讓文化遺產在數字化技術下“永生”
2021-09-22 15:30:47      來源:科技日報

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一邊是從北魏就開鑿的石窟,一邊是計算機集羣。古老與現代,就這樣結合在一起。高精度的數字化採集,已經可以還原出洞窟現在的樣子。高新技術,或許可以為古老文物施展一場關於時間的魔法。

“從某個角度來説,世界上的文物都會消失。文物工作者會盡量延緩這一進程,延長文物的壽命。”雲岡研究院數字化部門負責人寧波在“99公益日”前夕接受採訪時説。

數字化,成為文物的一種永生方式。不只體現在線上展覽、遠程旅遊、虛擬現實,還有數字化復原和重建等。

簡單理解,數字化保護,是用數字技術把文物所有的信息記錄下來,對數據進行解構、分析和重組,然後對其開展深層次利用。

好幾個文物數字化保護項目在今年的“99公益日”中亮相。騰訊遊戲設置官方主題活動,讓玩家進行知識問答,引入社會力量為文物的數字化生存作一份貢獻。雲岡研究院黨委書記張焯坦言,他們希望文物保護能被更多的民眾關心,能“出圈”。

數據採集,為文物保護提供更多可能

提到文物數字化,遊客更加熟悉的是“雲遊”。在網站、小程序上就能遊覽景區,足不出户就能欣賞景點;甚至可以遠程對文物進行360度“把玩”。

但它還有更大的作用。

雲岡石窟和騰訊合作的公益項目是數字化修復雲岡石窟的第16窟。

第16窟有很多造像流失海外。英國的大都會博物館和法國吉美博物館,都收藏有來自雲岡石窟的彌勒造像。

如果能把這些海外數據利用起來,石窟就能成為更完整的石窟。

其實,在此之前,龍門石窟和敦煌也都有類似的嘗試,將流失海外的文物進行數字化迴歸。

“我們16窟也想找到這些數據。以後,用增強現實,遊客就能看到石窟的空白處原本有什麼。”寧波説。

雲岡從2003年開始數字化的嘗試,到現在基本完成了石窟總量1/3的數據採集。現在,已經有了3D打印出的雲岡第3窟、第18窟和第12窟。第3窟的複製文物,為世界上首例達到還原級別水平的大型複製文物;3D打印的第12窟則是可拆卸的,能夠進行巡展。

張焯説,這些年對雲岡的數字化嘗試,為文物考古提供了很多便利。比如,在考古研究方面,數字化可以幫助整理出更成體系化的數據。鼠標一點,就能知道洞窟的佛像數量、看到建築的框架性結構。而在保護方面,利用這些數據資料,就能標出每個洞窟的病害,可以針對性地研究修復和解決問題的辦法。而且,萬一出現極端情況,這些數據還能幫助復原文物。

敦煌則從20世紀90年代初開始做文物數字化技術研發。敦煌研究院院長蘇伯民説,他們已經逐步形成了一整套針對洞窟採集和塑像採集的技術。這些年,在政府部門和社會各界的支持下,敦煌已經完成了250多個洞窟壁畫圖像攝影的採集。

採集只是第一步。採集完成後,還需要做大量工作,對整窟的壁畫進行拼接和處理。

“經過這些年的努力,我們已經基本把最精美的、價值最高的洞窟數據都採集完成了。現在有一部分洞窟還在進行圖像的處理。如果在經費充裕的情況下,再有5年時間就能夠把莫高窟所有的洞窟全部採集完成。”蘇伯民透露。

理想很豐滿,但阻礙條件仍不少

雖然有成績,但讓人頭疼的地方還有很多。

人才、技術、資金、設備,都是數字化的難點。

寧波以雲岡第6窟為例,向科技日報記者詳細分析了這個洞窟的數字化難度。

第6窟為中心柱窟,整個洞窟高15米左右,中心塔柱有兩層。去到雲岡第6窟,你在被震撼的同時,也能更直觀地感受到對其進行數字化的難度。

“它整個洞窟是滿雕,全是高浮雕造像。它和第5窟是雙窟,窟外有清代修建的木質閣樓。”寧波説。一個造像就是一個人,洞裏面有好幾千人,密密麻麻,疊在一起。“有的地方窄小,現有的數字化設備進不去,採集不了,還需要開發專門設備。”

而且,洞窟體量也太大。他們推測,如果把第6窟“攤開”,大概面積有400多平方米。根據此前的經驗,中型洞窟第13窟採集的數據量達到了15TB。第6窟相當於3.5到4.5個15TB。“洞窟是完整的整體,我們採集是分塊的。那麼怎麼把這些分塊數據整合起來,讓大家用起來,也是很大的難題。”寧波説。

蘇伯民也有同感。

他告訴科技日報記者,對敦煌的數字化保護,主要是針對洞窟壁畫。但要進行全方位無死角高精度的攝影採集,有很多限制條件。壁畫本身就高低起伏不平,如果把它當作平面採集,就會出現形變、色彩失真等問題。數據校準、色彩校正、曲面不平和死角數據採集,都是採集中的難題。

和雲岡石窟一樣,採集完了,要拼。

“小到幾平米,大到幾百平米整幅壁畫的採集,我們目前的手段還是採用一幀一幀的圖片採集,採集完以後還要進行整幅圖像拼接。我們現在的拼接效率還是比較低。”蘇伯民説,他們還需要更精準、更方便的軟件工具。而數據的安全存儲、調用,數字版權保護等,也都有待解決。

下一站——把數據用起來

寧波説,如果把數字化保護類比於新聞採寫的採編過程,那麼雲岡包括全國的文物數字化,其實暫時只是做到了第一個層次——“採”。

“接下來,‘編’和‘播’是未來工作的核心。”寧波説。

蘇伯民也想着,如果壁畫都有了高清的數字化資料,研究者就不必搭着梯子和腳手架進洞窟艱難地開展辨認和研究了。信息技術發展到一定程度,通過人工智能的輔助,可以快速完成對壁畫上文字的識讀,圖像風格的比較,甚至可以用機器學習的辦法,對圖像內容進行解讀。

“科學意義上的文物復原,數字化是最後的一個手段。”蘇伯民説,敦煌的壁畫中,有的褪色了,有的脱落了,對它們復原,首先得對資料原有的信息進行科學確認,知道原始材料和製作工藝。“比如有一些壁畫褪色了,原來究竟什麼顏色?敦煌歷經了10個朝代,每個時代繪畫使用的風格和材料包括技藝都有一些差別。”蘇伯民説,現在可以採用高光譜、多光譜技術,把一些肉眼完全看不清楚的壁畫重現出來,再根據分析結果,推斷出它原有的材料和色彩,然後根據考古圖像解讀等方面的研究成果,對缺失的部分進行一個符合邏輯的、學理上的推斷。有了這些成果以後,再用數字化的手段對文物的色彩、形狀、線條進行復原。“當然,中間還有很多需要細想的地方,還有多方面的技術問題需要解決。”

雲岡正在建設超算中心。這可以有效解決石窟三維數字資源的安全存儲、高效計算和廣泛應用問題。

一邊是從北魏就開鑿的石窟,一邊是計算機集羣。古老與現代,就這樣結合在一起。

張焯説,高精度的數字化採集已經可以還原出洞窟現在的樣子。但是,如何還原到北魏、遼金時期石窟的樣子?如何呈現當年石窟的輝煌,讓時光倒流?也許,機器學習、人工智能,能夠幫助解決這些問題。高新技術,可以為古老文物施展一場關於時間的魔法。(科技日報 記者張蓋倫)

編輯: 李敏(實習) 責任編輯: 曹月

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