淺談數(shù)字化技術(shù)在不可移動(dòng)文物中的應(yīng)用—以山西為例

董齡岳 山西文物博物產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在文物保護(hù)中的重要作用日益突顯。通過(guò)闡述山西省不可移動(dòng)文物資源情況和數(shù)字化技術(shù)的必要性，結(jié)合山西不可移動(dòng)文物數(shù)字化實(shí)例，提出不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)規(guī)范發(fā)展策略，以期推動(dòng)文物保護(hù)工作有序進(jìn)行。

不可移動(dòng)文物是重要的歷史文化遺產(chǎn)，從多個(gè)角度反映了不同歷史時(shí)期人類活動(dòng)的發(fā)展?fàn)顩r，是人們了解歷史文化的窗口。對(duì)不可移動(dòng)文物進(jìn)行保護(hù)利用，既是對(duì)人類歷史文明的正視，也是對(duì)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的繼承與弘揚(yáng)。

山西是文物大省，現(xiàn)有國(guó)家級(jí)文物保護(hù)單位531處，省級(jí)文物保護(hù)單位779處，其中，尤以古建筑最為矚目。2021年遭受洪澇災(zāi)害后，省內(nèi)共有1763處不可移動(dòng)文物出現(xiàn)了不同程度的屋頂漏雨、墻體開(kāi)裂坍塌、周邊護(hù)坡巖體、地基塌陷、建筑倒塌等情況。由此，不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)成為文物保護(hù)工作的重中之重。

山西不可移動(dòng)文物資源情況

不可移動(dòng)文物

不可移動(dòng)文物是針對(duì)可移動(dòng)文物而言的，通常情況下是指不可以轉(zhuǎn)移其位置的文物或是與其周邊環(huán)境協(xié)同共存不能單獨(dú)轉(zhuǎn)移或分離的文物，本文主要針對(duì)這一類型文物進(jìn)行討論。

第三次全國(guó)文物普查及山西省文物局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2020年7月，山西擁有53875處不可移動(dòng)文物，全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位531處，位居全國(guó)第一；此外，還有世界文化遺產(chǎn)3處，位列全國(guó)前茅。但由于種種自然原因和外部因素，部分不可移動(dòng)文物本體及周邊環(huán)境遭受不同程度的損毀，甚至消失，因此數(shù)字化保護(hù)工作迫在眉睫。

不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)

不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)通過(guò)先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)全面、系統(tǒng)、科學(xué)地記錄文物的信息，為其建立翔實(shí)的數(shù)字化檔案，以實(shí)現(xiàn)永久性保護(hù)。

為加快文物數(shù)字化保護(hù)步伐，山西省文物局在2020年出臺(tái)《山西省不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)指導(dǎo)意見(jiàn)》，旨在規(guī)范開(kāi)展重要國(guó)保、省保及瀕危彩塑壁畫數(shù)字化采集工作，逐步實(shí)現(xiàn)全省文物數(shù)字化保護(hù)全覆蓋。

數(shù)字化保護(hù)的必要性

不可移動(dòng)文物往往擁有上百年甚至上千年的歷史，是獨(dú)一無(wú)二、不可多得的珍貴遺產(chǎn)。但隨著時(shí)間流逝，文物因各種原因受損。采用數(shù)字化技術(shù)對(duì)文物進(jìn)行三維掃描，在將文物資源永久保存的基礎(chǔ)上，充分利用這些數(shù)字資源可以讓大眾感受傳統(tǒng)文化的底蘊(yùn)與魅力，傳承和弘揚(yáng)傳統(tǒng)文化。

數(shù)字化技術(shù)成為文物保護(hù)的有效手段

中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳在2018年10月印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)文物保護(hù)利用改革的若干意見(jiàn)》，其中明確指出：“充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等信息技術(shù)，推動(dòng)文物展示利用方式融合創(chuàng)新，推進(jìn)‘互聯(lián)網(wǎng)+中華文明’行動(dòng)計(jì)劃?！?/p>

近年來(lái)，數(shù)字化建設(shè)賦予了文物“新生命”，不斷豐富的數(shù)字化技術(shù)手段和展示場(chǎng)景讓陳列在廣闊大地上的遺產(chǎn)和收藏在博物館里的文物都“活”了起來(lái)。擴(kuò)大數(shù)字化技術(shù)在不可移動(dòng)文物保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，可以使不可移動(dòng)文物的保護(hù)系統(tǒng)更加完善，且數(shù)字化技術(shù)的使用節(jié)約了保護(hù)不可移動(dòng)文物所需的人力物力資源，減輕了保護(hù)不可移動(dòng)文物的財(cái)務(wù)壓力，同時(shí)還可以有效提高保護(hù)不可移動(dòng)文物工作的效率和質(zhì)量。數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是文物保護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

此外，科學(xué)合理的保護(hù)方案離不開(kāi)歷史文獻(xiàn)和大數(shù)據(jù)的有力支撐，加強(qiáng)文物的數(shù)字化管理，形成科學(xué)有效的大數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，為永續(xù)的文物保護(hù)研究夯實(shí)基礎(chǔ)。

能夠突破時(shí)間和空間的限制

數(shù)字化技術(shù)可以通過(guò)多種渠道對(duì)不可移動(dòng)文物進(jìn)行展示，搭建大眾與不可移動(dòng)文物之間的信息橋梁。將數(shù)字化技術(shù)廣泛應(yīng)用在文物保護(hù)中，大眾足不出戶就能對(duì)不可移動(dòng)文物進(jìn)行參觀和體驗(yàn)，查詢想要了解的文物信息，感受文物的內(nèi)涵價(jià)值。這種便捷、高效的展示方式不僅能為大眾提供更加優(yōu)良的服務(wù)，滿足大眾的精神文化需求，有效提高不可移動(dòng)文物對(duì)大眾的影響力，還能減少因大眾直接接觸不可移動(dòng)文物所帶來(lái)的損害，從而更好地保護(hù)不可移動(dòng)文物。

能夠提高保護(hù)管理工作的效率

對(duì)不可移動(dòng)文物進(jìn)行信息化處理，可以建立數(shù)字檔案，搭建數(shù)據(jù)平臺(tái)。數(shù)據(jù)平臺(tái)中記錄著文物的詳細(xì)數(shù)據(jù)信息，例如不可移動(dòng)文物的整體布局、保存狀況、保護(hù)范圍和建設(shè)控制地帶等。通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索關(guān)鍵信息，工作人員能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)文物相關(guān)資料和展覽情況進(jìn)行了解。這有效提高了文物管理工作人員的工作效率和質(zhì)量，真正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)不可移動(dòng)文物的全面管理。

1.3 生化指標(biāo)的測(cè)定 喂養(yǎng)8周時(shí)，在代謝籠中收集大鼠尿液，測(cè)定尿微量白蛋白(MAU)及肌酐(Cr)。尿MAU及Cr測(cè)定采用相應(yīng)大鼠ELISA試劑盒(美國(guó)GTX公司)，計(jì)算兩者比值(ACR)。

為不可移動(dòng)文物本體保護(hù)研究提供科學(xué)依據(jù)

在對(duì)不可移動(dòng)文物進(jìn)行保護(hù)的過(guò)程中，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員對(duì)保護(hù)方法做出判斷，其難免會(huì)受到一些主觀因素的影響。而信息化技術(shù)的應(yīng)用可以彌補(bǔ)人工測(cè)繪構(gòu)圖等傳統(tǒng)保護(hù)方式的不足。將高精度測(cè)量、全景信息采集、三維掃描技術(shù)及高清航拍相結(jié)合，對(duì)不可移動(dòng)文物本體的空間等信息進(jìn)行數(shù)字化采集，并處理生成不可移動(dòng)文物的三維模型和高清影像數(shù)據(jù)，初步完成對(duì)文物本體的詳細(xì)評(píng)估與全方位記錄，為文物研究、文物修復(fù)、宣傳展示提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

對(duì)不可移動(dòng)文物數(shù)字資源的建設(shè)，可以形成相應(yīng)的文物數(shù)字資源采集和制作規(guī)范。這不僅有助于文物資源的高效展示、便捷流轉(zhuǎn)，還為文物保護(hù)提供了數(shù)字化技術(shù)支撐，為未來(lái)文物大數(shù)據(jù)分析、云應(yīng)用提供了基礎(chǔ)性資源。

為文物保護(hù)利用提供更多途徑

一方面，通過(guò)數(shù)字技術(shù)能高度還原修復(fù)并展現(xiàn)這些不可移動(dòng)文物本來(lái)的樣貌。對(duì)受到損害的文物，可以先對(duì)其進(jìn)行3D掃描，然后再通過(guò)計(jì)算機(jī)整合數(shù)據(jù)，從而生成一個(gè)完好的文物數(shù)據(jù)模型，最后再根據(jù)還原好的文物模型盡可能地還原它的真實(shí)面貌。例如，孔雀明王窟和媚態(tài)觀音龕的數(shù)字化修復(fù)就是典型案例。

另一方面，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)不可移動(dòng)文物本體的虛擬傳播展示，讓人們近距離了解不可移動(dòng)文物，感受不可移動(dòng)文物的價(jià)值內(nèi)涵。

山西數(shù)字化保護(hù)應(yīng)用實(shí)例

晉祠博物館

晉祠位于山西省太原市晉源區(qū)晉祠鎮(zhèn)，始建年代甚早，初名唐叔虞祠，是為紀(jì)念晉國(guó)開(kāi)國(guó)諸侯唐叔虞（后被追封為晉王）及母后邑姜后而建。晉祠文化遺產(chǎn)豐富，承載著豐富的歷史、科學(xué)、藝術(shù)價(jià)值和文化內(nèi)涵，擁有特色的歷史景觀和旅游資源。

2015年以來(lái)，相關(guān)工作人員利用三維激光掃描、傾斜攝影、近景攝影測(cè)量、工程地質(zhì)勘察和地球物理勘探等數(shù)字化勘測(cè)手段先后對(duì)圣母殿、獻(xiàn)殿、魚(yú)沼飛梁、水母樓、唐叔虞祠、難老泉亭等建筑及其附屬文物開(kāi)展了數(shù)字采集、三維建模等數(shù)字化工作。

2020年，工作人員又對(duì)晉祠內(nèi)中軸線上和重要文物中未進(jìn)行數(shù)字化勘察測(cè)繪的古建筑，如越坊、鐘鼓樓、金人臺(tái)及附屬鐵人像、會(huì)仙橋、唐碑亭以及附屬碑碣、關(guān)帝廟及附屬彩塑（鐵人）和壁畫實(shí)施多維度空間信息的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字分析，建立了一套包含古建筑和彩塑（鐵人）結(jié)構(gòu)、空間關(guān)系、材質(zhì)、紋理及多種分析結(jié)果的數(shù)字化信息數(shù)據(jù)體系。

晉祠獻(xiàn)殿（作者拍攝）

天龍山石窟

天龍山位于太原市西南36千米處的呂梁山脈，南北朝的東魏時(shí)期，大丞相高歡進(jìn)據(jù)并州為“別都”，在這里修筑避暑宮，并開(kāi)鑿石窟。公元560年，北齊孝昭帝高演在這里修建了天龍寺，之后的隋、唐、五代時(shí)期仍繼續(xù)在這里修寺鑿窟，于是天龍山石窟成了我國(guó)著名的十大石窟之一和佛教叢林。如今的天龍山石窟博物館，集林、泉、寺、洞為一體，現(xiàn)存石窟、古建、墓塔、碑刻、雕塑、壁畫等歷史遺存100余處，是太原地區(qū)保存東魏、北齊、隋唐時(shí)期地上文化遺存最豐富、最完整的區(qū)域之一，為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。

天龍山石窟造像數(shù)字化保護(hù)工作采用無(wú)人機(jī)航測(cè)、三維掃描、近景攝影測(cè)量、高清攝影等快速無(wú)接觸的數(shù)字化勘測(cè)手段，對(duì)天龍山25座石窟、500余尊造像、20余尊（幅）浮雕藻井、中心塔柱、龕楣、石窟前廊立柱、斗拱等建筑構(gòu)、崖壁小佛龕、唐代金剛力士像、明代攬勝留題題詞、馮玉祥題詞、歷代功德碑等附屬文物及賦存環(huán)境的空間結(jié)構(gòu)、色彩紋理等信息進(jìn)行了記錄，建立統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，形成全面、規(guī)范、通用的天龍山石窟文物全息數(shù)字檔案。這為天龍山石窟學(xué)術(shù)研究、數(shù)字復(fù)原展示利用以及流失海外文物的追溯提供了準(zhǔn)確、豐富的數(shù)據(jù)資源和基本依據(jù)，也為天龍山石窟納入山西省文化遺產(chǎn)大數(shù)據(jù)體系建設(shè)做好了基礎(chǔ)工作。

平遙縣雙林寺

雙林寺位于山西省平遙縣西南六公里橋頭村，創(chuàng)建于北齊武平二年（571），宋代重新修建，取佛經(jīng)“雙林入滅”之義，改名“雙林寺”。寺內(nèi)保存至今的2000余尊明代彩塑，被聯(lián)合國(guó)人類居住中心專家稱贊為“世界珍寶”“真正的、獨(dú)一無(wú)二的珍寶”，認(rèn)為其為已消失的傳統(tǒng)彩塑工藝提供了佐證。雙林寺數(shù)字化項(xiàng)目采用三維激光掃描、多圖像三維重建、壁畫信息數(shù)字化采集，結(jié)合圖版拍攝的方式，對(duì)雙林寺建筑、壁畫、彩塑及其附屬文物信息的環(huán)境等進(jìn)行了全面的數(shù)字化信息記錄。對(duì)雙林寺天王殿、釋迦殿、菩薩殿、羅漢殿彩塑進(jìn)行高保真數(shù)字化信息的采集，采用佳能5DSR進(jìn)行高保真紋理映射采集有效單張?jiān)紨?shù)據(jù)≥5000W像素，紋理映射貼圖采用自動(dòng)貼圖，單張分辨率≥8192*8192像素。彩塑整體精度≤0.1mm；壁畫采集單張有效像素≥5000W，整體壁畫與彩塑分離，壁畫采集精度為300PPI；同時(shí)對(duì)天王殿、釋迦殿、菩薩殿、羅漢殿等的彩塑造像采用海克斯康7軸關(guān)節(jié)掃描臂進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集精度≥0.03mm，整體掃描數(shù)據(jù)無(wú)夾層、無(wú)缺漏、無(wú)重疊。通過(guò)數(shù)字化手段建立科學(xué)完整的數(shù)字化檔案，為維修、保護(hù)、研究以及未來(lái)展示等工作提供基礎(chǔ)信息，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)文物社會(huì)教育功能，為傳承文化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

文物數(shù)字化保護(hù)規(guī)范發(fā)展

黨的十八大以來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視文物保護(hù)工作，各級(jí)黨委、政府對(duì)文物價(jià)值的認(rèn)知也隨之提高，文物工作者依法保護(hù)文物的意識(shí)明顯增強(qiáng)，以《中華人民共和國(guó)文物保護(hù)法》為核心的文物保護(hù)法律制度體系基本形成。但是關(guān)于不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)方面的相關(guān)法律法規(guī)仍不完善。

山西省文物局將文物保護(hù)、弘揚(yáng)、活化利用等工作，特別是不可移動(dòng)文物數(shù)字化工作已提上日程，其中對(duì)文物數(shù)字化工作標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題更是成為文物數(shù)字化建設(shè)中的基礎(chǔ)工作被放在首位。

目前，不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)過(guò)程中的數(shù)字化工作者大多都是按照各自在工作中形成的規(guī)范或習(xí)慣進(jìn)行操作，沒(méi)有比較嚴(yán)格統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這些數(shù)據(jù)存在不能真實(shí)、客觀記錄文物的問(wèn)題。全國(guó)人大代表、山東省青州市博物館原館長(zhǎng)王瑞霞指出：“一方面要加大科研投入，另一方面還應(yīng)該盡快出臺(tái)文物數(shù)字化的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，使文物信息采集標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，減少低質(zhì)、無(wú)效數(shù)據(jù)資源的產(chǎn)生。”由此可見(jiàn)，文物數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)要求將數(shù)字化采集、整理，以及對(duì)不可移動(dòng)文物數(shù)字化信息的使用全流程納入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，保證記錄的完整性和真實(shí)性。同時(shí)，不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)的從業(yè)者應(yīng)具有行業(yè)的準(zhǔn)入資格和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使文物數(shù)字化保護(hù)工作形成一個(gè)系統(tǒng)科學(xué)的有機(jī)整體。

文物數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)為數(shù)字化技術(shù)的推廣保駕護(hù)航，可以促使文物信息采集記錄工作人員操作更加規(guī)范及研究數(shù)據(jù)更加真實(shí)、客觀，還有利于構(gòu)建一站式文物管理服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)文物可公開(kāi)數(shù)據(jù)的資源共享，從而有效推動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)工作規(guī)范發(fā)展。

綜上所述，不可移動(dòng)文物的數(shù)字化保護(hù)是科技進(jìn)步和數(shù)字技術(shù)發(fā)展背景下的必然趨勢(shì)，文物數(shù)字資源平臺(tái)建設(shè)對(duì)文物保護(hù)利用具有重要意義。在不可移動(dòng)文物保護(hù)利用工作中要利用數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為文物資源建立數(shù)字化檔案，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)彰顯文物的內(nèi)涵價(jià)值，同時(shí)為大眾提供精準(zhǔn)化的文物服務(wù)。

怎樣利用不可移動(dòng)文物數(shù)字化保護(hù)后形成的數(shù)字化成果，如何深入研究與挖掘其價(jià)值，如何更加全面、生動(dòng)逼真地展示依然是當(dāng)前不可移動(dòng)文物保護(hù)過(guò)程中需要深思的問(wèn)題。當(dāng)然，我們也要認(rèn)識(shí)到技術(shù)手段的局限性，不能把文物保護(hù)的傳統(tǒng)手段和數(shù)字技術(shù)手段完全割裂，要在“保護(hù)第一”的前提下選擇最適合的方式將不可移動(dòng)文物物質(zhì)形態(tài)與數(shù)字形態(tài)相融合，讓文物承載的中華優(yōu)秀歷史文化賡續(xù)相傳。