科技讓文物“活”起來(lái)

◎本刊綜合

近年來(lái)，參觀博物館成為一種時(shí)尚。很多人去一座城市旅游，常會(huì)“打卡”當(dāng)?shù)氐牟┪镳^。

走入博物館，通過(guò)3D掃描、互動(dòng)感應(yīng)裝置等，觀眾可以身臨其境地感受文物中的情景；戴上AR眼鏡，只需語(yǔ)音控制，觀眾便可看到對(duì)應(yīng)文物的“前世今生”；通過(guò)手勢(shì)翻轉(zhuǎn)文物3D圖像，猶如將文物置于掌心；……

在科技的助力下，文物仿佛有了生命，更加生動(dòng)地講述歷史上那些驚心動(dòng)魄的故事、發(fā)人深省的探索和傳承中厚植的精神等。

科技賦能，讓文物“活”起來(lái)。接下來(lái)，我們一起來(lái)了解文物被發(fā)掘至展出過(guò)程中的科技吧。

有意思的文物，一睹為快！

圖1 鏤空人面覆盆形器好似長(zhǎng)著“呆萌”臉的花盆（圖/央廣網(wǎng)）

圖2 黃釉描金秋葉形筆掭如疊置的大小兩片葉子（圖/故宮博物院官網(wǎng)）

圖3 漢紅陶舞俑面帶微笑，做舞蹈狀（圖/新華社）

圖4 人面魚(yú)紋陶盆內(nèi)壁繪有對(duì)稱人面魚(yú)紋（圖/中國(guó)國(guó)家博物館官網(wǎng)）

圖5 泥塑陶豬外形可愛(ài)，有著圓眼睛和大鼻孔（圖/四川省文物考古研究院）

圖6 雁魚(yú)銅燈，燈火點(diǎn)燃后，煙霧可通過(guò)魚(yú)腹和雁頸導(dǎo)入雁腹(圖/山西博物院官網(wǎng))

考古發(fā)掘：不再靠“鏟子+皮尺”

現(xiàn)在的考古發(fā)掘，早已不是我們印象中僅靠一把鏟子和皮尺挖一挖、量一量就行，而是利用更多先進(jìn)的技術(shù)開(kāi)展的。

空間遙感探測(cè)技術(shù)

圖7 考古方艙（圖/人民網(wǎng)王波 攝）

人們?cè)谛l(wèi)星、飛機(jī)等不同空間位置上，運(yùn)用攝影機(jī)、掃描儀、雷達(dá)等成像設(shè)備，獲取考古遺址的影像資料，然后運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)處理這些影像。

根據(jù)不同成像設(shè)備獲取的電磁波數(shù)據(jù)，以及遺址范圍內(nèi)地表的現(xiàn)狀和光譜成像規(guī)律等的相互關(guān)系，對(duì)影像的色調(diào)、紋理、圖案及其時(shí)空分布進(jìn)行研究，人們可以判定遺跡的位置、分布、形狀等特征，進(jìn)而進(jìn)行遺址探查、考古測(cè)量等工作。

三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)能在不接觸古跡的條件下，快速采集古跡表面大量密集的點(diǎn)的三維坐標(biāo)、反射率和紋理等信息，然后通過(guò)實(shí)景建模軟件，復(fù)建出古跡的三維模型及線、面、體等各種圖件數(shù)據(jù)。

3D打印技術(shù)

文物提取是個(gè)技術(shù)活。在三星堆遺址的考古發(fā)掘中，考古工作人員使用3D掃描儀搜集文物及其周邊的信息數(shù)據(jù)，然后通過(guò)3D打印機(jī)打印出一模一樣的石膏模型，再利用這個(gè)石膏模型制作貼合嚴(yán)密、保護(hù)性強(qiáng)的硅膠保護(hù)套。

考古工作人員把硅膠保護(hù)套這一“外衣”分段，一件一件附在文物表面，使用套箱的方式提取文物，對(duì)文物起到最佳保護(hù)作用。

圖8 3D打印的石膏模型（圖/央視新聞）

文物保護(hù)修復(fù)：不是單純的“手藝活”

文物保護(hù)修復(fù)工作可不是簡(jiǎn)單活。近年來(lái)，文物保護(hù)修復(fù)工作與“黑科技”結(jié)合，讓文物重?zé)ㄉ鷻C(jī)。

1采集文物信息不全面？

利用X射線熒光光譜儀、高光譜圖像分析儀等

圖9 云岡石窟第17窟數(shù)字化信息采集工作現(xiàn)場(chǎng)一角（圖/新華社）

在文物保護(hù)修復(fù)過(guò)程中，采集文物信息至關(guān)重要。每件儀器設(shè)備都有其“擅長(zhǎng)”領(lǐng)域，針對(duì)不同的文物，文物工作者要使用不同的儀器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

X射線熒光光譜儀看起來(lái)像測(cè)溫槍?zhuān)阌跀y帶。通過(guò)此設(shè)備，文物工作者可以在考古工地現(xiàn)場(chǎng)對(duì)出土文物進(jìn)行材料定性及初步的定量分析。

高光譜圖像分析儀能“看”到一部分紅外線、紫外線等。它采集圖像數(shù)據(jù)，不僅可以成像，還能生成物品的光譜圖。

圖10 頂尊跪坐人像實(shí)物，它是“數(shù)字化”復(fù)原的銅獸馱跪坐人頂尊銅像的一部分(圖/新華社發(fā)四川省文物考古研究院供圖)

2文物拼接繁瑣？

進(jìn)行三維建模與AI智能計(jì)算

面對(duì)零散的文物碎片，工作人員會(huì)先對(duì)文物進(jìn)行全方位的掃描，并基于掃描數(shù)據(jù)對(duì)文物進(jìn)行三維建模，再通過(guò)AI智能計(jì)算分析，提取碎片的幾何特征信息，通過(guò)計(jì)算特征相似性得到匹配度。

接下來(lái)，工作人員對(duì)碎片的受力進(jìn)行具體分析，通過(guò)能否達(dá)到受力平衡來(lái)判斷不同拼接組合的可能性，并通過(guò)量化數(shù)據(jù)驗(yàn)證碎片“合體”拼接的可行性。

最后基于專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)，工作人員結(jié)合三維技術(shù)確定合理的拼接方式，并對(duì)文物進(jìn)行研究性材質(zhì)復(fù)原。

3 金銀器破壞嚴(yán)重？

利用激光焊接機(jī)

在江口明末戰(zhàn)場(chǎng)遺址出水的金銀器大部分因人為因素被破壞，修復(fù)難度較大。修復(fù)人員對(duì)文物進(jìn)行詳細(xì)“體檢”，明確文物材質(zhì)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)后，利用激光焊接機(jī)進(jìn)行毫米級(jí)的精細(xì)焊接，讓金銀飾品上的精美紋飾得以重現(xiàn)。在修復(fù)過(guò)程中，每個(gè)操作步驟均詳細(xì)錄入檔案，以便出現(xiàn)失誤或新材料研制成功時(shí)進(jìn)行逆向操作。

4鐵質(zhì)文物易被腐蝕？

采用特殊的化學(xué)制劑

由于鐵具有化學(xué)穩(wěn)定性差、易腐蝕的特性，鐵質(zhì)文物極易受到銹蝕，因此，除銹工作很關(guān)鍵。

工作人員會(huì)使用除銹劑對(duì)其進(jìn)行化學(xué)除銹，并使用脫鹽劑使其本體化學(xué)成分保持穩(wěn)定，防止再被銹蝕。除銹劑、脫鹽劑這些特殊的化學(xué)制劑可謂科技含量滿滿。

圖11 工作人員正在去除文物上的銹蝕（圖/中新網(wǎng)記者蒼雁 攝）

5文物彩繪涂層脫落？

利用彩繪層加固后回貼技術(shù)

彩繪秦俑身上的彩繪層早已和覆土結(jié)合在一起，彩繪秦俑出土后彩繪層與陶胎剝離，保護(hù)修復(fù)人員需要將彩繪層加固后用回貼技術(shù)將彩繪層貼回去。

這種回貼技術(shù)跟發(fā)掘修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)回貼的技術(shù)不一樣，需要先在彩繪土塊底下加裝絲網(wǎng)。絲網(wǎng)把泥上的彩繪托住，讓彩繪反粘到絲網(wǎng)上。然后，按照需修復(fù)部位的形狀加固絲網(wǎng)，再清理泥土附著物，完成后把保存完整的彩繪層回貼到需修復(fù)的部位。之后，每天進(jìn)行保濕加固，直到彩繪狀態(tài)趨于穩(wěn)定。

文物展出：“科技范兒”炫起來(lái)

借助數(shù)字技術(shù)等科技力量，文物不只是展出的文物，還是“出圈”的“活物”，給參觀者帶來(lái)不一般的體驗(yàn)感。

走入畫(huà)面中

莫高窟第285窟不是常規(guī)開(kāi)放洞窟。然而，佩戴VR設(shè)備，參觀者可以身臨其境“走進(jìn)”1∶1高精度立體還原的莫高窟第285窟，360°自由探索洞窟細(xì)節(jié)，還可以打破時(shí)空束縛，穿越到1400多年前的壁畫(huà)世界，了解壁畫(huà)背后的歷史故事和文化內(nèi)涵，感受現(xiàn)實(shí)中無(wú)法體驗(yàn)的“開(kāi)燈”游覽模式。

圖12 參觀者戴上VR設(shè)備看到的莫高窟第285窟場(chǎng)景（圖/央視網(wǎng)）

廣東省博物館借助VR技術(shù)和交互設(shè)備，讓參觀者置身于“南澳1號(hào)”沉船現(xiàn)場(chǎng)的虛擬場(chǎng)景中，“觸摸”船上的文物。

全方位近觀文物

一些博物館利用虛擬技術(shù)，以數(shù)字化方式展現(xiàn)文物全貌。參觀者只需在屏幕上滑動(dòng)手指，就可近距離、全方位觀賞文物，通過(guò)自行翻轉(zhuǎn)、放大、縮小，看清文物上的每個(gè)細(xì)節(jié)。

利用智慧筆等，參觀者還可以獲取文物信息，更全面地了解文物。

枯燥的文字“動(dòng)起來(lái)”

中國(guó)文字博物館運(yùn)用聲光電場(chǎng)景設(shè)置、觸控紅外一體機(jī)、多點(diǎn)背投互動(dòng)、幻影成像、AI人像處理、大屏幕交互等現(xiàn)代科技手段，使枯燥的文字“動(dòng)起來(lái)”“美起來(lái)”“活起來(lái)”。

在“甲骨文猜字謎”互動(dòng)區(qū)，多點(diǎn)背投互動(dòng)設(shè)施通過(guò)對(duì)紅外激光發(fā)射器、視頻捕捉及實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)等互動(dòng)技術(shù)的妥善組合與改良，可以使多名參觀者在展示區(qū)域同時(shí)進(jìn)行互動(dòng)體驗(yàn)并比賽，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷對(duì)錯(cuò)，最終得分最高者獲勝。

一邊看文物，一邊看電影

MR（混合現(xiàn)實(shí)）技術(shù)是通過(guò)在虛擬環(huán)境中引入現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息，在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和參觀者之間搭建交互反饋信息的橋梁，從而增強(qiáng)參觀者體驗(yàn)的真實(shí)感。

三星堆博物館推出的MR導(dǎo)覽電影《古蜀幻地第一章——青銅神樹(shù)》的劇情和人物都符合三星堆文化特征。參觀者戴上MR眼鏡參觀，既能看到現(xiàn)實(shí)中的展品青銅神樹(shù)，又能看到古代人圍著神樹(shù)在祈禱，天上還有三足金烏飛過(guò)……現(xiàn)實(shí)中的博物館展品與MR虛擬電影無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)和虛擬的完美融合。

圖13 參觀者戴著MR眼鏡參觀三星堆博物館（圖/封面新聞）

不懂就問(wèn)

Q

不同的文物為什么被放置在不同的器具中，比如有的在囊匣中，有的被罩在玻璃罩里？

A

不同的文物材質(zhì)不一樣，對(duì)環(huán)境和保管等的要求也不一樣。將不同的文物放在不同的器具中，方便展示文物，同時(shí)可以滿足環(huán)境安全性要求，最大限度地保護(hù)文物。

Q

我們有時(shí)會(huì)在展廳內(nèi)看到禁止拍照的標(biāo)識(shí)，為什么不能對(duì)文物拍照呢？

A

正常的拍照不會(huì)對(duì)文物造成損害，唯一可能造成直接傷害的是閃光燈。

文物作為不可再生的文化資源，凝聚了人類(lèi)文化傳承過(guò)程中的珍貴記憶和寶貴財(cái)富。當(dāng)文物遇上科技，“科技+文化”的組合，可以讓我們更清晰地看到歷史的足跡，觸摸古老的中華文明，感受中國(guó)人無(wú)窮的智慧。