讓文化遺產(chǎn)在數(shù)字化技術(shù)下“永生”

一邊是從北魏就開鑿的石窟，一邊是計算機集群。古老與現(xiàn)代，就這樣結(jié)合在一起。高精度的數(shù)字化采集，已經(jīng)可以還原出洞窟現(xiàn)在的樣子。高新技術(shù)，或許可以為古老文物施展一場關于時間的魔法。

“從某個角度來說，世界上的文物都會消失。文物工作者會盡量延緩這一進程，延長文物的壽命。”云岡研究院數(shù)字化部門負責人寧波在“99公益日”前夕接受采訪時說。

數(shù)字化，成為文物的一種永生方式。不只體現(xiàn)在線上展覽、遠程旅游、虛擬現(xiàn)實，還有數(shù)字化復原和重建等。

簡單理解，數(shù)字化保護，是用數(shù)字技術(shù)把文物所有的信息記錄下來，對數(shù)據(jù)進行解構(gòu)、分析和重組，然后對其開展深層次利用。

好幾個文物數(shù)字化保護項目在今年的“99公益日”中亮相。騰訊游戲設置官方主題活動，讓玩家進行知識問答，引入社會力量為文物的數(shù)字化生存作一份貢獻。云岡研究院黨委書記張焯坦言，他們希望文物保護能被更多的民眾關心，能“出圈”。

數(shù)據(jù)采集，為文物保護提供更多可能

提到文物數(shù)字化，游客更加熟悉的是“云游”。在網(wǎng)站、小程序上就能游覽景區(qū)，足不出戶就能欣賞景點;甚至可以遠程對文物進行360度“把玩”。

但它還有更大的作用。

云岡石窟和騰訊合作的公益項目是數(shù)字化修復云岡石窟的第16窟。

第16窟有很多造像流失海外。英國的大都會博物館和法國吉美博物館，都收藏有來自云岡石窟的彌勒造像。

如果能把這些海外數(shù)據(jù)利用起來，石窟就能成為更完整的石窟。

其實，在此之前，龍門石窟和敦煌也都有類似的嘗試，將流失海外的文物進行數(shù)字化回歸。

“我們16窟也想找到這些數(shù)據(jù)。以后，用增強現(xiàn)實，游客就能看到石窟的空白處原本有什么。”寧波說。

云岡從2003年開始數(shù)字化的嘗試，到現(xiàn)在基本完成了石窟總量1/3的數(shù)據(jù)采集。現(xiàn)在，已經(jīng)有了3D打印出的云岡第3窟、第18窟和第12窟。第3窟的復制文物，為世界上首例達到還原級別水平的大型復制文物;3D打印的第12窟則是可拆卸的，能夠進行巡展。

張焯說，這些年對云岡的數(shù)字化嘗試，為文物考古提供了很多便利。比如，在考古研究方面，數(shù)字化可以幫助整理出更成體系化的數(shù)據(jù)。鼠標一點，就能知道洞窟的佛像數(shù)量、看到建筑的框架性結(jié)構(gòu)。而在保護方面，利用這些數(shù)據(jù)資料，就能標出每個洞窟的病害，可以針對性地研究修復和解決問題的辦法。而且，萬一出現(xiàn)極端情況，這些數(shù)據(jù)還能幫助復原文物。

敦煌則從20世紀90年代初開始做文物數(shù)字化技術(shù)研發(fā)。敦煌研究院院長蘇伯民說，他們已經(jīng)逐步形成了一整套針對洞窟采集和塑像采集的技術(shù)。這些年，在政府部門和社會各界的支持下，敦煌已經(jīng)完成了250多個洞窟壁畫圖像攝影的采集。

采集只是第一步。采集完成后，還需要做大量工作，對整窟的壁畫進行拼接和處理。

“經(jīng)過這些年的努力，我們已經(jīng)基本把最精美的、價值最高的洞窟數(shù)據(jù)都采集完成了。現(xiàn)在有一部分洞窟還在進行圖像的處理。如果在經(jīng)費充裕的情況下，再有5年時間就能夠把莫高窟所有的洞窟全部采集完成。”蘇伯民透露。

理想很豐滿，但阻礙條件仍不少

雖然有成績，但讓人頭疼的地方還有很多。

人才、技術(shù)、資金、設備，都是數(shù)字化的難點。

寧波以云岡第6窟為例，向科技日報記者詳細分析了這個洞窟的數(shù)字化難度。

第6窟為中心柱窟，整個洞窟高15米左右，中心塔柱有兩層。去到云岡第6窟，你在被震撼的同時，也能更直觀地感受到對其進行數(shù)字化的難度。

“它整個洞窟是滿雕，全是高浮雕造像。它和第5窟是雙窟，窟外有清代修建的木質(zhì)閣樓。”寧波說。一個造像就是一個人，洞里面有好幾千人，密密麻麻，疊在一起。“有的地方窄小，現(xiàn)有的數(shù)字化設備進不去，采集不了，還需要開發(fā)專門設備。”

而且，洞窟體量也太大。他們推測，如果把第6窟“攤開”，大概面積有400多平方米。根據(jù)此前的經(jīng)驗，中型洞窟第13窟采集的數(shù)據(jù)量達到了15TB。第6窟相當于3.5到4.5個15TB。“洞窟是完整的整體，我們采集是分塊的。那么怎么把這些分塊數(shù)據(jù)整合起來，讓大家用起來，也是很大的難題。”寧波說。

蘇伯民也有同感。

他告訴科技日報記者，對敦煌的數(shù)字化保護，主要是針對洞窟壁畫。但要進行全方位無死角高精度的攝影采集，有很多限制條件。壁畫本身就高低起伏不平，如果把它當作平面采集，就會出現(xiàn)形變、色彩失真等問題。數(shù)據(jù)校準、色彩校正、曲面不平和死角數(shù)據(jù)采集，都是采集中的難題。

和云岡石窟一樣，采集完了，要拼。

“小到幾平米，大到幾百平米整幅壁畫的采集，我們目前的手段還是采用一幀一幀的圖片采集，采集完以后還要進行整幅圖像拼接。我們現(xiàn)在的拼接效率還是比較低。”蘇伯民說，他們還需要更精準、更方便的軟件工具。而數(shù)據(jù)的安全存儲、調(diào)用，數(shù)字版權(quán)保護等，也都有待解決。

下一站——把數(shù)據(jù)用起來

寧波說，如果把數(shù)字化保護類比于新聞采寫的采編過程，那么云岡包括全國的文物數(shù)字化，其實暫時只是做到了第一個層次——“采”。

“接下來，‘編’和‘播’是未來工作的核心。”寧波說。

蘇伯民也想著，如果壁畫都有了高清的數(shù)字化資料，研究者就不必搭著梯子和腳手架進洞窟艱難地開展辨認和研究了。信息技術(shù)發(fā)展到一定程度，通過人工智能的輔助，可以快速完成對壁畫上文字的識讀，圖像風格的比較，甚至可以用機器學習的辦法，對圖像內(nèi)容進行解讀。

“科學意義上的文物復原，數(shù)字化是最后的一個手段。”蘇伯民說，敦煌的壁畫中，有的褪色了，有的脫落了，對它們復原，首先得對資料原有的信息進行科學確認，知道原始材料和制作工藝。“比如有一些壁畫褪色了，原來究竟什么顏色?敦煌歷經(jīng)了10個朝代，每個時代繪畫使用的風格和材料包括技藝都有一些差別。”蘇伯民說，現(xiàn)在可以采用高光譜、多光譜技術(shù)，把一些肉眼完全看不清楚的壁畫重現(xiàn)出來，再根據(jù)分析結(jié)果，推斷出它原有的材料和色彩，然后根據(jù)考古圖像解讀等方面的研究成果，對缺失的部分進行一個符合邏輯的、學理上的推斷。有了這些成果以后，再用數(shù)字化的手段對文物的色彩、形狀、線條進行復原。“當然，中間還有很多需要細想的地方，還有多方面的技術(shù)問題需要解決。”

云岡正在建設超算中心。這可以有效解決石窟三維數(shù)字資源的安全存儲、高效計算和廣泛應用問題。

一邊是從北魏就開鑿的石窟，一邊是計算機集群。古老與現(xiàn)代，就這樣結(jié)合在一起。

張焯說，高精度的數(shù)字化采集已經(jīng)可以還原出洞窟現(xiàn)在的樣子。但是，如何還原到北魏、遼金時期石窟的樣子?如何呈現(xiàn)當年石窟的輝煌，讓時光倒流?也許，機器學習、人工智能，能夠幫助解決這些問題。高新技術(shù)，可以為古老文物施展一場關于時間的魔法。