數(shù)字化復(fù)原天龍山石窟

艾江濤

“假設(shè)這個(gè)窟完全消失了，用我們的數(shù)據(jù)模型可以完整復(fù)原出來，最高精度可達(dá)到0.1毫米，上面有個(gè)小坑都能復(fù)原出來。展示是一方面，保存數(shù)據(jù)可能是更重要的一方面?！?h3>佛光再現(xiàn)

8月21日中午時(shí)分，蔣人和與芝加哥大學(xué)藝術(shù)史系的老師林偉正，正在為下午將在OCAT研究中心（北京）舉辦的展覽做著準(zhǔn)備。過去4年里，作為芝加哥大學(xué)東亞藝術(shù)中心的副主任，蔣人和與同事們一直忙碌著一件事情，用3D數(shù)字建模的方式復(fù)原那些散落海外的天龍山石窟造像。比起自己2003年時(shí)的“數(shù)字化復(fù)原響堂山石窟的北響堂第三窟”項(xiàng)目，此次的天龍山石窟復(fù)原項(xiàng)目加入了天龍山文物保管所、太原理工大學(xué)藝術(shù)遺產(chǎn)中心等國內(nèi)合作伙伴，計(jì)劃復(fù)原天龍山25個(gè)石窟中的10個(gè)石窟，規(guī)模更為龐大。

“天龍山石窟佛像中的唐代雕像特別精美，菩薩就像天女，臉和漂亮的女孩子一樣?！币荒橃o氣的蔣人和向我講起她心目中的這座石窟。作為早期佛教建筑的一種形式，洞窟藝術(shù)隨著佛教?hào)|傳，南北朝以后逐漸興盛于中國。比起敦煌莫高窟、龍門石窟、云岡石窟等中國佛教洞窟的代表，天龍山石窟的名氣并不遜色。隱沒于山西太原市西南40公里天龍山叢林中的這批洞窟，最早開鑿于南北朝東魏時(shí)期，歷經(jīng)北齊、隋、唐、五代，不斷增鑿。在綿延500多米的距離上，西峰13窟，東峰12窟，25處石窟共有大小石佛造像500余尊，浮雕、藻井、畫像等1144幅。

經(jīng)歷明清之際的衰落，天龍山石窟有很長一段時(shí)間淡出人們的視野，除了附近寺院僧侶與居民，鮮有人知。1918年，隨著日本東京大學(xué)東洋建筑史權(quán)威關(guān)野貞的一次學(xué)術(shù)考察，及他在1921年發(fā)表的考察報(bào)告，神秘的天龍山石窟才再次展現(xiàn)在世人面前。對(duì)于關(guān)野貞其人和他的天龍山之行，后來的研究如李裕群在《天龍山石窟》一書中的講述，還是基本將他作為一個(gè)學(xué)者的考察活動(dòng)看待。但在關(guān)野貞之后，各國科考人員與別有用心的文物販子紛至沓來，天龍山很快遭到前所未有的破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在1923年一年，在外國文物販子的唆使下，天龍山石窟被盜割后流失海外的佛像就有150多件，其中一部分則出現(xiàn)在海外的拍賣會(huì)上。

2013年起，與做響堂山項(xiàng)目的初衷一樣，蔣人和帶著為美術(shù)史研究保存資料的想法，穿梭于世界各大博物館與私人藏家之間，不斷與他們溝通協(xié)商，進(jìn)行流失佛像的3D掃描與數(shù)字建模。幾年努力下來，她的團(tuán)隊(duì)已為搜集到的130多件天龍山石窟造像，構(gòu)建了108個(gè)單體造像模型。

然而，通過海外造像的搜集與數(shù)字復(fù)原并不足以讓人了解石窟全貌。海外機(jī)構(gòu)的身份，也使他們不便于深入掃描研究石窟本體。2015年，在北京的一次學(xué)術(shù)會(huì)議上，蔣人和遇到了太原理工大學(xué)的兩位老師，經(jīng)他們介紹，很快與太原理工大學(xué)藝術(shù)學(xué)院院長趙慧接上了頭。4年前，學(xué)院下屬的藝術(shù)遺產(chǎn)研究中心剛剛成立，在張曉老師等人帶領(lǐng)下，研究中心之前已做過五臺(tái)山洪福寺數(shù)字復(fù)原項(xiàng)目。由于具備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，兼以地利之便，太原理工大學(xué)團(tuán)隊(duì)很快吸引了蔣人和。不久，芝加哥大學(xué)東亞藝術(shù)中心、太原理工大學(xué)藝術(shù)遺產(chǎn)研究中心與天龍山文物保管所簽訂三方協(xié)議，共同開發(fā)天龍山石窟的數(shù)字復(fù)原項(xiàng)目。任務(wù)分工十分明確，用趙慧的話來說，“芝加哥大學(xué)負(fù)責(zé)掃描流散在國外的天龍山造像，我們負(fù)責(zé)掃描天龍山石窟本體與最后的石窟復(fù)原”。

在國際上，這種將散失文物與原有遺跡合成復(fù)原的案例尚屬少見。在2003年親手創(chuàng)建芝加哥大學(xué)東亞藝術(shù)中心的美術(shù)史家巫鴻看來，這也是世界美術(shù)史研究的趨勢所在：“從研究單幅雕像的風(fēng)格特點(diǎn)轉(zhuǎn)移到整個(gè)石窟建筑，把雕像放回原境或上下文?！笔澜缰趁裰髁x擴(kuò)張過程中造成的大量雕像文物與原址遺跡分家，顯然是一個(gè)大的歷史現(xiàn)實(shí)，如何通過技術(shù)方式，從視覺上將這些文物放回原境呈現(xiàn)，將是一個(gè)對(duì)美術(shù)史研究頗有啟發(fā)的全新嘗試。

展覽還未正式開始，作為天龍山石窟數(shù)字復(fù)原項(xiàng)目階段成果展示的預(yù)展大廳已是人頭攢動(dòng)。首先吸引人的，是入口臺(tái)階兩側(cè)原屬天龍山第17窟的兩件唐代護(hù)法力士的3D頭像模型。在巨大的電子屏幕上，豎眉怒目的力士頭像徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近點(diǎn)看，雕像上面斑駁的石頭紋理清晰可見。同時(shí)展出的還有精美的佛頭和菩薩像，包括窟頂?shù)娘w天造像。在展廳最里面，戴著3D眼鏡，人們還可以看到天龍山石窟第2窟的虛擬復(fù)原場景。這是一座開鑿于東魏時(shí)期的石窟，面積大約6平方米，專家們在統(tǒng)計(jì)的19個(gè)缺失處，一共重建了10個(gè)數(shù)字模型。為了展現(xiàn)歷史的真實(shí)面目，項(xiàng)目成員并沒有對(duì)其進(jìn)行后期修復(fù)處理，而是保存環(huán)境不同的佛頭與佛身，其顏色明顯不同，接口亦清晰可見。微瞇雙目的佛像體態(tài)清瘦，褒衣博帶，殘缺的手臂與斷裂的接口似乎正在傾說著歷史的滄桑與變遷。

2號(hào)窟右壁佛龕數(shù)字復(fù)原圖，坐佛頭像與身體的接痕清晰可見

散落的造像

隔著近一個(gè)世紀(jì)的光陰，熒屏上復(fù)現(xiàn)的景象，顯然與關(guān)野貞當(dāng)年所見的石窟原貌已不可同日而語。

1918年，關(guān)野貞根據(jù)太原縣地方志中有關(guān)天龍山石窟的簡略記載“天龍寺，在本縣西南三十里，北齊置，有皇建中并州定國（寺）僧造石窟銘”。翻山越嶺，最終找到了石窟所在。久遠(yuǎn)年代的精美佛像，令他狂喜。在接下來的詳細(xì)考察中，關(guān)野貞做了大量文字記錄與編號(hào)工作。盡管此次考察遺漏了東西峰兩側(cè)的第1窟和第18～21窟，但他1921年發(fā)表在日本《國華》雜志上的考察報(bào)告，還是引起了轟動(dòng)，他甚至有些得意地宣稱自己“發(fā)現(xiàn)”了天龍山石窟。

1922年，關(guān)野貞第二次對(duì)石窟進(jìn)行了考察。隨之而來的學(xué)者絡(luò)繹不絕，日本學(xué)者常盤大定在1920年和1924年，山中定次郎在1924年和1926年，瑞典學(xué)者喜龍仁在1922年和1928年，曾先后前往天龍山考察，對(duì)石窟各時(shí)期的造像特點(diǎn)提出自己的見解。1922年，日本學(xué)者田中俊逸在調(diào)查中對(duì)石窟做了詳細(xì)的記錄、照相與系統(tǒng)編號(hào)，其編號(hào)一直沿用至今。上世紀(jì)20年代，日本學(xué)者小野玄妙對(duì)太原佛教狀況及天龍山石窟造像的開鑿年代做了相關(guān)研究。這些研究與考察，為隨后石窟遭到破壞埋下伏筆，但回頭來看，不幸中的萬幸是，他們所保留的石窟破壞前的照片成為后來學(xué)者進(jìn)行研究乃至復(fù)原的重要參考資料。這些照片中，最重要的當(dāng)屬小野玄妙與田中俊逸的《天龍山石窟》最為豐富，這本1922年出版的書中，共收錄了80幅當(dāng)時(shí)由外村太治郎拍攝的石窟照片。

1923年的一天，一伙日本人來到天龍山圣壽寺。圣壽寺位于前往石窟的必經(jīng)之路上，在那個(gè)戰(zhàn)亂頻仍的年代，圣壽寺的和尚某種程度上承擔(dān)著保護(hù)石窟的責(zé)任。日本人找到寺中的凈亮和尚，掏出10根金條賄賂凈亮幫他們盜割佛像。隨著價(jià)碼不斷上升，凈亮終于被拉下了水，成為天龍山石窟被大量盜割的幫兇。

盜割首先從開鑿最早的東魏雙窟——2號(hào)與3號(hào)窟開始。雙窟歷史悠長，公元534年，東魏丞相高歡權(quán)傾朝野，他為自己在天龍山修建了一座避暑行宮。由于崇信佛教，高歡隨后命人在天龍山東峰開鑿了兩座石窟。這是兩座三壁三龕的方室，窟內(nèi)正壁供奉釋迦佛祖，左壁為彌勒佛，右壁則為阿彌陀佛。雕像繼續(xù)北魏造像傳統(tǒng)，佛像清秀，衣紋生動(dòng)，這種后人所謂“秀骨清像”的造型特點(diǎn)，正如學(xué)者李裕群在《天龍山石窟》一書中的描述：“更多地注重表現(xiàn)造像的精神面貌，表現(xiàn)手法以線條刻畫為主，強(qiáng)調(diào)衣紋的動(dòng)感和韻律感?！?/p>

東魏雙窟開鑿之后，天龍山香火日盛。公元550年，高歡的兒子高洋廢帝登基，改國號(hào)為北齊，之后陸續(xù)在天龍山東峰開鑿一座石窟，西峰開鑿兩座石窟，就是今天的第1、10、16窟。這一時(shí)期的造像，一改東魏時(shí)期的秀骨，立體感更強(qiáng)，追求表現(xiàn)人體健壯肌肉結(jié)構(gòu)的寫實(shí)手法，薄衣覆身，短發(fā)螺髻與印度佛教造型相似。

公元584年，隋朝晉王楊廣在天龍山東峰開鑿了第8窟。唐朝武則天以后，又在東西兩峰共鑿14個(gè)石窟。晚唐至五代的君主又開鑿了最大的第9窟。歷經(jīng)幾百年的不斷開鑿，天龍山石窟終于形成了目前規(guī)模。石窟中規(guī)模最大最具代表的無疑是唐代造像，其中尤以14窟與18窟為代表。唐代佛像多為水波或漩渦紋發(fā)髻，肢體豐滿，薄衣貼體，體態(tài)婀娜，具有很強(qiáng)的生活氣息。第14窟中的兩尊菩薩坐像，以游戲坐成像：一腿盤曲在佛座之上，一腿下垂并緊靠座前，頗為引人注目。

天龍山石窟中佛像的獨(dú)特之處，還源于其石頭質(zhì)地，正如蔣人和所說：“與龍門石窟或者響堂山石窟相比，天龍山石窟雕像的石頭很軟，是砂巖石，所以線條可以很柔和，能夠雕刻出一些包括臉部輪廓在內(nèi)的細(xì)節(jié)，不會(huì)給人那么硬邦邦的感覺。即使在長安，也不存在這樣的例子?！?/p>

1924～1926年，日本古董商山中丁次郎先后兩次到天龍山，并開始在市面上尋購雕像。他經(jīng)營的山中商會(huì)是當(dāng)時(shí)國際文物市場的大玩家，其在北平常設(shè)機(jī)構(gòu)，專門從事文物盜賣活動(dòng)。收購來的天龍山佛像被他放進(jìn)山中商會(huì)的倉庫，隨即偷運(yùn)出境，流散于國際文物市場。山中商會(huì)最初多與日本收藏家交易，之后更成為天龍山石窟造像在全球主要的經(jīng)銷商。眼饞于山中商會(huì)的暴利，各國古董商紛紛前往天龍山尋寶。

就這樣，在不到一年時(shí)間里，天龍山精美的佛像幾乎被割竊一空。大一點(diǎn)的佛像頭部被割走，小一點(diǎn)的則整座鑿走，少數(shù)如第9窟的摩崖大佛，由于體量過大難以運(yùn)輸，得以幸免。

老照片中尚未遭到嚴(yán)重破壞的18號(hào)窟西壁佛像

搜尋與復(fù)原

如今，已確認(rèn)的140多件天龍山石窟造像流散于日本、美國、加拿大、英國、德國、意大利、荷蘭、瑞士，也包括中國臺(tái)灣、香港等地的博物館或私人藏家手中。對(duì)蔣人和來說，搜集資料就是一個(gè)不斷尋寶的過程。今年年初，她還在紐約一家古董商店出版的圖冊中驚喜地發(fā)現(xiàn)一件天龍山造像，立刻找尋過去做了掃描。

蔣人和最初是在芝加哥大學(xué)讀書期間從導(dǎo)師那里聽到天龍山石窟的名字。她的導(dǎo)師哈里·范德斯德本（Harry Vanderstappen）早在1966年便和學(xué)生瑪麗琳·萊（Marylin Rhie）合作，在《亞洲藝術(shù)》刊物上發(fā)表論文《天龍山石窟造像：復(fù)原和年代測定》。“他們能做的就是拿著老照片去國外博物館比對(duì)，哪個(gè)是天龍山的，是第幾窟的?！睂?dǎo)師的研究重點(diǎn)是樣式分期，在蔣人和的印象里，那時(shí)導(dǎo)師已經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析了大約四五十件天龍山造像。這些工作，無疑為她日后的復(fù)原項(xiàng)目打下基礎(chǔ)。

上世紀(jì)90年代初，蔣人和第一次前往天龍山。那時(shí)，天龍山文管所已開始參照老照片在做一些佛像的復(fù)原工作，地上散落著許多水泥做好的頭像，沒有門的石窟完全處于開放狀態(tài)。一些石窟已經(jīng)風(fēng)化得很厲害，人上去也非常困難。一切似曾相識(shí)，但又與想象中完全不同。

她真正開始著手用數(shù)字化方式記錄石窟，還要到2003年。那時(shí)芝加哥大學(xué)東亞藝術(shù)中心剛剛成立，芝加哥大學(xué)人文學(xué)院辦公室負(fù)責(zé)數(shù)字化技術(shù)的人找到她，希望合作設(shè)計(jì)一個(gè)可以使用計(jì)算機(jī)技術(shù)的項(xiàng)目。由于此前博士論題的關(guān)系，蔣人和很自然地想到了響堂山石窟。響堂山石窟位于河北省邯鄲市的峰峰礦區(qū)，最早開鑿于北齊時(shí)期，這里的石窟被破壞得非常嚴(yán)重，利用3D掃描技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化復(fù)原，正當(dāng)其用。

2010～2013年，數(shù)字化復(fù)原的北響堂第3窟結(jié)合從博物館借出的16尊石窟造像，先后在美國5家博物館進(jìn)行巡展，獲得成功。這一項(xiàng)目留給她最深的印象是，從博物館借雕像很難，運(yùn)費(fèi)、保費(fèi)太貴。也正因此，天龍山項(xiàng)目從一開始確立的目標(biāo)就是數(shù)字化的復(fù)原與展覽。

比起10多年前，技術(shù)上的進(jìn)步非常明顯，以前的3D激光掃描儀非常龐大，使用非常不便，現(xiàn)在有了手提式掃描儀。但對(duì)蔣人和來說，更大的挑戰(zhàn)在于如何與極其分散的博物館，還有私人收藏家打交道，說服他們接受掃描造像的請求。

前期的響堂山項(xiàng)目為蔣人和積累了一些博物館資源。最近幾年，很多博物館都設(shè)計(jì)了自己的網(wǎng)站，并在上面更新出版或展覽目錄。很多時(shí)候，蔣人和可以坐在電腦前一邊翻閱資料，一邊給各大博物館寫信聯(lián)絡(luò)?！坝械牟┪镳^比較懷疑，擔(dān)心我們用這個(gè)去賺錢?！睘榱舜蛳┪镳^的疑慮，蔣人和一般都會(huì)與對(duì)方簽約，明確掃描造像的用途。更多時(shí)候需要的是耐心與溝通。為了掃描東京國立博物館保存的天龍山造像，蔣人和足足聯(lián)系了對(duì)方兩年，直到今年春天才最終完成掃描任務(wù)。不過，等待也很值得，東京國立博物館的造像存量豐富，據(jù)李裕群在《天龍山石窟》一書中的統(tǒng)計(jì)，僅其一館就藏有第7窟西壁的一座菩薩，第8窟東壁南側(cè)菩薩頭，第14窟西壁北側(cè)舒坐菩薩身體、南側(cè)菩薩頭，第16窟主室北壁龕內(nèi)佛頭，第18窟西壁佛頭，第21窟東壁佛身等造像。

公立博物館還相對(duì)簡單一些，私人藏家或古董商則比較難辦。蔣人和記得，早在上世紀(jì)70年代，她就和前夫一起逛過位于京都的一家頗為名氣的私人博物館——藤井有鄰館，那里藏有大約七八件天龍山造像。等她開始做項(xiàng)目時(shí)，很自然地聯(lián)系了對(duì)方。對(duì)方一直回復(fù)很忙，可等她后來再看，發(fā)現(xiàn)已有兩件造像被賣了出去。后來在朋友的幫助下，今年春節(jié)期間，她掃描了其中一件經(jīng)臺(tái)灣流轉(zhuǎn)到香港的造像，由分屬不同洞窟的頭與身體拼接起來的護(hù)法天王。

就這樣，在長達(dá)4年的時(shí)間里，蔣人和與她的團(tuán)隊(duì)從分散在世界各地的31處博物館、私人藏家、古董店那里，陸續(xù)掃描復(fù)原了108件天龍山石窟造像。

與芝加哥大學(xué)東亞藝術(shù)中心團(tuán)隊(duì)相比，張曉的團(tuán)隊(duì)由于掃描石窟本體面積以及建模過程中處理數(shù)據(jù)較大，面臨更多技術(shù)方面的難題。簡單來說，數(shù)字化復(fù)原石窟的基本流程是，先用三維掃描儀掃描石窟輪廓，在電腦上完成建?！丝痰哪Ｐ蜎]有色彩，被稱為“素?！薄缓笥酶咔逭掌驳缴厦?，完成石窟細(xì)部紋理與色彩的復(fù)原，之后再將同精度掃描的海外造像數(shù)字模型與石窟本體數(shù)字模型合成，形成完整的高精度數(shù)字石窟模型。

如何在洞窟中設(shè)置合適的掃描點(diǎn)，以盡量完整但又不重復(fù)的方式掃完全窟，成為提高掃描效率的關(guān)鍵。由于掃描精度最高達(dá)0.1毫米，一個(gè)洞窟產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量足有9～13G，與之相對(duì)，一個(gè)造像模型的數(shù)據(jù)量一般在200兆左右。由于數(shù)據(jù)量過大，在電腦上幾乎沒法運(yùn)行，經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)的問題，張曉和大家商量以后，決定用切割的方法處理掃描數(shù)據(jù)?！扒懈钐幚碇筮€要合并，處理不好會(huì)有縫。實(shí)際上我們展示的2號(hào)窟，在數(shù)據(jù)處理時(shí)共分了15塊，但你現(xiàn)在根本看不出從哪里切割?！睆垥哉f。

素模建好之后，就是高清照片的覆模。盡管現(xiàn)在一些掃描儀可以邊掃邊拍照，但由于掃描速度慢抑或精度不符合要求、窟內(nèi)環(huán)境不適合等諸多因素，更多時(shí)候張曉和他的團(tuán)隊(duì)要靠后期密集的拍照完成。起初，他們請了非常資深的攝影師拍照，結(jié)果發(fā)現(xiàn)拍照效果并不理想，為了保證細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確，照片不能有陰影。趙慧一度想找做手術(shù)用的無影燈，后來在大家的摸索下，團(tuán)隊(duì)成員都訓(xùn)練成了專業(yè)的攝影師?！斑@么大的窟，只能一張張拍，一堵墻拍很多張照片，之后再一張張拼起來?！?/p>

數(shù)據(jù)保存完備的專家級(jí)數(shù)字模型建成之后，在展示環(huán)節(jié)還需要進(jìn)一步的處理。在不損失視覺效果的前提下，3～4G大小的石窟復(fù)原數(shù)據(jù)模型，要被壓縮到幾百兆乃至十幾兆大小后在顯示屏或手機(jī)上展示，并不簡單。目前展示的方式分為3D立體展示、VR互動(dòng)與AR互動(dòng)，每種不同的技術(shù)路線，均需要在不同的軟件環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計(jì)。然而，一切值得期待，未來將在天龍山石窟落地的永久性數(shù)字展示環(huán)境中，觀眾不僅可以看到現(xiàn)存遺跡，借助AR技術(shù)，拿著iPad等設(shè)備就可以在原址看到復(fù)原后的造像。

數(shù)字修復(fù)的一個(gè)悖論在于，由于海外散落的造像與石窟本體所處環(huán)境不同，呈現(xiàn)顏色、風(fēng)化程度亦各不相同。有些頭像在盜鑿時(shí)已經(jīng)損壞了脖頸，原封不動(dòng)地復(fù)制上去，反而有種更加破碎、很不協(xié)調(diào)的感覺。如果盡量將其恢復(fù)到盜鑿前的樣貌，則需要在對(duì)比老照片的基礎(chǔ)上，做進(jìn)一步的學(xué)術(shù)研究，完成每個(gè)造像的恢復(fù)不啻寫一篇學(xué)術(shù)論文。顯然，最理想的情況是，真實(shí)恢復(fù)、部分與完全的修復(fù)等幾種狀態(tài)，根據(jù)不同需求分別加以展示。

也許有一天，作為人類文明的實(shí)物遺跡將不可避免地走向消亡，數(shù)字化復(fù)原的意義，如張曉所說：“假設(shè)這個(gè)窟完全消失了，用我們的數(shù)據(jù)模型可以完整復(fù)原出來，最高精度可以達(dá)到0.1毫米，窟上有個(gè)小坑都能復(fù)原出來。展示是一方面，保存數(shù)據(jù)可能是更重要的一方面?！?