文化遺產(chǎn)如何數(shù)字化生存
2015-10-23 10:34:14 作者：董碧水 來(lái)源：中國(guó)青年報(bào) 已瀏覽次
借助全新虛擬實(shí)景技術(shù)等高科技，在10月15日至19日舉行的第九屆杭州文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上，“原真記憶·浙大敦煌”的1∶1高精度復(fù)制的敦煌壁畫(huà)，讓眾多觀眾留連忘返，留下深刻印象。
事實(shí)上，不僅是這個(gè)博覽會(huì)上，現(xiàn)在如果想看敦煌最具影響力的作品之一的第220號(hào)石窟，不用去西北大漠。在現(xiàn)代科技幫助下，研究者甚至可以在杭州得到比親臨莫高窟更加精確的研究材料。
與原洞窟一模一樣的“石窟”，就建在浙大紫金港在建的西區(qū)考古實(shí)驗(yàn)基地。
“克隆”的莫高窟
這個(gè)克隆的“石窟”是浙大利用高科技數(shù)字技術(shù)歷時(shí)4年高仿真重建?？寺〉摹笆摺卑?∶1比例重建，浙江大學(xué)文化遺產(chǎn)研究科技考古中心副教授刁常宇說(shuō)，其數(shù)據(jù)誤差不會(huì)超過(guò)0.2厘米。
“太逼真了，這個(gè)洞窟壁畫(huà)人物的線條、色彩，甚至被侵蝕的墻壁，都與原來(lái)的洞窟幾乎一模一樣?！弊哌M(jìn)“石窟”無(wú)不讓人驚訝：斑駁的墻壁、精美的壁畫(huà)，透露出的歲月的滄桑，以及壁畫(huà)人物的線條、色彩，甚至被侵蝕的墻壁，都讓人身臨其境之感。
刁常宇說(shuō)，真正的敦煌壁畫(huà)可是很脆弱的，人多呼出的二氧化碳都會(huì)加速壁畫(huà)的老化，這個(gè)高仿真洞窟可以容忍更多人欣賞它，親近它，使人們很方便地學(xué)習(xí)和研究歷史文化遺產(chǎn)。
據(jù)悉，為復(fù)制這個(gè)石窟，浙大運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，將石窟壁畫(huà)原真記錄，形成資源庫(kù)以及復(fù)制洞窟，不僅留存下珍貴的文物數(shù)據(jù)資料，而且還能對(duì)石窟壁畫(huà)研究與保護(hù)工作提供有力的支持。
據(jù)介紹，“石窟”壁畫(huà)由浙大計(jì)算機(jī)系專門(mén)研發(fā)的儀器在莫高窟拍攝下來(lái)，再通過(guò)科研團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)的精確拼接系統(tǒng)和校色系統(tǒng)形成。電子圖拼完成之后，被打印在一種特殊的宣紙上。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)三維建模的數(shù)據(jù)和洞窟建造特點(diǎn)，搭建“浙大220號(hào)石窟”的建筑，最后粘上打印好的宣紙。
刁常宇說(shuō)，壁畫(huà)文物數(shù)字化要求每英寸不少于300個(gè)像素點(diǎn)，像素點(diǎn)越多，數(shù)字化后的信息就越豐富。為保證圖像不變形，他們一面24平方米的墻拍攝的照片量就達(dá)五六千張。
據(jù)悉，在4年里，浙江大學(xué)聯(lián)合敦煌研究院完成了對(duì)敦煌60個(gè)洞窟的數(shù)字化采集，拍攝了50多萬(wàn)張照片，容量超15個(gè)TB。
刁常宇稱，目前團(tuán)隊(duì)只完成了一個(gè)復(fù)制窟，更多的壁畫(huà)可以在團(tuán)隊(duì)研發(fā)的敦煌壁畫(huà)數(shù)字資源管理系統(tǒng)，以及展覽現(xiàn)場(chǎng)的高清虛擬巨幕中欣賞，每一張壁畫(huà)由成百上千張照片組成，圖片最高精度達(dá)到900億像素，最大的一張壁畫(huà)，照片文件達(dá)到了60G?！叭绻枰?，這些洞窟都可以實(shí)現(xiàn)與220號(hào)石窟一樣仿真重建”。
文化遺產(chǎn)的數(shù)字化生存
刁常宇說(shuō)，我們希望通過(guò)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化，將文物更好地保護(hù)下來(lái)。
如今，浙大的這一被稱為“基于多圖像三維重構(gòu)技術(shù)”正被更多地運(yùn)用于石窟的野外考古調(diào)查。
須彌山石窟是浙大運(yùn)用這一技術(shù)正在進(jìn)行的數(shù)字化考古項(xiàng)目。前不久，記者隨浙大文化遺產(chǎn)研究院和寧夏文物考古研究所團(tuán)隊(duì)來(lái)到須彌山，探訪數(shù)字化考古調(diào)查的工作現(xiàn)場(chǎng)。
位于寧夏回族自治區(qū)固原市西北50余公里處的須彌山石窟群，開(kāi)鑿于公元5至7世紀(jì)，前后共開(kāi)鑿洞窟151座，是中國(guó)最著名的石窟群之一，1982年公布為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。
與過(guò)去考古人員踩著扶梯、舉著皮尺，一點(diǎn)點(diǎn)測(cè)量石像數(shù)據(jù)不同，在須彌山36號(hào)石窟，浙大文化遺產(chǎn)研究院的工作人員正用普通的數(shù)字相機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的信息采集。
適當(dāng)?shù)牟脊猓粩噙x取角度、按動(dòng)快門(mén)。韓羽和同事已經(jīng)在這里工作了3天，他說(shuō)，這樣一個(gè)石窟，通常拍攝的照片就需上千張。
“這樣做，不觸碰文物，得到的數(shù)據(jù)卻更準(zhǔn)確，還解決了重建彩色貼圖等過(guò)去靠人工不可能完成的任務(wù)?！睌?shù)據(jù)采集完成后，分析和重建工作則交給了計(jì)算機(jī)。
事實(shí)上，浙大自主研發(fā)的多圖像文物三維重構(gòu)技術(shù)，關(guān)鍵在于采用計(jì)算機(jī)技術(shù)建構(gòu)出石窟的空間模型，也就是能把洞窟從實(shí)地，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)“搬回”實(shí)驗(yàn)室，然后再?gòu)亩纯叩目臻g模型，求得能夠充分反映和說(shuō)明洞窟形制、結(jié)構(gòu)、造像布局等內(nèi)容的平面圖、剖視圖和壁面投影圖等各類(lèi)正射影像圖。
浙大文化遺產(chǎn)研究院副教授李志榮說(shuō)，各類(lèi)正射影像圖不僅改善了傳統(tǒng)考古制圖工作的方式。而且，除具有精確的空間量度數(shù)據(jù)，帶有的測(cè)量對(duì)象色彩、質(zhì)感、殘損風(fēng)化情況等傳統(tǒng)測(cè)繪難以兼顧的信息，與傳統(tǒng)測(cè)量相比，更真實(shí)和豐富地記錄了遺跡的實(shí)況。
據(jù)了解，浙大須彌山數(shù)字化考古工作的目標(biāo)是，用5——7年時(shí)間，以多圖像三維重建技術(shù)替代傳統(tǒng)人工洞窟測(cè)繪，同時(shí)將其作為與傳統(tǒng)的文字、測(cè)圖、照相、拓片等記錄手段同等的石窟寺記錄工具和手段，對(duì)須彌山石窟進(jìn)行全面、科學(xué)、詳盡的考古測(cè)量和記錄，客觀、忠實(shí)、完整地記錄須彌山石窟全面遺跡信息，為學(xué)術(shù)界提供包括海量數(shù)字化信息在內(nèi)可靠的第一手資料的同時(shí)，建立須彌山石窟群全息數(shù)據(jù)庫(kù)。
“在相當(dāng)程度上，可以達(dá)到‘能根據(jù)記錄恢復(fù)石窟原貌’的嚴(yán)苛要求?！钡蟪Ｓ钫f(shuō)，理論上，可以把洞窟的全部信息采集，在實(shí)驗(yàn)室重建，并用3D打印技術(shù)予以復(fù)原。
“精確記錄就是對(duì)文物最好的保護(hù)”
手扶著紅砂巖的山壁，走在陡峭的、臺(tái)階已被侵蝕得不甚分明的古蹬道，李志榮腳下，是山石年復(fù)一年風(fēng)化后變成的紅色塵土。
須彌山石窟所在是第三系砂巖，呈紫紅色、橙黃色中粗沙粒狀結(jié)構(gòu)，主要由黏土質(zhì)礦物及鐵質(zhì)、碳酸鹽所膠結(jié)。疏松的石質(zhì)、劇烈的風(fēng)力和逐年增加的雨水等，讓須彌山石窟遇水遇濕極易風(fēng)化剝落。
不僅是須彌山。李志榮說(shuō)，由于受到人為、自然、病蟲(chóng)害等影響，一直以來(lái)，人們就嘗試各種方法來(lái)延長(zhǎng)文物的生命，但人類(lèi)不可能戰(zhàn)勝自然，是文物，終有其生命期限，終究都會(huì)凐滅、消亡。
在今天、在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，數(shù)字信息獲取、多元數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，以及數(shù)據(jù)永久存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘、分析和可視化研究、人工智能技術(shù)應(yīng)用等高科技手段，為文化遺產(chǎn)的永久保存提供了可能，也讓歷經(jīng)千年風(fēng)雨的文化遺產(chǎn)憑借數(shù)字技術(shù)而“青春永駐”。
李志榮認(rèn)為，數(shù)字化不僅徹底改變了石窟考古的工作模式，也實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化技術(shù)從測(cè)量工具到石窟寺全息記錄新手段的蛻變。
“精確記錄就是對(duì)文物最好的保護(hù)?！钡蟪Ｓ钫f(shuō)，利用數(shù)字化手段保護(hù)和傳承文化遺產(chǎn)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，人們也許就能隨時(shí)隨地、身臨其境地欣賞文物。
據(jù)悉，利用數(shù)字化手段保護(hù)和傳承文化遺產(chǎn)，涵蓋了浙大考古、歷史、中文、藝術(shù)、計(jì)算機(jī)、光學(xué)、自動(dòng)化、物理、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科，融合多學(xué)科優(yōu)勢(shì)解決文化考古、文物保護(hù)，成為浙大文理學(xué)科交叉的優(yōu)秀案例。
如今，數(shù)字技術(shù)在文化遺產(chǎn)保存與利用領(lǐng)域已顯示出廣泛應(yīng)用。目前，浙大與各地文物部門(mén)攜手，正在推進(jìn)更多的文化遺產(chǎn)的數(shù)字化采集、整理、存檔，并探索文化遺產(chǎn)高保真資源數(shù)字出版的技術(shù)與模式。新疆博物館、西藏阿里托林寺、山西大同云岡石窟等，都有浙大團(tuán)隊(duì)在利用這套技術(shù)，精確地記錄文物的形象。去年，刁常宇團(tuán)隊(duì)還利用3D打印技術(shù)，把軟件生成的杭州閘口白塔三維結(jié)構(gòu)打印成了高精度的模型。
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