徽州古牌坊數(shù)字化保護初探

柏家文，朱正業(yè)

(1.安徽大學歷史系， 安徽 合肥 230039；2.銅陵學院， 安徽 銅陵 244000)

徽州古牌坊數(shù)字化保護初探

柏家文1，2，朱正業(yè)1

(1.安徽大學歷史系， 安徽 合肥 230039；2.銅陵學院， 安徽 銅陵 244000)

作為古老的徽州歷史文化遺存，徽州牌坊凝聚了古代徽州的人文思想以及徽州建筑雕刻藝術與工藝的精華，具有豐富的文化內(nèi)涵與開發(fā)利用價值。目前，徽州牌坊的現(xiàn)狀令人擔憂，亟待保護。運用現(xiàn)代技術手段對其進行恢復與數(shù)字化保護和利用，是對牌坊其物質(zhì)性和非物質(zhì)性文化價值的尊重與回歸。

徽州牌坊；價值；保護；數(shù)字化

徽州牌坊作為歷史文化遺存，是歷史文化的物化。隨著對其歷史價值的重新認識，如何對現(xiàn)存牌坊遺產(chǎn)運用現(xiàn)代數(shù)字科技手段進行合理保護成為我們需要思考的問題。本文根據(jù)遺產(chǎn)保護和現(xiàn)代數(shù)字技術的相關理論知識，對徽州牌坊遺產(chǎn)的保護與利用做一初步理論梳理和方法探索。

一、徽州牌坊保護現(xiàn)狀

徽州牌坊是為廣大民眾在禮教踐行中的楷模人物設立的，以旌表、激勵、引導民眾傳承傳統(tǒng)美德，也是明清時期徽州社會的倫理、文化、民俗、建筑技藝乃至經(jīng)濟狀況的物質(zhì)實證。

從現(xiàn)存狀況看，傳統(tǒng)文物保護手段未能使徽州牌坊所具有的豐富的文化和經(jīng)濟價值盡顯，使得運用現(xiàn)代科技手段對其進行恢復與加強保護成為必要。在傳統(tǒng)保護的基礎上，運用三維激光掃描(3D CaMega)、三維仿真、虛擬現(xiàn)實等現(xiàn)代技術方法，使徽州牌坊的保護和利用數(shù)字化。

三維掃描技術當前已比較成熟，但徽州牌坊的保護仍是傳統(tǒng)粗放式的。就目前保護狀況而言，盡管一些牌坊受到了保護修繕，并設立了不同的文物級別，但整體而言，徽州牌坊的保護并未提到足夠的高度而受到重視，其現(xiàn)存狀況仍著實令人擔憂。目前徽州尚存的130余座牌坊，仍然面臨著人為破壞、病菌侵害、自然侵蝕等嚴重問題。

人為破壞是徽州牌坊保護的第一號殺手。由于牌坊是封建禮教的物化，蘊涵強烈的封建禮制，具有濃厚的意識形態(tài)特質(zhì)，處在意識形態(tài)的風口浪尖而命運多舛。在“文革”“破四舊”的過程中，徽州一千多座牌坊中，許多都是頃刻間因人為破壞而毀于一旦?，F(xiàn)如今剩下一百余座，亦面臨著被占用、堆砌秸稈、污染變色、機械損傷、游客刻劃等人為因素的破壞。如高陽村三朝典翰坊、家朋村節(jié)婦坊、“文革”間字跡被石灰模糊的磻溪節(jié)孝坊、黃氏節(jié)孝門坊等等，均未能修復如舊。此外，隨著牌坊文化旅游項目的開發(fā)利用，也增添了人為破壞的隱患，如涂鴉刻劃等。

自然環(huán)境因素的侵蝕也是牌坊受損的重要方面。目前徽州牌坊由于年久失修，許多牌坊由于長年風雨侵蝕，往往面臨著風化嚴重、苔蘚地衣霉菌等生物的侵蝕、坊體的不均勻沉降、裂隙日益增大、表面的空鼓崩層、彩繪的脫落等諸多問題。有的因缺乏外圍的整體支撐物，面臨著山體滑坡、臺風、洪水乃至地震等惡劣自然災害的威脅，如字跡風蝕漶漫的豐口鄭氏世科坊、風化比較嚴重的洪村燒雕門坊、潛口村恩褒四世坊、1991年被洪水沖塌的績溪縣家朋村許時潤石坊等等。

隨著現(xiàn)代城鎮(zhèn)化建設步伐的加快，徽州牌坊亦面臨著與現(xiàn)代化建設的沖突。由于一些牌坊建造之初即依附于驛道、里坊街巷等交通要道，原有的路道寬度已不適應現(xiàn)代城市建設的快速發(fā)展，不少橫亙街道路間的牌坊逐漸成為現(xiàn)代交通和市鎮(zhèn)建設的障礙，如鄭村街道北側一巷口的貞白里坊、雄村西側公路邊的四世一品坊、富堨鎮(zhèn)下街的蔣氏節(jié)孝坊、華陽鎮(zhèn)城北大街的程氏節(jié)孝坊等等，面臨拆除消失的危險。

二、數(shù)字化保護措施

針對徽州牌坊的傳統(tǒng)保護，雖然也出臺了一些相關的法規(guī)，實施了一些保護措施，入列了不少不同級別的文物牌坊，對牌坊的保護起到了積極作用，但還有不少牌坊卻未入列保護文物，人為地將它們排斥在保護視野之外，未得到應有的重視。在措施手段上缺乏科技含量的技術支撐，停留在過于簡單的水泥修補、化學黏合等傳統(tǒng)手法的運用上。隨著3D數(shù)字化技術的開發(fā)、成熟、完善及其在人體攝像等領域運用的啟示，將其用于文物保護與展示，為徽州牌坊的現(xiàn)代化保護開辟了新的路徑。

為加強對徽州牌坊的現(xiàn)代化數(shù)字技術的恢復、保護與展示利用，筆者認為，至少應從3D數(shù)字化技術處理和相關步驟措施上兩個方面入手。

第一，在3D數(shù)字化技術上，可以采用三維掃描技術比較成熟的In Speck 系統(tǒng)，該系統(tǒng)掃描精度為0.4mm，掃描時間為0.4s，配置了功能相對較為完善的前期模型處理軟件In Speck FAPS,以及后期模型處理軟件In Speck EM。該技術系統(tǒng)較激光掃描而言，具有顯著的功能優(yōu)勢，“三維掃描系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制、模型間的交互式拼接、模型的交互式編輯、模型的簡化和標準數(shù)據(jù)格式輸出等”[1]，適合各種文物模型需求，重要的是該技術不但能獲取相關文物的三維模型，而且能夠獲得文物表面真實的紋理。

激光掃描在獲取信息時，只能對一個激光點或一條激光線的三維數(shù)據(jù)信息進行獲取，所以多用于對大物體某局部三維信息的獲??；若用于對牌坊進行掃描，需建立眾多點的信息云，工作量較大。因而在牌坊整體的數(shù)據(jù)采集中，應用能在自然光條件下一次可以同時獲取坊體表面點空間信息的In Speck彩色三維掃描系統(tǒng)。為獲得一座牌坊整體的紋理數(shù)據(jù)信息，一般只要從八個側面和上下俯仰兩個角度進行10次掃描，并使每次掃描之間應有信息重疊，這樣就能利于牌坊整體信息的拼接。

第二，在技術步驟上，首先，對徽州牌坊的3D信息進行采集獲取。三維掃描是相對于二維、一維平面掃描的技術來說的，其測量不再是牌坊平面圖形的色彩深淺，而是牌坊立體實物的空間各點的坐標位置及相互關系，再通過屏幕、網(wǎng)絡等展示平臺顯示出該坊體的立體形態(tài)。由于獲得的是坊體上各點的坐標，因而可以從各個角度觀察到該牌坊實體。目前徽州牌坊已有幾個網(wǎng)絡展示平臺，在文化宣傳方面起到了積極效果，但都是二維圖片展示，實現(xiàn)三維仿真展示仍需要做大量的數(shù)據(jù)采集工作。

3D數(shù)據(jù)采集，可通過接觸或非接觸方式。由于牌坊實體較大和避免直接接觸對坊體的人為損害，多采用非接觸方式采集。通過In Speck FAPS彩色三維掃描系統(tǒng)，利用自然光在坊體上的漫反射，從十個面獲得坊體表面的各點紋理坐標的數(shù)據(jù)信息。

其次，生成牌坊模型。十個方位的紋理信息掃描完成后，通過In Speck FAPS 系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)信息進行處理拼接，刪除不必要的其他信息，再通過In Speck EM系統(tǒng)進行模型的完善處理，如表面破損的平滑修復，噪音數(shù)據(jù)的去噪等[2]275。

再次，建立三維信息數(shù)據(jù)庫及場景的虛擬仿真展示。運用大場景掃描系統(tǒng)對較大的牌坊文物及場景進行掃描，獲取牌坊的三維信息后，并對信息進行拼接或刪除，預置牌坊的三維實體仿真圖和場景[2]278。要對徽州現(xiàn)有牌坊進行一次排查，并分別采集其三維信息，建立起徽州牌坊的三維信息模型數(shù)據(jù)庫，為牌坊的虛擬展示做好模型基礎。

建設網(wǎng)絡展示平臺——徽州牌坊數(shù)字博物館，通過牌坊模型的數(shù)字化定制，以及三維模型數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，使文物牌坊在現(xiàn)代網(wǎng)絡平臺上得到較好的展示。

為使牌坊在展示過程中貼近實際，還要通過三維虛擬現(xiàn)實手法對牌坊體周邊場景進行虛擬建構，從而使文物牌坊脫離地域限制，在網(wǎng)絡展示平臺上就能給觀眾有身臨其境之感。還可以配備文字解說，介紹不同坊體的文化背景；可以飾以相稱的古典樂曲，使人享受美妙而優(yōu)雅的文化熏陶。

安徽省內(nèi)在三維影視表現(xiàn)、工業(yè)仿真展示、虛擬現(xiàn)實技術應用、動漫設計與制作等現(xiàn)代數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)方面，合肥某公司就具備較強的技術實力。對徽州牌坊運用現(xiàn)代數(shù)字技術保護和利用已具有一定的技術基礎，使這項保護措施的順利開展成為可能。

這一數(shù)字化技術在實現(xiàn)徽州牌坊的數(shù)字化多維虛擬展示，拓寬了牌坊開發(fā)利用的新渠道的同時，實現(xiàn)了牌坊等瀕危文物資源實物資料數(shù)據(jù)的科學、高精度和永久的保存。

三、結 語

數(shù)字化技術為徽州牌坊修復、保護與展示利用，提供了新的路徑，尤其是在牌坊文化的旅游方面，通過網(wǎng)絡虛擬平臺的展示，跨越了地域時空的局限。同時對牌坊的虛擬修復、數(shù)據(jù)保存方面意義重大。

但虛擬現(xiàn)實的數(shù)字化技術對文物的保護與展示，不能代替文物實體，對實體文物的傳統(tǒng)保護措施仍然是不可廢棄的。首先，要完善并落實保護實體牌坊的政策法規(guī)，將未入列文物的牌坊一并列入相應級別，進一步完善責任制，完善維護資金的來源和利用渠道。其次，完善傳統(tǒng)方式的修復與保護。對于構件的斷裂、表面的風化剝落等，可利用現(xiàn)代化學制劑如環(huán)氧樹脂、聚酰胺、糠醛、丙酮系列配方等來灌注黏結加固封護。對遭到人為毀壞，但其原有的殘件尚存，根據(jù)歷史記憶，予以恢復或保護其廢墟文化。最后，在保護過程中廣開維護資金渠道，可以利用開發(fā)收益來調(diào)動吸納民間資金，建立起牌坊維修保護的資金保障機制。另外，正確處理牌坊牌樓的保護與現(xiàn)代化建設的關系，以對民族文化負責的態(tài)度予以足夠的重視，做到歷史保護和現(xiàn)代化建設兩者兼顧。

[1]吳玉涵，周明全.三維掃描技術在文物保護中的應用[J].計算機技術與發(fā)展，2009(9).

[2]周明全，等.文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護技術及應用[M].北京：高等教育出版社,2011.

責任編校：徐希軍

2013-12-24

2013年文化部國家文化科技提升計劃項目“徽州牌坊的保護修復與數(shù)字化展示研究”(文科技函[2013]718號)。

柏家文，男，安徽樅陽人，安徽大學歷史學博士生，銅陵學院講師；朱正業(yè)，男，安徽肥西人，安徽大學歷史系教授，博士生導師。

時間：2014-8-28 15:45 網(wǎng)絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1045.C.20140828.1545.029.html

10.13757/j.cnki.cn34-1045/c.2014.04.029

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1003-4730(2014)04-0131-02