數(shù)字考古：在二進(jìn)制世界留住歷史

朱涵

引入數(shù)字化手段記錄考古過程、保存文物遺跡信息，已經(jīng)成為考古界的共識(shí)，越來越多的文物古跡建立起數(shù)字檔案。即使未來文物遺跡遭受不可逆的破壞，也能夠根據(jù)保存的原始信息對(duì)其進(jìn)行復(fù)原。

漫長(zhǎng)歲月中，歷史文物在各種自然因素不可逆的影響下，漸漸變得面目模糊。如今，借助數(shù)字考古技術(shù)建立的高清數(shù)字檔案，可將石窟和雕刻的每一處鑿痕、壁畫的每一筆起落都詳盡記錄。

目前，引入數(shù)字化手段記錄考古過程、保存文物遺跡信息，已經(jīng)成為考古界的共識(shí)，越來越多的文物古跡建立起數(shù)字檔案。即使未來文物遺跡遭受不可逆的破壞，也能夠根據(jù)保存的原始信息對(duì)其進(jìn)行復(fù)原。

千里之外睹“真容”

綠蔭掩映的浙江大學(xué)紫金港校區(qū)里，有一座“敦煌石窟”，洞窟的左、右兩面墻壁上，覆蓋著金碧輝煌的唐代風(fēng)格大型壁畫。

這是敦煌莫高窟第220窟的復(fù)制品。走進(jìn)窟室中，看見的是完全一樣的尺寸、一樣的色彩、一樣的斑駁痕跡，甚至細(xì)小起伏和泥底上剝露出的細(xì)麻和麥秸也完全一樣。不一樣的是，這個(gè)洞窟不再害怕風(fēng)沙、光照和游人帶來的負(fù)面影響。

它是由浙江大學(xué)數(shù)字化考古團(tuán)隊(duì)根據(jù)高精度數(shù)字檔案復(fù)制而成。觀眾們能夠在千里之外如身臨其境般，與文化瑰寶實(shí)現(xiàn)近距離接觸。

“先是按照數(shù)字測(cè)量結(jié)果，精確復(fù)制洞窟空間，然后再按照相關(guān)技術(shù)進(jìn)行還原，就得到了這個(gè)還原度非常高的敦煌壁畫窟。”浙江大學(xué)數(shù)字考古團(tuán)隊(duì)刁常宇副教授說。

“壁畫呈現(xiàn)的是目前保存的真實(shí)面貌，色彩還原度達(dá)到95%以上?！闭憬髮W(xué)數(shù)字考古團(tuán)隊(duì)李志榮副教授說。

目前，引入數(shù)字化手段記錄考古過程、保存文物遺跡信息，已經(jīng)成為整個(gè)行業(yè)的共識(shí)，越來越多的文物古跡建立起數(shù)字化檔案。浙江大學(xué)數(shù)字考古團(tuán)隊(duì)是我國(guó)最早開始探索數(shù)字技術(shù)在考古領(lǐng)域應(yīng)用的團(tuán)隊(duì)之一，他們參與并推動(dòng)敦煌莫高窟、須彌山石窟、阿里托林寺壁畫等多項(xiàng)重大文物數(shù)字化工作，已經(jīng)結(jié)出諸多豐碩成果。

目前，該團(tuán)隊(duì)已將文物數(shù)字化技術(shù)推廣應(yīng)用到全國(guó)20多個(gè)省、市、自治區(qū)的100多家文博單位及遺址點(diǎn)，部分成果圖像、視頻已經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)大眾開放。

記錄是最好的保護(hù)

在寧夏固原市須彌山南麓，峰巒疊嶂、怪石嶙峋，一百多處石窟開鑿在鴻溝相隔的8座石山峭壁上。

這里的佛像，小的只有幾十公分高，大的足有幾十米高，占據(jù)大半個(gè)山坡。行走在須彌山石窟之間，游人能夠真真切切地感受到，眼前綿延至今已有上千年的石窟，正在迅速衰老——石窟佛像、彩繪壁畫出現(xiàn)大面積風(fēng)化，棱角已被磨平的古道臺(tái)階上總有一層薄薄的紅色沙粒。

上世紀(jì)80年代，曾經(jīng)有文保團(tuán)隊(duì)對(duì)須彌山石窟進(jìn)行化學(xué)保護(hù)試驗(yàn)，嘗試將化學(xué)藥水涂在巖石上延緩洞窟的風(fēng)化，但阻止石質(zhì)文物風(fēng)化乃世界性難題，化學(xué)藥水只能夠滲透表層，而須彌山山體是粗砂礫巖石，易溶于水，一下雨，里頭的巖石松了，外層卻堅(jiān)硬，巖體就更容易分離。

“目前還沒有很好的化學(xué)、物理方法延緩和阻止石窟的風(fēng)化，因此記錄就是最好的保護(hù)。須彌山石窟、敦煌石窟、托林寺壁畫都是如此?！崩钪緲s說。

在過去，石窟寺考古中最耗費(fèi)時(shí)間的工作是洞窟的測(cè)量，而石窟遺跡復(fù)雜、造像繁富，三維測(cè)繪也很難精準(zhǔn)。數(shù)字化技術(shù)介入石窟寺考古，把研究人員從繁瑣的工作中解脫出來，對(duì)遺跡的觀察和記錄的全面程度得到很大的提升。

數(shù)字化設(shè)備包括帶軌道的高保真壁畫采集設(shè)備、相機(jī)、補(bǔ)光設(shè)備和色彩管理設(shè)備等。由于洞窟、壁畫等工作對(duì)象大小不一，損毀程度、光照條件都不同，田野工作中研究人員往往需要針對(duì)每一項(xiàng)任務(wù)研發(fā)不同的設(shè)備和軟件，制定不同的實(shí)施方案。

在莫高窟，浙江大學(xué)數(shù)字化團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的壁畫拍攝設(shè)備已更新到第四代，該設(shè)備可以向上自動(dòng)升高到4.5米，通過鋪軌道的方式向前無限延伸，頂部的燈光能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證相機(jī)拍攝照片的整體效果。

從壁畫的起始到結(jié)束，每分鐘拍4張照片，每張照片的拍攝面積大約是60厘米×40厘米，采樣率達(dá)到每英寸300個(gè)像素，一面24平方米的壁畫需要拍攝四五百?gòu)堈掌?，一整面墻的圖像采集和拼接過程，需要大約3天時(shí)間。

“在得到高分辨率的圖像后，用浙江大學(xué)自主研發(fā)的壁畫自動(dòng)化拼接軟件進(jìn)行處理，可以得到壁畫的精確正射投影數(shù)據(jù)。”刁常宇說，在拼接、制圖的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)抽出原畫的典型色彩進(jìn)行校色，色彩還原度達(dá)到95%以上，整體變形的偏差控制在 2毫米之內(nèi)。

三維復(fù)制石窟和造像難度更大。目前，云岡石窟研究院聯(lián)合浙大團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行云岡石窟3窟和12窟的三維復(fù)制項(xiàng)目。如何將石窟復(fù)制得形象接近、質(zhì)感逼真是當(dāng)前的難題。通過近兩年的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)已取得多項(xiàng)技術(shù)突破。未來，“克隆”的12窟將有可能進(jìn)行遠(yuǎn)距離“旅行”，作為中華文化的使者走向世界。

高精確度揭千年謎團(tuán)

數(shù)字化采集獲取了傳統(tǒng)攝影方法無法取得的高精度圖像，研究人員將之稱為“筆觸級(jí)”還原，意為能夠看清畫或造像中每一根線條和工藝的起落次第，也因此呈現(xiàn)出易被人眼忽略的細(xì)節(jié)。

在托林寺白殿東壁的一組圖像下方，研究者首次通過高精度圖像發(fā)現(xiàn)了一處因雨水沖刷而字跡不明的重要題記。經(jīng)辨認(rèn)，確定畫像中央主尊為釋迦牟尼佛，從而確認(rèn)周圍壁畫表現(xiàn)的是大迦葉“修頭陀行”的故事。

山西忻州定襄居士山山脊有一塊高近2.8米、寬約1.3米的摩崖碑，被自然侵蝕得字跡模糊，身世年代長(zhǎng)期沒有定論。研究人員利用三維激光掃描、多視圖三維重構(gòu)技術(shù)、高精度自動(dòng)紋理映射技術(shù)等多項(xiàng)綜合技術(shù)，全方位采集居士山摩崖碑的每一處刻痕形成三維數(shù)字圖像后，在上面辨識(shí)出了“晉”字，從而確認(rèn)了此碑是年代為西晉的胡奮紀(jì)功碑。

“過去是猜也猜不出，現(xiàn)在是猜都不用猜。新技術(shù)能幫我們‘看到很多不可能?！鄙轿鞑┪镌簩W(xué)術(shù)委員會(huì)主任渠傳福說。

“我們堅(jiān)信，數(shù)字化技術(shù)會(huì)對(duì)考古記錄和研究水平的提高產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)影響。”李志榮說，數(shù)字考古的另一個(gè)重要意義在于文化普及與傳承，為文化研究和傳播提供可信、可持續(xù)、可不斷發(fā)掘的文化資源。endprint