文化遗产该如何数字化生存

借助全新虚拟实景技术等高科技，在10月15日至19日举行的第九届杭州文化创意产业博览会上，“原真记忆·浙大敦煌”的1∶1高精度复制的敦煌壁画，让众多观众留连忘返，留下深刻印象。

事实上，不仅是这个博览会上，现在如果想看敦煌最具影响力的作品之一的第220号石窟，不用去西北大漠。在现代科技帮助下，研究者甚至可以在杭州得到比亲临莫高窟更加精确的研究材料。

与原洞窟一模一样的“石窟”，就建在浙大紫金港在建的西区考古实验基地。

“克隆”的莫高窟

这个克隆的“石窟”是浙大利用高科技数字技术历时4年高仿真重建。克隆的“石窟”按1∶1比例重建，浙江大学文化遗产研究科技考古中心副教授刁常宇说，其数据误差不会超过0.2厘米。

“太逼真了，这个洞窟壁画人物的线条、色彩，甚至被侵蚀的墙壁，都与原来的洞窟几乎一模一样。”走进“石窟”无不让人惊讶：斑驳的墙壁、精美的壁画，透露出的岁月的沧桑，以及壁画人物的线条、色彩，甚至被侵蚀的墙壁，都让人身临其境之感。

刁常宇说，真正的敦煌壁画可是很脆弱的，人多呼出的二氧化碳都会加速壁画的老化，这个高仿真洞窟可以容忍更多人欣赏它，亲近它，使人们很方便地学习和研究历史文化遗产。

据悉，为复制这个石窟，浙大运用数字化技术，将石窟壁画原真记录，形成资源库以及复制洞窟，不仅留存下珍贵的文物数据资料，而且还能对石窟壁画研究与保护工作提供有力的支持。

据介绍，“石窟”壁画由浙大计算机系专门研发的仪器在莫高窟拍摄下来，再通过科研团队自主开发的精确拼接系统和校色系统形成。电子图拼完成之后，被打印在一种特殊的宣纸上。同时，研究团队根据三维建模的数据和洞窟建造特点，搭建“浙大220号石窟”的建筑，最后粘上打印好的宣纸。

刁常宇说，壁画文物数字化要求每英寸不少于300个像素点，像素点越多，数字化后的信息就越丰富。为保证图像不变形，他们一面24平方米的墙拍摄的照片量就达五六千张。

据悉，在4年里，浙江大学联合敦煌研究院完成了对敦煌60个洞窟的数字化采集，拍摄了50多万张照片，容量超15个TB。

刁常宇称，目前团队只完成了一个复制窟，更多的壁画可以在团队研发的敦煌壁画数字资源管理系统，以及展览现场的高清虚拟巨幕中欣赏，每一张壁画由成百上千张照片组成，图片最高精度达到900亿像素，最大的一张壁画，照片文件达到了60G。“如果需要，这些洞窟都可以实现与220号石窟一样仿真重建”。

文化遗产的数字化生存

刁常宇说，我们希望通过文化遗产的数字化，将文物更好地保护下来。

如今，浙大的这一被称为“基于多图像三维重构技术”正被更多地运用于石窟的野外考古调查。

须弥山石窟是浙大运用这一技术正在进行的数字化考古项目。前不久，记者随浙大文化遗产研究院和宁夏文物考古研究所团队来到须弥山，探访数字化考古调查的工作现场。

位于宁夏回族自治区固原市西北50余公里处的须弥山石窟群，开凿于公元5至7世纪，前后共开凿洞窟151座，是中国最著名的石窟群之一，1982年公布为全国重点文物保护单位。

与过去考古人员踩着扶梯、举着皮尺，一点点测量石像数据不同，在须弥山36号石窟，浙大文化遗产研究院的工作人员正用普通的数字相机进行基础数据的信息采集。

适当的布光，不断选取角度、按动快门。韩羽和同事已经在这里工作了3天，他说，这样一个石窟，通常拍摄的照片就需上千张。

“这样做，不触碰文物，得到的数据却更准确，还解决了重建彩色贴图等过去靠人工不可能完成的任务。”数据采集完成后，分析和重建工作则交给了计算机。

事实上，浙大自主研发的多图像文物三维重构技术，关键在于采用计算机技术建构出石窟的空间模型，也就是能把洞窟从实地，通过计算机技术“搬回”实验室，然后再从洞窟的空间模型，求得能够充分反映和说明洞窟形制、结构、造像布局等内容的平面图、剖视图和壁面投影图等各类正射影像图。

浙大文化遗产研究院副教授李志荣说，各类正射影像图不仅改善了传统考古制图工作的方式。而且，除具有精确的空间量度数据，带有的测量对象色彩、质感、残损风化情况等传统测绘难以兼顾的信息，与传统测量相比，更真实和丰富地记录了遗迹的实况。

据了解，浙大须弥山数字化考古工作的目标是，用5——7年时间，以多图像三维重建技术替代传统人工洞窟测绘，同时将其作为与传统的文字、测图、照相、拓片等记录手段同等的石窟寺记录工具和手段，对须弥山石窟进行全面、科学、详尽的考古测量和记录，客观、忠实、完整地记录须弥山石窟全面遗迹信息，为学术界提供包括海量数字化信息在内可靠的第一手资料的同时，建立须弥山石窟群全息数据库。

“在相当程度上，可以达到‘能根据记录恢复石窟原貌’的严苛要求。”刁常宇说，理论上，可以把洞窟的全部信息采集，在实验室重建，并用3D打印技术予以复原。

“精确记录就是对文物最好的保护”

手扶着红砂岩的山壁，走在陡峭的、台阶已被侵蚀得不甚分明的古蹬道，李志荣脚下，是山石年复一年风化后变成的红色尘土。

须弥山石窟所在是第三系砂岩，呈紫红色、橙黄色中粗沙粒状结构，主要由黏土质矿物及铁质、碳酸盐所胶结。疏松的石质、剧烈的风力和逐年增加的雨水等，让须弥山石窟遇水遇湿极易风化剥落。

不仅是须弥山。李志荣说，由于受到人为、自然、病虫害等影响，一直以来，人们就尝试各种方法来延长文物的生命，但人类不可能战胜自然，是文物，终有其生命期限，终究都会凐灭、消亡。

在今天、在“互联网+”环境下，数字信息获取、多元数据库的建设，以及数据永久存储、大数据价值挖掘、分析和可视化研究、人工智能技术应用等高科技手段，为文化遗产的永久保存提供了可能，也让历经千年风雨的文化遗产凭借数字技术而“青春永驻”。

李志荣认为，数字化不仅彻底改变了石窟考古的工作模式，也实现了数字化技术从测量工具到石窟寺全息记录新手段的蜕变。

“精确记录就是对文物最好的保护。”刁常宇说，利用数字化手段保护和传承文化遗产，通过互联网和计算机，在不远的未来，人们也许就能随时随地、身临其境地欣赏文物。

据悉，利用数字化手段保护和传承文化遗产，涵盖了浙大考古、历史、中文、艺术、计算机、光学、自动化、物理、化学等多个学科，融合多学科优势解决文化考古、文物保护，成为浙大文理学科交叉的优秀案例。

如今，数字技术在文化遗产保存与利用领域已显示出广泛应用。目前，浙大与各地文物部门携手，正在推进更多的文化遗产的数字化采集、整理、存档，并探索文化遗产高保真资源数字出版的技术与模式。新疆博物馆、西藏阿里托林寺、山西大同云冈石窟等，都有浙大团队在利用这套技术，精确地记录文物的形象。去年，刁常宇团队还利用3D打印技术，把软件生成的杭州闸口白塔三维结构打印成了高精度的模型。