書畫文物的高保真數(shù)字翻拍技術(shù)（上）

朱清宇

杭州曾為南宋都城，宋史專家認(rèn)為：兩宋時期的物質(zhì)和精神文明所達到的高度，在中國整個封建社會歷史時期，可以說是空前絕后的。悠久燦爛的歷史文化給我們遺留了不少文物，而這些彌足珍貴的文物大多數(shù)都收藏在博物館里。例如，始建于1929年的浙江省博物館，是集收藏、陳列、研究于一體的綜合性人文科學(xué)博物館，館藏文物達十萬余件，藏品豐富，特色鮮明，享譽海內(nèi)外。

采用數(shù)字翻拍復(fù)制技術(shù)對博物館珍貴書畫文物藏品進行數(shù)字化高保真復(fù)制和展示，延長了文物的保存期限，提升了展覽運營質(zhì)量，改善了觀眾參與體驗，能更好地適應(yīng)社會發(fā)展需求，提升公共服務(wù)能力。傳統(tǒng)實體博物館因觀念、技術(shù)、場地、展陳能力限制，所展示的文物信息量往往不足，在時間、空間、展示形式上也有諸多局限，數(shù)字化技術(shù)在一定程度上打開了博物館的圍墻、延展了展示的邊際，能更好地幫助觀眾理解藏品的深層含義，探尋物與人之關(guān)聯(lián)，探尋過去、當(dāng)下和未來之關(guān)聯(lián)。漫長的歷史歲月，為我們創(chuàng)造了輝煌的物質(zhì)文明，傳下了可歌可泣的精神力量。我們有責(zé)任和義務(wù)對這些珍貴的文物進行數(shù)字化的復(fù)制保存，使之成為弘揚民族精神、保護歷史、還原歷史、呵護家園的一種有效方法。

事實上，國內(nèi)外的博物館均面臨諸多保存的難題以及龐大的財政負(fù)擔(dān)，數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展或許能為博物館的未來提供新的解決方案，包括谷歌在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)公司一直致力打造“數(shù)字化博物館”計劃。目前，世界上越來越多的博物館加入了“CCO無權(quán)利保留協(xié)議”（Creative Commons Zero），這個協(xié)議納入的世界頂級藝術(shù)品的在線高清大圖都能夠免費下載，人們可以自用，也可以商用。荷蘭國立博物館（Rijks museum）最早免費開放了100萬件藏品中60萬件藏品的高清數(shù)字版權(quán)。英國的大英博物館也在3D建模網(wǎng)站Sketchfab上發(fā)布了237件藏品的3D模型作品（配戴VR眼睛觀看效果更佳），讓人們足不出戶就可以近距離“觸摸”到這些瑰寶。

我們國家對博物館豐富的文物藏品的保存與開放一直保持積極的態(tài)度。目前，對博物館的書畫文物進行數(shù)字化復(fù)制的最佳效果是采用德國博物館級的CRUSE掃描機掃描獲得數(shù)字化影像信息（圖1）。CRUSE掃描機使用專用紅外及紫外線過濾裝置或?qū)Ｓ肔ED光源，可達到真正的無損掃描?？墒荂RUSE掃描機適合掃描平面可移動的文物藏品，其最大掃描尺寸是4m×7m（圖2），只適合在室內(nèi)工作，不適合移動工作。此外，由于CRUSE掃描機價格昂貴，目前除國家圖書館、國家博物館等少數(shù)單位擁有該設(shè)備外，一般的中小型博物館均無此設(shè)備，如浙江博物館也沒有配備CRUSE掃描機，一些珍貴的書畫文物藏品的數(shù)字化復(fù)制都是委托第三方采用CRUSE掃描機完成的。

為此，是否可以采用數(shù)碼照相機的翻拍技術(shù)來對超出掃描儀幅面以及一些移動不便的文物藏品進行數(shù)字化的翻拍復(fù)制保存，達到博物館收藏級別的數(shù)字化影像信息呢？甚至一些立體的文物，諸如：油畫、瓷器、雕塑、木制品等等也通過翻拍實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)化，進而與VR等技術(shù)進一步結(jié)合。答案是肯定的。

我們首先來分析一下傳統(tǒng)的翻拍技術(shù)具有哪些特點？對博物館珍貴書畫文物藏品原作的變形、色彩、影調(diào)和反差等指標(biāo)能否實現(xiàn)近乎100%的高保真復(fù)制？能否解決存在的問題？

我們知道，傳統(tǒng)的攝影翻拍是一項比較成熟的技術(shù)。首先，它通過鏡頭的選擇和采用翻拍臺來保證照相機的視點處于被攝物的中心并與被攝平面垂直來保證翻拍的影像不變形、不畸變，見圖3；其次，它通過采用面光源從兩側(cè)30°～45℃角的照射來保證光線的均勻性，以避免反光進入照相機鏡頭影響翻拍效果，見圖4；再次，對于彩色書畫物品的翻拍的顏色還原，傳統(tǒng)的翻拍技術(shù)主要是通過采用標(biāo)準(zhǔn)色溫的光源或者通過雷登系列的色溫校正濾色鏡來保證。盡管已經(jīng)充分考慮了變形、成像均勻性和色彩還原等幾個方面，但若將傳統(tǒng)的攝影翻拍技術(shù)與博物館級的CRUSE掃描方法進行比較就會發(fā)現(xiàn)：兩者在復(fù)制的精度上存在差距，翻拍時的要求更多的是體現(xiàn)在定性，而掃描則體現(xiàn)在定量的控制，所以能夠達到近乎100%的還原。

事實上，數(shù)字翻拍在現(xiàn)階段仍有大量的應(yīng)用場景，我們完全可以借助數(shù)字化的精確性和可重復(fù)性，在傳統(tǒng)翻拍復(fù)制的基礎(chǔ)上引入數(shù)字控制技術(shù)，使得數(shù)碼翻拍達到近乎100%的高保真復(fù)制，達到甚至超過博物館級的CRUSE掃描機的掃描效果。比如，中國印刷科學(xué)技術(shù)研究院近年研制出的（CAPT）KY-FP-700A型翻拍儀，就是由故宮博物院根據(jù)日常文物影像采集工作需求，委托中國印刷科學(xué)技術(shù)研究院研發(fā)、設(shè)計、制造的文物影像采集專業(yè)設(shè)備，見圖5。

下面我們就變形、影調(diào)反差和色彩等利用后期的軟件處理控制方面的內(nèi)容加以具體的分析。

1變形的校正與翻拍比例的精確控制

數(shù)碼翻拍在拍攝時，首先要采用專用的、良好校正變形的、焦距大于等于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭焦距的定焦鏡頭，如：50mm的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、90mm的微距鏡頭，同時確保照相機鏡頭的軸線與翻拍物件的中心垂直，兩側(cè)照射的光源采用帶柔光箱的影室燈，影室燈柔光箱的尺寸大于被攝物的尺寸并曝光準(zhǔn)確，這樣就能獲得最佳的翻拍效果。除此之外，還可以利用Photoshop中的功能，進一步校準(zhǔn)各種鏡頭的畸變可能帶來的翻拍物件的變形。處理的方法如下：

① 在Photoshop軟件中打開原圖，點擊上方窗口的“濾鏡/鏡頭校正”，見圖6。

② 在打開的圖片和對話框中，在自動校正的對話框中選擇“相機制造商”、“相機型號”和“鏡頭型號”后，點擊確定，見圖7。這一功能能夠自動校正鏡頭的畸變，校正畫面的變形。

若翻拍的物件較大，經(jīng)過上述的步驟處理后，視覺上畫面仍存在較明顯的變形，則可以進一步采用如下的步驟進行處理：

① 在Photoshop軟件中打開圖像，按“Ctrl+A”鍵選定圖像，點擊選擇“編輯/變換/變形”。圖像的四邊會出現(xiàn)各四個的調(diào)整點，見圖8；

② 再點擊“視圖/顯示/網(wǎng)格”，這時，圖片上會顯示均勻的橫豎線條，見圖9；

③ 根據(jù)需要，用鼠標(biāo)點擊上、下、左、右四條邊上的四個點進行調(diào)整，直至四邊線條筆直，圖像的形變就完全校正了，見圖10；

④ 點擊“視圖/顯示/網(wǎng)格”去除網(wǎng)格，使用裁剪工具將畫框裁出，見圖11。

至此，翻拍的變形和畫幅尺寸比例的校正就全部完成了。

（未完待續(xù)）