天津圖書館藏古籍雕版版片數字化再生性保護研究

[摘 要]天津圖書館通過3D掃描、3D打印、數控雕刻等數字化技術將館藏古籍雕版版片轉換為數字信息并進行存儲、傳輸、修復、展示和研究，打破了古籍雕版版片的保存和使用受到的環(huán)境、時間、人為因素等多種限制。數字化技術的應用可以有效地再生性保護和傳承古籍文化遺產，更便捷地獲取和研究古籍雕版版片資源，傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

[關鍵詞]古籍保護 再生性保護 古籍修復 古籍數字化 雕版版片

[分類號]G255.1

很多古籍存藏單位如圖書館、博物館、高校、研究機構還存有印刷刻本古籍的雕版版片。雕版印刷是指將圖文雕刻在木質板料上，而后再施墨印刷出版的傳統(tǒng)工藝。雕版印刷起源于隋唐，于宋代蓬勃發(fā)展，明清時尤為興盛并一直持續(xù)至近代，在我國的印刷業(yè)發(fā)展史上占有主要位置，也是我國對世界文明發(fā)展的重要貢獻之一。2009年，中國木刻及雕版印刷工藝正式入選《世界人類非物質文化遺產代表作名錄》，國家古籍保護中心也把雕版版片列入第五批《國家珍貴古籍名錄》，古籍雕版版片收藏單位也被納入“全國古籍重點保護單位”申報評審范疇。數字化保存、復制和數字化修復是古籍雕版版片再生性保護的一種新興技術，筆者簡要介紹其技術原理及前景。

1 古籍雕版版片保護現狀

雕版版片因其工藝價值、收藏價值及版本價值而極為珍貴，很多古代雕版版片如藝術品般精美，已成為文物級別的藝術藏品。雕版版片在刻跡研究上也有很高的學術價值，如古籍版刻書跡，即古籍版刻中的書跡資料，有手寫體和刻書體之分，有些刻字直接取自名家字體，本身即為書法藝術品[1]。

雕版版片目前僅有較少留存。一方面，木刻雕版的成本高昂，書籍出版印刷的雕版基本被官方、世家、富商豪紳所壟斷，能夠留存下來的十分稀少。另一方面，用于雕刻的木質一般選用棗木、梨木等質地細膩，韌性、硬度高的木材，板材多未進行防腐、防蛀等特殊的處理，加之存貯不當，很容易出現霉變、蟲蛀、開裂、形變、腐化等損壞，其中最棘手的是雕版的開裂。由于木質纖維的特性，開裂無法避免且具有無序性和不可控性，在木材木質纖維內部應力的作用下，一個小的開裂也可能會引發(fā)不可預見的連鎖反應，甚至造成整塊版片的完全裂開。除此之外，版片的重復使用也會造成刻字自然磨損、字體變粗模糊等（見圖1）。

雕版版片猶如唱片行業(yè)里的“母盤”一樣珍貴，古籍保護工作者曾不斷嘗試各種辦法保護版片，例如用化學藥物浸泡或是蒸煮，這都會對雕版版片形成破壞性腐蝕，造成二次污染，而且對人體有害。因此，如何有效保護雕版版片是迫切需要解決的問題。

2 雕版版片數字化再生性保護的原理和實現

為了解決上述問題，筆者對古籍雕版版片數字化保存、還原、修復等再生性保護進行了探索和研究。再生性保護即運用各種復制手段實現對古籍的保護。古代的抄書、刻書活動，其實質就是復制；影抄、影刻、覆刻等，更是強調按原樣復制；現當代針對古籍的縮微復制、影印出版、數字化等，都屬于古籍的再生性保護。再生性保護的目的就是讓古籍的內容乃至外形通過不同介質轉換而得到再生[2]。數字化處理的方法包括掃描、識別、編碼、存儲等，將版片的文字、圖案等信息進行數字化處理，以便進行存儲、檢索和分析。數字化后的古籍雕版版片承載的信息能更加便捷、多樣地呈現，從而為研究提供更多便利，版片原件也可以得到妥善保護。例如使用3D掃描儀來掃描古籍雕版版片，將其凹槽和凸起的文字形狀轉換為數字信息，然后妥善存儲，數字信息便于保存取用，即使原始版片損壞，也可以通過保存的數字信息重新制作出新的版片。

2.1 對古籍雕版版片進行數字化保存

3D掃描是一種從已有的物理實物中采集數據后利用數字化技術構造實物模型的過程，掃描精度可以達到0.001～0.05mm，在光學掃描過程中產生數以億計的頂點高密度數據，滿足完整保存雕版版片全空間、全方位刻跡物理信息的要求。因為很多版片是雙面雕刻，采用非接觸式掃描，符合對版片的保護要求。通過高精度3D掃描可以全方位完整保存雕版版片的數字化信息，并在任何時候重新查看和分析（見圖2）。

2.2 古籍雕版版片的原生性保護

古籍原生性保護即采取各種措施對古籍實體予以保護，改善其保存環(huán)境，延長其存世時間[2]。數字化完成后的雕版版片可以從以下幾個方面進行原生性保護。（1）環(huán)境保護：原雕版版片可以參照 《圖書館古籍書庫基本要求》[3]，控制保存古籍版片的溫濕度、光照等環(huán)境因素，并對版片采取恰當的保護措施，如施以蠟封或用軟布包裹，放置天然防蟲藥物等。（2）安全保護：加強版片的安全保護措施，防止盜竊、破壞等行為對版片的損害。（3）修復和保養(yǎng)：對已經損壞的版片進行修復和保養(yǎng)，避免進一步損壞。（4）推進版片保護政策法規(guī)建設，及時開展對版片的文物定級工作，推進古籍保護立法。（5）增強版片保護意識，加強對古籍雕版的文化傳承和宣傳，提高公眾對這一傳統(tǒng)工藝的認識和重視程度。

2.3 古籍雕版版片的數字化資源管理

采用數字化技術對版片進行掃描和記錄后，建立數字化檔案，對原始數據進行異質異地（存儲于不同存儲介質、不同物理地點）安全存儲、安全備份，以備后續(xù)研究等使用。

3 數字化古籍雕版版片的利用

3.1 還原成物理實物版片

數字化后的版片如果有使用需求，可以根據不同的需求選用不同的還原方式。

一是用于展示、日常研究分析以及教育宣傳等可以使用3D打印還原版片。3D打印以數字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或樹脂等可黏合材料，通過層層打印生成三維物體，其中紅蠟材質比較適合還原精細程度要求較高的版片。把3D掃描文件通過封裝或逆向建模生成3D打印文件，再利用3D打印機就可以還原雕版版片供展示研究使用，還可以幫助學生和大眾更好地了解雕版印刷文化。

二是對仍在印刷使用的雕版版片（如成都青羊宮存藏的《道藏輯要》），可以使用數控雕刻機重新雕刻一套版片，將版片原件妥善保存，以達到保護的目的?？梢允褂玫额^雕刻的電腦數控雕刻機，也可以使用激光雕刻機，雕版印刷的木刻工藝屬于“木面木刻（雕刻深度1.5～5.0mm）”，即用縱割木紋平行的木塊進行的雕刻，在數控雕刻領域復雜程度不高，能非常好地還原掃描精度的古籍木刻雕版，數字化后的版片3D掃描文件可以直接轉換成雕刻機的刀路文件進行雕刻，數控雕刻技術可以調節(jié)雕刻深度、雕刻速度和雕刻方式等參數，從而復制出高質量的古籍木刻雕版版片（見圖3、圖4）。

需要說明的是，因研究和實驗需要對雕版反復實驗甚至可能進行破壞性試驗，故筆者所用展示用實物雕版均為在市場購買的工藝制品，未使用任何圖書館館藏古籍木刻雕版。為了達到展示效果，選取了字體較大的雕版示例，最后用棗木進行了能代表普遍形態(tài)的雕版版片數字化保存和復刻實驗，用以驗證此技術是否可以高度數字化保存和還原雕版的細節(jié)和刻跡信息。

3.2 古籍雕版版片的數字化瀏覽

數字化瀏覽可以打破時空局限，讓古籍木刻雕版資源得到廣泛傳播和利用，滿足研究者和公眾對古籍木刻雕版的研究和學習需要，解決古籍“藏”與“用”矛盾，同時也保護了版片原件。

利用如3d max、Geomagic Studio等專門軟件在計算機上實現對下載數字化版片的瀏覽。利用three.js或者EverAPI等網頁插件，實現版片數字化模型的網頁瀏覽。利用3D文件瀏覽App，可以在移動設備上隨時隨地瀏覽數字化版片。

4 古籍雕版版片的數字化修復

3D掃描可以將雕版版片的文字刻跡精細地保存下來，數控雕刻可以還原版片原貌，但如果版片原本質量不佳，有破損開裂殘缺，則數字化保存和還原的效果也會受到影響，因此需要對數字化版片進行修復。

4.1 版片物理修復與數字化保存相結合

物理修復適用于版片輕微蟲蛀孔洞，邊框、字體筆畫缺失，字體小開裂等破損情況。如果字體開裂已經造成字體大小和比例改變或者大面積的破損缺損，則不適用于物理修復。物理修復方法是用糯米通過精細研磨過濾后得150～200目細粉，用純凈水調和成橡皮泥硬度的補土，用專用工具填補蟲蛀孔洞以及邊框、字體缺失和開裂部位，在補土飽滿的狀態(tài)下進行3D掃描數字化保存，補土材質失去水分干燥后體積變小，會自然從版片上剝落，用軟毛刷清理后，不會對原始版片造成損壞，數字化保存得到的就是修復后的版片3D文件，也可以用雕刻機復刻出經過修復的版片，達到對雕版版片修復的目的。

4.2 通過三維軟件逆向建模數字化修復

利用3D模型編輯軟件同樣可以對蟲蛀孔洞、字體開裂進行修復。數字化修復不但可以達到物理修復的修復效果，還能對物理修復無法修復的諸如字體嚴重損壞等情況（已造成字體比例、大小明顯改變或字體缺失）進行修復。數字化修復的基本原理是在逆向工程中利用3D掃描得到雕版版片表面的點數據集合即點云，通過對點云的疏密度及空間位置的計算生成三維模型，再通過三維模型編輯軟件對模型進行編輯達到修復破損的目的。如一個字體破損，可以尋找同一（套）雕版相同字體，通過復制拼接替換損壞字體；如找不到可替換同字體，也可根據曲率修補字體筆畫，達到修復的目的（見圖5）。

4.3 利用人工智能技術修復

對于缺失、損壞、磨損的雕版版片還可以使用人工智能技術修復。利用人工智能對版刻字體進行采樣學習，然后使用計算機視覺技術對雕版版片進行分析，使用圖像處理技術來檢測版片的破損部分以識別版片上的缺陷和破損，從字庫中找尋最適合的字體替代原來損壞的單體字。也可以通過人工智能學習采樣字庫字體筆畫，從而對筆畫進行修復，使用深度學習技術來模擬雕版版片的正常狀態(tài)和模擬版片的修復過程，最后生成修復的版片3D文件。有關人工智能圖像處理算法筆者將另撰文詳細闡述，在此列舉一個人工智能修復算法的例子：反復使用磨損嚴重的古籍雕版，刻字變薄，字體筆畫變粗，刻槽變淺，可以利用三維圖像處理技術在原雕版字體模型的表面上通過疊加每層遞減固定數值的圖層達到還原原始雕刻深度的效果，這就設計出一種智能修復算法。

5 展望

雖然目前上述技術可以高精度、高質量地完成雕版版片的數字化保存和復原、修復，但仍面臨一些技術上的挑戰(zhàn)，如，如何將復雜的雕刻線條進行高精度的逆向建模、如何處理掃描數據中的噪聲和誤差等。今后需要進一步優(yōu)化建模技術和軟件算法，以實現更加精準、高效和可靠的雕版版片數字化處理。隨著3D掃描、 3D打印和數控雕刻以及人工智能深度學習技術的發(fā)展，還會出現新的技術、新的材質，版片一定會得到更高精度、更高質量的保存和還原。

在版片數字化的著錄方面，可以參考國家古籍保護中心編制的《古籍數字化工作手冊》[4]，在此基礎上，應研制雕版版片數字化的元數據著錄統(tǒng)一標準，便于著錄的標準化，并為后續(xù)的數據資源整合利用打好基礎。

古籍雕版版片數字化保存和數字化修復技術可以高質量、高精度地留存和還原雕版版片承載的全部信息，應用前景非常廣闊，可以用于古籍雕版版片的再生性保護，有效保護雕版版片，還可以用于古籍研究和保護宣傳，幫助大眾更好地理解雕版印刷的歷史和技術，弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。隨著技術的不斷發(fā)展，這項技術將為保護傳承傳統(tǒng)文化發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1] 祁小春.古籍版刻書跡釋例（上）[J].藝術工作，2019（1）：54-63.

[2] 張志清.國家圖書館古籍保護的歷史、現狀和任務[G]//楊牧之.古籍整理與出版專家論古籍整理與出版[M].南京：鳳凰出版社，2008.

[3] GB/T 30227-2013.圖書館古籍書庫基本要求[S].北京：國家圖書館（國家古籍保護心），2013.

[4] 古籍數字化工作手冊[S].北京：國家圖書館（國家古籍保護中心），2012.

張 楠 男，1975年生。大專學歷，館員，古籍文獻部副主任。研究方向：古籍保護與數字化。

（收稿日期：2023-04-13；責編：婁明輝。）