中可溶性鹽的滲出,從而達到快速脫鹽的目的。
兩種脫鹽方法各有利弊,靜態去離子水浸泡脫鹽簡單易行但脫鹽時間長;動態去離子水浸泡脫鹽速度快但所需經費較高,並且還要考慮陶瓷器的承受能力。應根據實際情況來進行選擇。目前華光礁出水陶瓷器所用的脫鹽方法為靜態去離子水浸泡脫鹽。
(3)粘接補全
斷裂的殘片經以上兩個步驟後可進行粘接補全,但選擇粘合劑時要注意粘合劑的可逆性、老化性能、色澤、收縮率、強度等一係列要求。
選擇好粘合劑後,粘接前先清潔瓷片斷麵,塗上B-72丙酮溶液,待幹燥後再以粘合劑粘接兩瓷片,粘接好的接縫用膠帶紙固定,待粘合劑固化後,去掉膠帶紙,修整粘接麵。
3.鐵器
華光礁Ⅰ號沉船的船貨中發現了一定量的鐵質文物,器型為長條中空型,有鐵器單體和鐵塊凝結物(主要為成捆堆放),到目前為止還不知其用途,打撈上來時表麵有凝結物,有些已經明顯鏽蝕。