青莲寺地处山西省晋城市,除保存有大量宋代建筑外,还残存了66尊精美的彩绘泥塑,具有极高的历史、艺术及科学价值,但保存现状不容乐观,急待保护修复与科学研究。本文对青莲寺中三佛殿、罗汉堂和弥勒殿的泥塑制作材料及工艺进行了分析研究,并以罗汉堂中的一尊泥塑为例,借助数字化手段对其进行虚拟修复和AR技术展示,以此指导泥塑的保护修复工作。本文采用X-射线荧光(XRF)、 X-射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱(SEM-EDS)、显微拉曼光谱(μ-RS)、偏光显微(PLM)等多种检测手段相互补充验证的方法对泥塑的泥层和颜料层进行了综合分析。泥塑制作材料分析结果表明,泥层的主要矿物成分为石英、斜长石、方解石、伊利石以及含量不等的石灰。泥层含砂量从粗泥层至细泥层递减；白粉层的主要成分为高岭土,仅有三佛殿主佛为石灰。颜料分析结果表明,除罗汉堂颜料层中内部的绿色颜料无法识别外,其他均为无机矿物颜料,包括铁黄、铁红、铅丹、朱砂、氯铜矿、铅黄、苏麻离青等。现场观察配合颗粒分析结果表明,青莲寺彩绘泥塑大体可分为分为4部分：支撑体(骨架+铁钉+草绳)-粗泥层(1-5cm)-细泥层(5-10mm)-颜料层(包含白粉层和重绘层,40-500μm)；在各个殿宇的泥塑中均发现大量重绘和以纸修补的痕迹,且借助显微剖面观察对泥塑的制作工艺进行了分析与归类,以此初步推断了三佛殿塑像的制作顺序。在明晰了泥塑的制作材料与所用工艺之后,借助数字化技术对缺损的泥塑进行虚拟修复与展示。修复过程严格按照分析进行复原,其中包含有支骨、挂泥、上色等工艺,所得结果在保证其真实性的基础上,不仅无需接触本体,还可以依据建议反复进行修改。AR技术则可在实地展示修复后的彩绘泥塑,其模型可以根据修复状况实时更新,自由性远强于传统的陈列方式,对实体修复有极高的指导意义。