歷史珍貴唐卡數(shù)字化中的若干關鍵技術要點概述*

白立華 轟巴宅曲

（1.西藏自治區(qū)唐卡藝術與文化協(xié)會；2.西藏博物館，西藏 拉薩 850000）

1 數(shù)字攝影與傳統(tǒng)攝影比較

數(shù)字攝影可追溯到上世紀60年代末，貝爾實驗室為了研究存儲計算機數(shù)據(jù)意外使“電荷對聯(lián)設備”(Charge-CoupleDevice,簡稱CCD)誕生了。但是，CCD真正運用在攝影領域記錄靜態(tài)影像則出現(xiàn)在80年代。其后，數(shù)字攝影技術和攝影設備不斷更新，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)也逐漸趨于完善。特別是數(shù)字攝影設備的強大功能更是傳統(tǒng)膠卷相機無法比擬的，對文化創(chuàng)意發(fā)展產(chǎn)生了難以估量的革命性影響。

在攝影技術應用的各個領域來看，數(shù)字攝影技術與傳統(tǒng)攝影相比具有以下優(yōu)勢。

1.1 數(shù)字攝影具有功能強大，成本低廉的優(yōu)勢

從影像承載介質(zhì)來看，數(shù)字攝影技術將現(xiàn)實的影像信息直接轉化為電子信息，并且以電子數(shù)據(jù)的形式保存在儲存介質(zhì)中。而不是傳統(tǒng)膠片通過乳化銀和感光染料介質(zhì)記錄和保存影像。其優(yōu)勢在于，電子儲存介質(zhì)可以實現(xiàn)實時拍攝、觀看，介質(zhì)重復使用。不會像膠卷需要沖印之后才可以觀看，而且沖印膠卷的過程中藥劑會對環(huán)境產(chǎn)生污染。此外，數(shù)字圖片可以通過圖像處理軟件隨心所欲地處理，很容易地在計算機系統(tǒng)任意復制、傳輸和修改，同時依托電腦軟件具備的強大圖像編輯和處理能力，充分發(fā)揮人的想象力和創(chuàng)造力，實現(xiàn)多功能全方位的創(chuàng)意設計和特技處理。數(shù)字圖像的采集、儲存介質(zhì)是可以反復使用的，從而大大節(jié)約了成本。

1.2 數(shù)字攝影具有即拍即得的優(yōu)勢

傳統(tǒng)膠片攝影獲取圖像是一個非智能過程，對于拍攝的圖像，在圖像最終呈現(xiàn)之前根本不知道自己究竟拍到了什么，拍攝效果怎么樣，必須經(jīng)過復雜的膠片沖洗、照片印制技術才可以看到圖片的效果，不僅過程十分繁瑣，同時無法隨心所欲地從優(yōu)質(zhì)、適用的角度對自己需要的圖片進行印制，這就使得獲取圖像的成本大大增加。而數(shù)字攝影通常都通過可視的顯示屏觀察拍攝的效果和成像質(zhì)量，能夠根據(jù)實際拍到的照片來調(diào)整、控制攝影裝置，直至獲得滿意并符合任務要求的畫面。膠片攝影時代，考慮到攝影的成本，人們總是嗇于按下快門，往往錯過許多美好的瞬間，而數(shù)字化攝影的誕生與應用，真正實現(xiàn)了攝影的隨心所欲。

1.3 數(shù)字影像處理和傳播更加便捷

傳統(tǒng)攝影在出版、傳播等行業(yè)的流程中,需要將傳統(tǒng)的膠片或者紙質(zhì)圖片掃描，對字體、圖像進行復雜的整合設計，這一系列的環(huán)節(jié)均需要受過專門訓練的人員方可完成。而數(shù)碼攝影借助電腦軟件的數(shù)字合成技術，可以省略許多傳統(tǒng)攝影和傳播中的環(huán)節(jié)，輕而易舉地達到極佳的效果。數(shù)字化圖片是一個可編輯的數(shù)據(jù)文件，可以隨意地進行無限次復制，通過網(wǎng)絡進行傳輸而不用擔心失真的問題，這是傳統(tǒng)攝影無法實現(xiàn)的。

2 可用于唐卡數(shù)字化的幾類數(shù)字攝影設備

眾所周知，數(shù)字攝影技術和設備發(fā)展到今天，已經(jīng)具備了非接觸式掃描、反射式掃描、透射式掃描、數(shù)碼攝影等種類繁多、功能齊備的影像數(shù)字化方法。在數(shù)碼攝影中又分為大畫幅數(shù)碼相機、中畫幅數(shù)碼相機、全畫幅數(shù)碼相機、APS-C畫幅、M4-3畫幅、1英寸畫幅、2/3畫幅和1/3英寸畫幅等。

2.1 非接觸式掃描方法

非接觸式掃描最常見的是通過光學掃描，從而得到產(chǎn)品掃描點數(shù)據(jù)的方法。非接觸式掃描方式在采集數(shù)據(jù)時，掃描頭通常不與被掃描物體產(chǎn)生接觸，從而不會損傷被掃描物，也不會產(chǎn)生變形。常見的光學掃描方法的工作原理通常有結構光測距法、激光三角法、激光干涉掃描法等?？捎糜谔瓶〝?shù)字化的非接觸式掃描儀體積龐大，不宜移動，對于保存分散、需要頻繁更換數(shù)據(jù)采集地點的唐卡數(shù)字化工作而言，使用大型非接觸式掃描儀有很大難度，實用性差。

2.2 反射式掃描方法

反射式掃描是通過讀取掃描對象表面的反射光成像，設備通常是平板式掃描儀又稱為平臺式掃描儀、臺式掃描儀，這種掃描儀誕生于1984年，是目前辦公用掃描儀的主流產(chǎn)品。從指標上看，這類掃描儀光學分辨率在300-8000dpi之間，色彩位數(shù)從24位到48位，掃描幅面一般為A4或是A3。從原理上看，這類掃描儀分為CCD技術和CIS技術兩種，從性能上講CCD技術是優(yōu)于CIS技術的，但由于CIS技術具有價格低廉，體積小巧等優(yōu)點，因此也在一定程度上獲得了廣泛的應用。由于這類掃描儀幅面有限、存在掃描圖像層次丟失等，在唐卡數(shù)字化應用中有較大局限。

2.3 透射式掃描方法

透射式掃描方法通過讀取來自掃描對象的投射光，由光學透鏡聚焦并進入分光鏡，經(jīng)過棱鏡和紅綠藍三色濾色鏡得到的RGB三條彩色光帶分別照到各自的CCD上，CCD將RGB光帶轉變?yōu)槟M電子信號，此信號又被A/D變換器轉變?yōu)閿?shù)字電子信號。透射式掃描通常用于透明膠片的掃描不適合用于唐卡掃描。

2.4 數(shù)碼攝影

數(shù)碼攝影，又稱數(shù)位攝影或數(shù)字攝影，是指使用數(shù)字成像元件（CCD，CMOS）替代傳統(tǒng)膠片來記錄影像的技術。配備數(shù)字成像元件的相機統(tǒng)稱為數(shù)碼相機。對于數(shù)碼攝影來說，光學影像的捕獲依然運用小孔成像原理，但其將投射其上的光學影像轉換為可被記錄在存儲介質(zhì)（CF卡，SD卡）中的數(shù)字信息。其成像可被生成標準的位圖圖像格式，并借助如Photoshop等圖像處理軟件進行各種修改，并經(jīng)由數(shù)字沖印或打印機輸出為實物照片，或可用顯示器、投影機、電子相冊等展示工具直接展示，也可以直接轉換為各種適用的格式用于網(wǎng)絡發(fā)布或電子書籍。

數(shù)碼攝影成像質(zhì)量高、層次豐富、能夠記錄拍攝對象原始的光比關系，其生成的數(shù)字圖像調(diào)整空間大、圖像質(zhì)量更好。數(shù)碼攝影在拍攝過程中通過采用不同的光源和不同的布光方法，能夠獲得比各種掃描方式更佳質(zhì)量的數(shù)字圖像，因此，數(shù)碼攝影是唐卡數(shù)字化最佳解決方案之一。

3 唐卡數(shù)字化過程中數(shù)碼攝影的幾種技術解決方法

通過數(shù)碼攝影方式進行唐卡數(shù)字化時，由于拍攝環(huán)境復雜多變，拍攝光線環(huán)境時常變化，拍攝對象大小不一，需要解決色彩還原、圖像畸變、布光策略、曝光組合、數(shù)字拼接等技術方案。這些技術問題或多或少都有成熟的技術或者可供借鑒的經(jīng)驗，但由于西藏高原特殊的地理條件和獨特的拍攝環(huán)境因素，依然需要進行試驗和技術驗證方能確保獲得的數(shù)字化文件符合計劃要求。近年來，在《西藏歷史珍貴唐卡數(shù)字化》項目的實施過程中，項目組積累了豐富的西藏珍貴唐卡數(shù)字化經(jīng)驗和相關的實證數(shù)據(jù)。

3.1 正確設置照相機色溫，確保色彩正確還原

在唐卡數(shù)字化攝影開始之前，首先要根據(jù)拍攝環(huán)境和照明燈具的特點對照相機進行色溫調(diào)整，當機內(nèi)色溫值與外界一致時，相機就能正確的表現(xiàn)唐卡的色彩。我們知道，不同的光源具有不同的色溫，例如：

1700 K：火柴光

1850 K：蠟燭

2800 K：鎢燈（白熾燈）的常見色溫

3000 K：鹵素燈及黃光日光燈的常見色溫

3350 K：演播室“CP”燈

3400 K：演播室臺燈,、照相泛光燈（不是閃光燈）等...

4100 K：月光、淺黃光日光燈

5000 K：日光

5500 K：平均日光、電子閃光（因廠商而異）

5770 K：有效太陽溫度

6420 K：氙弧燈

6500 K：最常見的白光日光燈色溫

在唐卡數(shù)字化攝影中，通常采用電子閃光燈、鹵素燈和室內(nèi)自然光等，相機色溫可分別設置為：5500K、3000K、6000-6900K。采用專用燈光設備照明時，應根據(jù)設備說明書設置相機色溫。在唐卡數(shù)字化攝影中，只要相機色溫設置與拍攝光源色溫一致，就能相對準確地將唐卡原有的色彩記錄在數(shù)字文件之中。

3.2 合理選擇鏡頭，防止畫面畸變

相機鏡頭通常都會有一定變形，特別是廣角鏡頭的畸變更為嚴重，因此，在唐卡數(shù)字化攝影中切忌使用鏡頭焦距小于CCD對角線的鏡頭和變焦鏡頭。在傳統(tǒng)攝影概念中，焦距大于或等于相機膠片畫幅的定焦鏡頭稱之為標準鏡頭，這類鏡頭成像質(zhì)量高、變形小，是唐卡數(shù)字化攝影不二之選。適宜進行唐卡數(shù)字化攝影的相機類型中對應的鏡頭分別為：

佳能（Canon）EF 50mm f/1.8 STM、EF 85mm f/1.4L IS USM、EF 100mmf/2.8L IS USM 微距

尼康（Nikon）AF 60mm f/2.8微距、AF-S DX 85mm f/3.5G ED微距、AF-S VRAF 105mm f/2.8G微距。

索尼（Sony）FE 50mm F1.4 ZA、FE 90mm F2.8微距哈蘇（Hasselblad）HC 2.8/80、hc2.2/100

上述鏡頭在實際使用中具有成像清晰、變形?。◣缀鯖]有變形）等優(yōu)勢。

3.3 精確布設光源，消除畫面反光

唐卡數(shù)字化攝影的光源布置不同于其他文物攝影的光源布置，通常條件許可的情況下至少要2個燈分別從兩側與被攝唐卡形成45°照射角，這樣可以有效避免唐卡表面反光。必要時，為了表現(xiàn)唐卡畫面上的描金線條，可在正面適當加弱光，強度為主光的1/10為宜。光源建議采用色溫較為穩(wěn)定的電子閃光燈，閃光量按照額定輸出的1/3以上設定。

3.4 科學設定曝光組合，實現(xiàn)正確曝光

在唐卡數(shù)字化攝影中，雖然光源以人造光居多、光線強度相對穩(wěn)定，但針對不同的光源特性，科學設定相機光圈、快門速度的組合，對獲得準確的曝光和優(yōu)質(zhì)的圖像具有決定性作用。在使用碘鎢燈時，光圈設定為4-5.6之間，快門速度不低于1/15秒，防止畫面因快門速度過低而虛化，同時也有效避免因長時間曝光而引起的畫面偏色和噪點增加。在使用電子閃光燈時，光圈設定在5.6-11之間，快門設定在相機的閃光燈同步檔，這樣可以確保畫質(zhì)達到最佳水平。

3.5 用心拼接，糾正變形

為了更多地保留唐卡原作的信息，在唐卡數(shù)字化拍攝時往往采用多畫幅拼接。隨著圖像信息技術的迅速發(fā)展，圖形、圖像的拼接處理智能化程度已經(jīng)較為完善，但對于歷史唐卡精品的數(shù)字化文件拼接而言，現(xiàn)有的民用圖像處理和拼接軟件在變形控制方面還難以達到精確的還原。在唐卡數(shù)字文件的拼接中，需要根據(jù)拍攝時記錄的唐卡尺寸比例進行人工矯正，在這個過程中需要特別仔細，盡可能減少變形幅度，力求對唐卡原作最大限度的還原。

3.6 準確設置畫面尺寸，保證數(shù)字文件和實物大小一致

唐卡數(shù)字化拍攝中，由于采用不同焦距的鏡頭、拍攝距離的差異，甚至后期畫面校正等因素，以致實際拍攝的圖像文件的大小與拍攝實物有差異。為了最終獲得的圖形文件與實物尺寸相同，以便展示和復制時達到盡可能真實的再現(xiàn)，需要在拍攝時對唐卡進行編號、仔細測量唐卡尺寸。唐卡編號必須和拍攝的電子圖像編號一致，經(jīng)過拼接、矯正、色卡比對無誤后，在圖像處理系統(tǒng)中對唐卡尺寸進行最終調(diào)整，通常是設置為300dpi分辨標準下與拍攝前測量尺寸以致。經(jīng)過上述處理之后，數(shù)字化的唐卡圖像文件與原作就幾乎一致了，既可用于數(shù)字展覽，也可以用做文物復制。

［1］翟立勤.淺析數(shù)字攝影較傳統(tǒng)攝影在平面廣告設計中的應用優(yōu)勢［D］.石家莊：河北師范大學，2010.

［2］倪舟.影像數(shù)碼化的優(yōu)勢做畢業(yè)論文［D］.石家莊：河北師范大學，2017.