莫高窟壁畫現(xiàn)狀調(diào)查記錄方法的思考

內(nèi)容摘要：壁畫現(xiàn)狀調(diào)查是壁畫修復(fù)前不可缺少的一項(xiàng)工作，它用圖像的形式表現(xiàn)壁畫病害的類型、分布范圍、面積等，不僅為科學(xué)而有效的修復(fù)壁畫提供了指導(dǎo)，而且可以在修復(fù)過程中和以后的長期監(jiān)測中使用。本文通過對幾種壁畫現(xiàn)狀調(diào)查方法的介紹和對比，論述它們的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了對目前現(xiàn)狀調(diào)查方法的改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：莫高窟；壁畫；現(xiàn)狀調(diào)查；圖像化記錄；AUTOCAD

中圖分類號：K854.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-4106(2007)05-0103-04

一 前言

敦煌莫高窟，現(xiàn)存有壁畫洞窟492個，壁畫約45000平方米，彩塑2000余身，歷經(jīng)了千百年的滄桑歲月，受到自然環(huán)境和人類活動的影響，洞窟、彩塑和壁畫都受到了不同程度的損壞，為了采取最有效、最恰當(dāng)?shù)姆椒ūＷo(hù)壁畫，就必須在修復(fù)前對壁畫保存狀況做詳細(xì)地現(xiàn)狀調(diào)查記錄。

文檔記錄工作在最近幾年已經(jīng)成為專業(yè)壁畫保護(hù)工作的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，它是對壁畫現(xiàn)狀調(diào)查、修復(fù)和長期監(jiān)測的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行系統(tǒng)收集、組織和使用。圖像化記錄就是其中的一種形式，它是以調(diào)查物的照片或者線圖為底圖，用各種不同的符號、圖案及顏色表現(xiàn)不同的現(xiàn)象或者其他數(shù)據(jù)叫。

壁畫產(chǎn)生病害的原因是多方面的：歷經(jīng)寒暑數(shù)千載、自然環(huán)境、人類活動等等，很多病害是多種因素綜合的結(jié)果?，F(xiàn)狀調(diào)查就是對洞窟壁畫進(jìn)行全面的評估，包括壁畫的病害的類型、分布范圍、損壞程度、壁畫上的人為干預(yù)行為等。莫高窟目前常見的病害有：空鼓、點(diǎn)狀脫落、酥減、起甲、白霜、裂縫、皰疹狀脫落、霉變、煙熏、地仗脫落等；人為干預(yù)包括：修復(fù)、加固、灌漿點(diǎn)、試驗(yàn)點(diǎn)、環(huán)境監(jiān)測探頭，分析采樣點(diǎn)等；存在的現(xiàn)象包括：殘存顏料層，殘存白粉層。

比較詳細(xì)的現(xiàn)狀調(diào)查記錄可以達(dá)到以下目的：

1、根據(jù)壁畫病害的種類和分布規(guī)律，找到壁畫產(chǎn)生病害的原因和機(jī)理，為科學(xué)的徹底根除壁畫病害奠定基礎(chǔ)。

2、詳細(xì)了解壁畫病害所存種類、分布范圍、損壞程度等情況，從而有針對性地進(jìn)行搶救性修復(fù)。

3、作為檔案的基礎(chǔ)資料，為以后的洞窟歷史記錄和修復(fù)檔案管理提供詳細(xì)準(zhǔn)確的材料。理想的圖像化文檔應(yīng)當(dāng)可以在現(xiàn)狀調(diào)查階段，壁畫修復(fù)階段和修復(fù)后監(jiān)測中長期使用。

二 早期現(xiàn)狀調(diào)查采取的方法

早期的現(xiàn)狀調(diào)查由于受到當(dāng)時物質(zhì)和技術(shù)條件的限制，只能用文字和簡單的圖形表示壁畫的內(nèi)容，在現(xiàn)存的石窟檔案中，用紅色的線條和圖案表示病害和人為干預(yù)的范圍。這種方法技術(shù)含量低，方法簡單，這些都是與當(dāng)時的工作環(huán)境聯(lián)系在一起的，不能夠形象和詳細(xì)的表示病害的種類和范圍，尤其是同一區(qū)域多種病害并存的狀況，而這種情況往往比較多。所以只是簡單的示意圖，不能夠準(zhǔn)確的體現(xiàn)病害的范圍和面積等數(shù)據(jù)(圖1)。

三 目前現(xiàn)狀調(diào)查采用的方法

進(jìn)入90年代，隨著保護(hù)工作的深入和對外合作項(xiàng)目的開展，壁畫保護(hù)現(xiàn)狀調(diào)查工作越來越細(xì)化，在中美合作第85窟保護(hù)項(xiàng)目及第98窟等洞窟的現(xiàn)狀調(diào)查中，我們就采取了手工和計(jì)算機(jī)相結(jié)合的現(xiàn)狀調(diào)查方法。

方法如下：

第一步：手工繪制現(xiàn)狀圖和線描圖(底圖)

照相，采用黑白攝影，目的是記錄壁畫現(xiàn)狀，為其他保護(hù)工作提供資料，并為現(xiàn)狀調(diào)查提供底稿。以第85窟為例，共拍攝照片523張，相機(jī)與壁面的距離140cm，拍攝寬度85cm，高度110cm，每張照片有10-15cm的重疊，照片尺寸28cm×20cm。

制定現(xiàn)狀圖例：根據(jù)莫高窟現(xiàn)有的病害、現(xiàn)象和人工干預(yù)的情況，用不同的圖案表示不同的現(xiàn)象(圖2)。

依據(jù)分幅照片(圖3)，在洞窟實(shí)地繪制小幅現(xiàn)狀圖(圖4)。繪制時，以拍攝的黑白照片為底圖，上面覆蓋透明的滌綸薄膜，參照洞窟實(shí)際情況，在薄膜上按照規(guī)定好的現(xiàn)狀圖例繪制，壁畫的內(nèi)容不繪制。然后在室內(nèi)拼接小幅現(xiàn)狀圖成為整壁現(xiàn)狀圖(圖5)，整幅現(xiàn)狀圖是為了了解整壁病害分布情況，為研究病害發(fā)展規(guī)律提供依據(jù)和參考，同時也為計(jì)算機(jī)處理提供病害分布參照。

繪制壁畫線描圖：由專業(yè)測繪人員按照一定比例精確繪制整壁的壁畫內(nèi)容，不包括各種病害和現(xiàn)狀。它的作用是病害標(biāo)注時提供位置的參考(圖6)。

第二步：計(jì)算機(jī)數(shù)字化：

1、掃描現(xiàn)狀圖和線描圖，利用矢量化軟件將位圖轉(zhuǎn)化為矢量圖

圖像矢量化的原因

圖像根據(jù)記錄方式的不同，主要分為位圖文件格式和矢量圖文件格式兩大類。位圖圖像是由固定的像素構(gòu)成，其中每一個像素都有其特定的位置和顏色值，圖像是像素(點(diǎn))的集合，它以與屏幕相對應(yīng)的存儲單元來記錄和處理圖像。而位圖圖像的分辨率是由圖像的尺寸決定的，當(dāng)放大圖像尺寸時，分辨率降低，像素點(diǎn)的顆粒變大，當(dāng)圖像放大到一定尺寸時，可以看到邊緣呈鋸齒狀。矢量圖形就不一樣了，它是以數(shù)學(xué)方式記錄圖形文件，圖形文件的大小也只是取決于對象所包含的數(shù)學(xué)公式的數(shù)量和復(fù)雜程度，與打印圖像的尺寸大小無關(guān)，對矢量圖形進(jìn)行無限放大后，打印出的圖形，看上去仍然清晰、平滑。所以矢量化后不僅減少了圖像的大小，而且圖像可以任意處理。

2、計(jì)算機(jī)CAD處理

我們所使用的Autocad軟件，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是美國AUTODESK公司20世紀(jì)80年代初開發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件，經(jīng)過許多年的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣泛流傳的繪圖工具。Autocad可以繪制任意二維和三維的圖像，與傳統(tǒng)繪圖相比較，用該軟件速度快，精確度高，并且便于個性化。它已經(jīng)在建筑、機(jī)械制造、電子、美工等很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并取得了豐碩的成果和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。它具有良好的用戶界面，通過交互菜單或者命令行方式便可以進(jìn)行各種操作，它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快的學(xué)會使用，在不斷的實(shí)踐過程中更好的掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。

計(jì)算機(jī)繪制圖例：參考手工繪制的圖例，結(jié)合軟件本身的特點(diǎn)繪制了相近的圖例(圖7)。

病害繪制過程：

將矢量圖導(dǎo)入到Autocad中，Autocad中的繪圖單位是毫米，按照與原始壁面等大的原則進(jìn)行繪制。

在Autocad中根據(jù)不同的病害和現(xiàn)象建立不同的層(每個層使用不同的顏色和符號)。這些圖層可以分別打開和關(guān)閉，當(dāng)需要著重察看某種病害時，可以把不需要的圖層關(guān)閉，排除干擾。

3、結(jié)果輸出

因?yàn)槊糠N病害圖像都單獨(dú)做成一個圖層，這樣可以根據(jù)修復(fù)工作的需要，使特定的圖層組合顯示或者隱藏，這樣可以對病害進(jìn)行有選擇的打印輸出(圖版28)。

這種方法存在的缺點(diǎn)：

該方法的流程圖如下：測繪——拍攝分幅小照片——利用小幅照片描繪現(xiàn)狀(人工現(xiàn)場)——將小幅的現(xiàn)狀圖人工匯總在整壁圖紙上(人工室內(nèi))——掃描進(jìn)入計(jì)算機(jī)——圖像矢量化——在Autocad中將病害按種類分層描繪。

由流程圖中可以看出，對于現(xiàn)狀的描繪事實(shí)上需要重復(fù)三次(小幅現(xiàn)場描繪、整壁匯總和計(jì)算機(jī)中按種類分層描繪)，這樣，一方面浪費(fèi)了人力和時間，另一方面由于描圖的次數(shù)增加，會增加病害描述的誤差。以第98窟為例：在洞窟對照壁畫現(xiàn)狀做病害現(xiàn)狀調(diào)查，共完成1084張病害現(xiàn)狀調(diào)查圖解。繪制了29張壁面展開圖，并且將這1084張的現(xiàn)狀調(diào)查圖解匯總標(biāo)注在這29張展開圖上，然后利用米格紙統(tǒng)計(jì)各類病害的面積。最后將匯總的現(xiàn)狀調(diào)查圖輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化處理。這樣的工作量相當(dāng)大，對于亟待搶修的洞窟壁畫存在周期過長的問題。

四 對目前現(xiàn)狀調(diào)查方法的改進(jìn)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)碼相機(jī)的飛速進(jìn)步，高像素的數(shù)碼相機(jī)已經(jīng)可以替代傳統(tǒng)相機(jī)在洞窟中的攝影，并且可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將小幅的數(shù)碼照片拼接成全景照片，這就為壁畫現(xiàn)狀調(diào)查指出了新的思路。理想中現(xiàn)狀調(diào)查的完整過程：洞窟測繪——數(shù)碼分幅攝影——拼接照片——在Au-tocad中導(dǎo)入整幅照片——(描繪底圖)——分層描繪病害。

1、洞窟測繪包括：平面、剖面、各壁面、披、頂?shù)拿娣e等。

2、數(shù)碼分幅攝影：將壁面根據(jù)數(shù)碼相機(jī)的分辨率。按行列分割等畫幅的小塊。對于有足夠空間拍攝大畫幅照片的地方，我們拍攝大幅和局部小幅兩種。因?yàn)楝F(xiàn)在數(shù)碼相機(jī)的像素都很高，所以有時單張大畫幅的照片就已經(jīng)夠用。對于空間狹小的地方，我們只能根據(jù)實(shí)地情況拍攝小幅照片，然后拼接為大幅整壁的照片。為了方便工作，后期照片的拼接，要注意以下幾點(diǎn)：1、盡可能與墻面平行；2、保持水平，在拍攝同一排照片時保持同一高度；3、每張照片與上下左右相鄰照片具有相同的重疊度；4、光線盡量的保持均勻。

3、拼接照片：拼接照片是一個難點(diǎn)，因?yàn)槟呖叨纯叩膲Ρ诓⒎鞘峭耆怪焙推秸瑑A斜、表面凹凸不平；我們所使用的相機(jī)只是高像素的數(shù)碼相機(jī)并非測量所用的專業(yè)相機(jī)，因此鏡頭存在著較大的光學(xué)畸變。拍攝時，每一次的光照強(qiáng)度都不是完全一樣的，這些都為拼接照片增加了難度。

圖片拼接這項(xiàng)工作按照預(yù)計(jì)設(shè)想，需要依靠專業(yè)拼圖的技術(shù)人員進(jìn)行工作，但是拼接人員必須具備良好的工作素質(zhì)，經(jīng)過長期的技術(shù)訓(xùn)練。因?yàn)槠唇诱掌枰ㄙM(fèi)大量的時間和人員，如果前期工作時間過長，這將延長洞窟修復(fù)時間，因此可行性不大。對于現(xiàn)狀調(diào)查壁畫的照片，工作的要求要低于敦煌壁畫數(shù)字化的照片，如分辨率不需要特別高、色彩還原不需要非常精確等等。因此根據(jù)實(shí)際需要，希望借助現(xiàn)有的軟件進(jìn)行前期快速拼接。但目前還沒有發(fā)現(xiàn)特別合適的軟件來完成這項(xiàng)工作。圖版29是使用單張照片作為底圖繪制的現(xiàn)狀調(diào)查圖。

4、在AUTOCAD軟件中插入照片：按照測繪得到的數(shù)據(jù)，使照片在計(jì)算機(jī)中尺寸與原始壁畫一致。

5、描繪底圖：底圖是一種線圖，根據(jù)工作需要和時間的情況可以選擇是否可以省略。因?yàn)榈讏D的作用主要是標(biāo)明病害的位置和范圍，作為線圖，打印機(jī)輸出時病害的分布表示比較清楚，也可以節(jié)約打印成本。如果現(xiàn)狀調(diào)查的時間或者人手比較緊張，我們可以用照片為底圖參考，輸出病害分布圖。

6、描繪病害：分層描繪不同種類病害，與目前計(jì)算機(jī)的病害描繪方法一樣。

責(zé)任編輯：包菁萍