革命文物數(shù)字化保護與利用

摘要：革命文物凝結著中國共產(chǎn)黨的光榮歷史，展現(xiàn)了近代以來中國人民英勇奮斗的壯麗篇章，是革命文化的物質(zhì)載體。本文以渡江勝利紀念館為例，基于館藏革命文物保護現(xiàn)狀分析，探討革命文物數(shù)字化保護方式和技術難點，并就數(shù)字化保護成果轉(zhuǎn)化和借助新媒體傳播方式提出了設想。

關鍵詞：革命文物；數(shù)字化保護；紅色資源傳播

黨的十八大以來，在以習近平同志為核心的黨中央堅強領導下，各地區(qū)、各部門扎實推進革命文物工作，革命文物家底基本摸清，革命文物保護狀況持續(xù)改善，革命文物教育功能不斷強化。①通過融通多媒體資源、推進“互聯(lián)網(wǎng)+”革命文物建設、建立革命文物大數(shù)據(jù)庫、運用數(shù)字化技術提升革命文物展示水平等一系列舉措，對革命文物進行全景式、立體式、延伸式展示宣傳，傳承革命傳統(tǒng)，弘揚革命精神。

基于此，渡江勝利紀念館順應時代發(fā)展要求，針對革命文物保護、管理、展示中的難點問題以及日益增長的全民文化遺產(chǎn)享用需求，以積極推動革命文物數(shù)字化保護、研究、利用為目標，以全面提升紅色文化教育傳播能力為宗旨，組織實施革命文物數(shù)字化保護項目，力求通過現(xiàn)代科技手段保護好、管理好、運用好紅色資源。

一、館藏革命文物保護現(xiàn)狀

渡江勝利紀念館新館于2009年在三岔河建成，總建筑面積約7000平方米，占地面積2.5萬平方米。館內(nèi)珍藏文物1140余件，其中以電報、書信、字畫、獎狀等為代表的紙質(zhì)類文物占比約52%；以子彈袋、衣物、手帕、皮包等為代表的棉麻纖維和皮質(zhì)類文物占比約13%；另有占比約25%的武器類藏品和占比約10%的金屬及其他類藏品。

從上述統(tǒng)計中不難發(fā)現(xiàn)，館藏文物中大部分為紙質(zhì)類文物，而這類文物對儲存環(huán)境溫、濕度的要求最為苛刻。紙張的主要成分為植物纖維等有機成分，分解、老化速度快，不易長久保存。過大的溫度變化差異不僅會使植物纖維快速熱脹冷縮導致紙張變脆易碎，溫度過高時還會加速水分蒸發(fā)產(chǎn)生較多的水蒸氣，導致紙張受潮，不僅容易滋生青霉菌、曲菌等微生物，還會加速紙張成分分解，文物上重要的信息內(nèi)容也易發(fā)生褪色，如果不及時搶救，會大大降低文物的研究價值。②渡江勝利紀念館臨江而建，加上南京梅雨季節(jié)持續(xù)時間長，導致展廳和庫房常年處在高濕環(huán)境下，不僅是紙質(zhì)類文物，棉麻纖維、皮質(zhì)、金屬類文物的安全保存也極為困難，特別是對文物進行深入研究時，離開恒溫恒濕環(huán)境，無形中對文物造成了二次傷害，有一些關鍵信息，可能就在不知不覺中永遠丟失，所以加快推進革命文物數(shù)字化保護項目的實施迫在眉睫。利用科技手段對文物進行完整、高精度信息采集與加工，實現(xiàn)文物客觀、完整的數(shù)字化存檔，從而支持文物真實有效的永久保存與展示利用，既能避免文物本體信息受周圍環(huán)境影響產(chǎn)生不可逆損壞，又能以詳實、嚴謹?shù)奈奈飻?shù)字檔案支撐未來的修復修繕工作，同時降低工作人員反復提調(diào)文物、接觸文物本體所帶來的風險。

二、革命文物數(shù)字化保護方式

（一）基礎性保護措施

雖然數(shù)字化保護技術不用接觸文物本體，但基礎性保護措施是否行之有效直接關系到數(shù)字化保護成果的質(zhì)量。這次數(shù)字化保護項目開始前，渡江勝利紀念館在文物基礎性保護工作方面做足了準備。針對展廳和庫房環(huán)境濕度波動較大的問題，在全館整體修繕改造中，按照文物恒濕標準采購了一批恒濕展柜和恒濕儲藏柜，著重保護紙質(zhì)類和棉麻纖維類等易受濕度影響的文物。在實際操作中，還發(fā)現(xiàn)這類文物藏品并不適應濕度的大范圍波動，突然進入低濕度環(huán)境，文物表面水分流失過快，也會造成不可逆的影響，所以需要逐步調(diào)整濕度范圍，讓文物狀態(tài)逐步穩(wěn)定。同時之前的高濕狀態(tài)已經(jīng)不同程度地在文物表面形成了一些肉眼無法觀察到的有害菌體和蟲卵，需要在狀態(tài)穩(wěn)定后通過熏蒸消殺技術對文物進行全面消殺，消殺后蟲害菌體被徹底滅殺，棉麻纖維、皮毛類文物本體的穩(wěn)定性和材質(zhì)的柔韌性得到提高；木質(zhì)、紙質(zhì)類文物本體的穩(wěn)定性和強度得到明顯增強。確保在實行數(shù)字化保護時，文物狀態(tài)達到最佳。

（二）細分數(shù)字化保護類別

為最大限度地發(fā)揮紅色資源價值，對于革命文物數(shù)字化建設，項目基于文物本體的實際情況和展示教育需求，細分數(shù)字化保護類別，分別采取最合適的采集手段，杜絕無效投入和重復建設。目前數(shù)字化保護類別可以劃分為大型可移動文物的三維采集、非平面等級文物的三維采集、遴選文物的多角度高清環(huán)拍、文獻類文物的數(shù)字掃描和文字識別等四大類。根據(jù)以上類別，按照等級、材質(zhì)、體量、保護迫切性等幾個方面分別遴選相應的文物。

（三）數(shù)字化保護技術支持

1.大型可移動文物的三維采集

“京電號”小火輪是渡江勝利紀念館館藏的國家一級文物，見證了南京解放，享有“渡江第一船”的美譽。船體鋼制，長23.1米，寬4.25米，高6.2米，排水量49.84噸。2009年4月在下沉式廣場展出以來，長期經(jīng)受高溫暴曬與雨水侵蝕，船體曾一度出現(xiàn)不同程度的腐蝕。2019年開始對船體的金屬和木構件進行保護修復，修繕一新的“京電號”小火輪改善了保存狀態(tài)，增強了視覺效果。“京電號”小火輪保護修繕工作雖初見成效，但船體露天展示，仍面臨較大的文物安全威脅，蘊含重要歷史信息的文物細節(jié)存在不可逆逝去的可能性，亟須開展數(shù)字化保護工作。作為本次數(shù)字化保護項目中唯一的一件大型可移動文物，計劃對外觀和內(nèi)部結構進行精細化數(shù)據(jù)采集、三維建模及可視化展示。同時由于體量巨大，也是本次保護工作中難度系數(shù)最高的。

對于“京電號”的三維采集，將采用地面三維激光掃描儀采集點云數(shù)據(jù)，配合3DMax三維建模軟件構建實體形狀，再通過高清拍照采集材質(zhì)紋理進行貼圖，最后導入Unity3D中生成動畫。點云數(shù)據(jù)采集是目前廣泛使用的三維掃描方式，通過采集目標文物表面的空間幾何點而形成三維空間數(shù)據(jù)集合，點云數(shù)據(jù)包含了幾十萬至上百萬個掃描點，這也使得點云數(shù)據(jù)的處理變得非常復雜。實際操作中，點云數(shù)據(jù)的采集極易受到周圍環(huán)境的影響，“京電號”小火輪處在室外，環(huán)境光源復雜多變，同時船身呈多幾何曲面，會導致采集的點云數(shù)據(jù)出現(xiàn)噪點。在處理噪點過程中，雖然多個曲面幾何特征可以數(shù)據(jù)精簡，但某些過濾后的特別復雜的、曲率變化過大的實體點云數(shù)據(jù)依然難以處理，所以在三維建模前可以考慮將復雜的整體點云進行分割，再進行整體匹配，恢復原始實體的形狀。③

2.非平面等級文物的三維采集

遴選22件修船工具、支前工具、榮譽勛章、皮革包具等一、二級非平面可移動文物進行三維數(shù)據(jù)采集。由于上述文物體量較小，所以選用手持式三維激光掃描儀采集點云數(shù)據(jù)，手持式三維激光掃描是一種非接觸式，可快速、精細化獲取文物信息的高新技術，它具有輕便、高速、高精度的特點。依據(jù)文物精準空間點云數(shù)據(jù)和高清紋理影像，可精細化還原文物三維空間信息。

室內(nèi)點云數(shù)據(jù)采集需要根據(jù)不同文物體積、大小、質(zhì)地，合理布置掃描環(huán)境和布設文物掃描靶點，紋理影像采集單張影像像素不低于3600萬，影像拍攝時，拍攝標準24色卡用于后續(xù)校色，相鄰影像間重疊度不低于35%，以便后期紋理貼圖校準。將用于貼圖的影像導入到Photoshop中進行正射處理，提取需要采用透明貼圖的區(qū)域，并對整個圖片的色差及完整性進行優(yōu)化處理，根據(jù)文物材質(zhì)的不同給予分塊模型不同的標準材質(zhì)，并發(fā)送至Mudbox軟件進行貼圖制作，完成后導出紋理貼圖數(shù)據(jù)，在3DMax里打開材質(zhì)編輯器，選取一個材質(zhì)球，把保存的帶有UV線的圖片拖入材質(zhì)球中，將貼圖賦予三維模型。同時Photoshop也可以為3DMax材質(zhì)貼圖提供高效率制圖和修改，同時打開Photoshop與3DMax，將Photoshop制作的圖片與放置在3DMax的材質(zhì)球關聯(lián)起來。當在Photoshop中進行修改保存時，3DMax的材質(zhì)關聯(lián)會進行實時的更新不用重復多余的步驟④。

3.遴選文物的多角度高清環(huán)拍

館內(nèi)部分公文包、文件箱、衣物等珍貴可移動文物雖然未定級，但每一件革命文物藏品的背后都有一段可歌可泣的故事，加上戰(zhàn)爭時期保存條件有限，相當一部分文物存在磨損、泛舊、漆皮脫落等問題，所以本次數(shù)字化保護項目特別遴選出40件有故事可說的珍貴文物進行多角度高清環(huán)拍，所選文物尺寸相近，紋理、結構復雜程度基本一致，采集處理難度相差不大。需要注意的是，影像成品要滿足色調(diào)均勻、紋理清晰、層次豐富等要求，不可出現(xiàn)明顯的影像模糊、噪點、扭曲、錯開、裂縫、漏洞、污點等情況。

將采集到的數(shù)據(jù)應用在AR體驗系統(tǒng)中，最終輸出為可以與觀眾互動的程序。AR名詞解釋是增強現(xiàn)實技術，其與虛擬現(xiàn)實VR的最大不同在于增強現(xiàn)實的虛實相結合。其可以將屏幕中顯示的信息附著到真實物體上，再由觸覺進行交互操作，讓三維物體出現(xiàn)在用戶面前并執(zhí)行使用者的命令。⑤觀眾可以通過手機掃描展廳中預先設置好的關鍵點，從而將虛擬文物在現(xiàn)實場景中再現(xiàn)，并可以360°旋轉(zhuǎn)觀看，任意放大縮小，配合文物故事介紹，提高觀眾的觀展體驗。

4.文獻類文物的數(shù)字掃描和文字識別

館內(nèi)1420頁的書信、手跡、日記等各類檔案文獻是承載紅色基因最重要的載體，隨著時間的流逝，相當一部分手寫文獻出現(xiàn)了不同程度的字跡模糊。所以對于這類文物的數(shù)字采集，難度不在數(shù)字掃描，而在文字識別。中文手寫識別由于信息的獲取形式不同，可以劃分為非在線中文手寫識別和在線中文手寫識別兩種。在線中文手寫識別所處理的手寫體漢字是書寫者通過物理設備在線輸入獲取的文字信號，筆畫的順序通過計時器采樣實時輸入計算機中。非在線中文手寫識別所處理的手寫體漢字是通過掃描設備或手機攝像頭等圖片抓取設備采集到的手寫漢字圖片。⑥這里主要采取的是非在線中文手寫識別技術，雖然這項技術已經(jīng)發(fā)展多年，但一些戰(zhàn)地日記或書信本身在記錄時受當時環(huán)境影響就習慣用草寫或簡寫，給識別造成困難，所以很大一部分文字識別工作還需要人工進行，將采集到的掃描文件上傳云端，讓更多軍史專家或?qū)δ嵌螝v史感興趣的人共同參與研究，也不失為一條捷徑。

（四）數(shù)字化保護成果轉(zhuǎn)化

革命文物數(shù)字化保護完成后，除了將采集數(shù)據(jù)上傳至數(shù)字資產(chǎn)管理系統(tǒng)中外，關鍵在于將成果合理轉(zhuǎn)化并有效利用。制作“京電號”小火輪數(shù)字復原動畫，展示“京電號”小火輪主體結構、制作工藝、運行原理等；選取珍貴革命文物，創(chuàng)意制作文物展示小動畫，開發(fā)AR體驗系統(tǒng)，觀眾通過手機掃描革命文物，即能觀看AR動態(tài)演繹內(nèi)容，獲悉每件文物本身的功能及背后的故事；開發(fā)全景數(shù)字紀念館，提供渡江勝利紀念館展廳全景展示，為觀眾帶來便捷的個性化線上觀展體驗；通過文獻類文物深度挖掘渡江戰(zhàn)役人物歷史故事，進一步豐富渡江戰(zhàn)役知識庫內(nèi)容，借助新一代線上展示交互技術，為研究人員和觀眾提供知識服務，拓寬紅色資源傳播途徑，促進紅色文化遺產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和永久保護傳承。

三、結語

慶祝中國共產(chǎn)黨成立100周年之際，中共中央總書記習近平在主持中共中央政治局第三十一次集體學習時強調(diào)，紅色資源是我們黨艱辛而輝煌奮斗歷程的見證，是最寶貴的精神財富⑦。作為革命紀念館要強化革命文化的精神內(nèi)涵挖掘，加快促進革命文物數(shù)字化、信息化，讓革命文物數(shù)字保護成果，不斷豐富革命文物展示內(nèi)容，創(chuàng)新革命文物展示方式，提升服務水平，讓收藏在博物館、紀念館里的文物“活”起來，以更好地發(fā)揮其在激發(fā)愛國熱情、凝聚人民力量、培養(yǎng)民族精神方面的重要作用。

作者簡介

蔣彬彬，1982年6月生，男，漢族，江蘇南京人，館員，本科，研究方向為文物保護與利用。

注釋

①中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于實施革命文物保護利用工程（2018-2022年）的意見》，國家文物局網(wǎng)，http：//www.ncha.gov.cn/art/2018/7/29/art_722_151073.html，2018-07-29。

②呂毅：《淺析館藏紙質(zhì)文物的保護與利用》，《中國民族博覽》，2019年第14期。

③周華偉：《地面三維激光掃描點云數(shù)據(jù)處理與模型構建》，昆明理工大學，2011年。

④翁倩：《VR動畫中器物材質(zhì)的表現(xiàn)研究》，廣州大學，2018。

⑤閆云軒：《“南海一號”APP創(chuàng)作中的AR技術應用與探究》，廣州大學，2019年。

⑥胡晉宜：《文字識別技術在人事檔案工作中應用的前景研究》，《中小企業(yè)管理與科技》，2020年第25期，第180-181頁。

⑦來源于《思想政治工作研究》：習近平在中共中央政治局第三十一次集體學習時強調(diào)：“用好紅色資源賡續(xù)紅色血脈，努力創(chuàng)造無愧于歷史和人民的新業(yè)績。”