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文化遺產如何數字化生存

日期:2016/12/14 11:17:14      編輯:中國古代建築

  借助全新虛擬實景技術等高科技,在10月15日至19日舉行的第九屆杭州文化創意產業博覽會上,“原真記憶·浙大敦煌”的1∶1高精度復制的敦煌壁畫,讓眾多觀眾留連忘返,留下深刻印象。     事實上,不僅是這個博覽會上,現在如果想看敦煌最具影響力的作品之一的第220號石窟,不用去西北大漠。在現代科技幫助下,研究者甚至可以在杭州得到比親臨莫高窟更加精確的研究材料。     與原洞窟一模一樣的“石窟”,就建在浙大紫金港在建的西區考古實驗基地。     “克隆”的莫高窟     這個克隆的“石窟”是浙大利用高科技數字技術歷時4年高仿真重建。克隆的“石窟”按1∶1比例重建,浙江大學文化遺產研究科技考古中心副教授刁常宇說,其數據誤差不會超過0.2厘米。     “太逼真了,這個洞窟壁畫人物的線條、色彩,甚至被侵蝕的牆壁,都與原來的洞窟幾乎一模一樣。”走進“石窟”無不讓人驚訝:斑駁的牆壁、精美的壁畫,透露出的歲月的滄桑,以及壁畫人物的線條、色彩,甚至被侵蝕的牆壁,都讓人身臨其境之感。     刁常宇說,真正的敦煌壁畫可是很脆弱的,人多呼出的二氧化碳都會加速壁畫的老化,這個高仿真洞窟可以容忍更多人欣賞它,親近它,使人們很方便地學習和研究歷史文化遺產。     據悉,為復制這個石窟,浙大運用數字化技術,將石窟壁畫原真記錄,形成資源庫以及復制洞窟,不僅留存下珍貴的文物數據資料,而且還能對石窟壁畫研究與保護工作提供有力的支持。     據介紹,“石窟”壁畫由浙大計算機系專門研發的儀器在莫高窟拍攝下來,再通過科研團隊自主開發的精確拼接系統和校色系統形成。電子圖拼完成之後,被打印在一種特殊的宣紙上。同時,研究團隊根據三維建模的數據和洞窟建造特點,搭建“浙大220號石窟”的建築,最後粘上打印好的宣紙。     刁常宇說,壁畫文物數字化要求每英寸不少於300個像素點,像素點越多,數字化後的信息就越豐富。為保證圖像不變形,他們一面24平方米的牆拍攝的照片量就達五六千張。     據悉,在4年裡,浙江大學聯合敦煌研究院完成了對敦煌60個洞窟的數字化采集,拍攝了50多萬張照片,容量超15個TB。     刁常宇稱,目前團隊只完成了一個復制窟,更多的壁畫可以在團隊研發的敦煌壁畫數字資源管理系統,以及展覽現場的高清虛擬巨幕中欣賞,每一張壁畫由成百上千張照片組成,圖片最高精度達到900億像素,最大的一張壁畫,照片文件達到了60G。“如果需要,這些洞窟都可以實現與220號石窟一樣仿真重建”。     文化遺產的數字化生存     刁常宇說,我們希望通過文化遺產的數字化,將文物更好地保護下來。     如今,浙大的這一被稱為“基於多圖像三維重構技術”正被更多地運用於石窟的野外考古調查。     須彌山石窟是浙大運用這一技術正在進行的數字化考古項目。前不久,記者隨浙大文化遺產研究院和寧夏文物考古研究所團隊來到須彌山,探訪數字化考古調查的工作現場。     位於寧夏回族自治區固原市西北50余公裡處的須彌山石窟群,開鑿於公元5至7世紀,前後共開鑿洞窟151座,是中國最著名的石窟群之一,1982年公布為全國重點文物保護單位。     與過去考古人員踩著扶梯、舉著皮尺,一點點測量石像數據不同,在須彌山36號石窟,浙大文化遺產研究院的工作人員正用普通的數字相機進行基礎數據的信息采集。     適當的布光,不斷選取角度、按動快門。韓羽和同事已經在這裡工作了3天,他說,這樣一個石窟,通常拍攝的照片就需上千張。     “這樣做,不觸碰文物,得到的數據卻更准確,還解決了重建彩色貼圖等過去靠人工不可能完成的任務。”數據采集完成後,分析和重建工作則交給了計算機。     事實上,浙大自主研發的多圖像文物三維重構技術,關鍵在於采用計算機技術建構出石窟的空間模型,也就是能把洞窟從實地,通過計算機技術“搬回”實驗室,然後再從洞窟的空間模型,求得能夠充分反映和說明洞窟形制、結構、造像布局等內容的平面圖、剖視圖和壁面投影圖等各類正射影像圖。     浙大文化遺產研究院副教授李志榮說,各類正射影像圖不僅改善了傳統考古制圖工作的方式。而且,除具有精確的空間量度數據,帶有的測量對象色彩、質感、殘損風化情況等傳統測繪難以兼顧的信息,與傳統測量相比,更真實和豐富地記錄了遺跡的實況。     據了解,浙大須彌山數字化考古工作的目標是,用5——7年時間,以多圖像三維重建技術替代傳統人工洞窟測繪,同時將其作為與傳統的文字、測圖、照相、拓片等記錄手段同等的石窟寺記錄工具和手段,對須彌山石窟進行全面、科學、詳盡的考古測量和記錄,客觀、忠實、完整地記錄須彌山石窟全面遺跡信息,為學術界提供包括海量數字化信息在內可靠的第一手資料的同時,建立須彌山石窟群全息數據庫。     “在相當程度上,可以達到‘能根據記錄恢復石窟原貌’的嚴苛要求。”刁常宇說,理論上,可以把洞窟的全部信息采集,在實驗室重建,並用3D打印技術予以復原。     “精確記錄就是對文物最好的保護”     手扶著紅砂巖的山壁,走在陡峭的、台階已被侵蝕得不甚分明的古蹬道,李志榮腳下,是山石年復一年風化後變成的紅色塵土。     須彌山石窟所在是第三系砂巖,呈紫紅色、橙黃色中粗沙粒狀結構,主要由黏土質礦物及鐵質、碳酸鹽所膠結。疏松的石質、劇烈的風力和逐年增加的雨水等,讓須彌山石窟遇水遇濕極易風化剝落。     不僅是須彌山。李志榮說,由於受到人為、自然、病蟲害等影響,一直以來,人們就嘗試各種方法來延長文物的生命,但人類不可能戰勝自然,是文物,終有其生命期限,終究都會凐滅、消亡。     在今天、在“互聯網+”環境下,數字信息獲取、多元數據庫的建設,以及數據永久存儲、大數據價值挖掘、分析和可視化研究、人工智能技術應用等高科技手段,為文化遺產的永久保存提供了可能,也讓歷經千年風雨的文化遺產憑借數字技術而“青春永駐”。     李志榮認為,數字化不僅徹底改變了石窟考古的工作模式,也實現了數字化技術從測量工具到石窟寺全息記錄新手段的蛻變。     “精確記錄就是對文物最好的保護。”刁常宇說,利用數字化手段保護和傳承文化遺產,通過互聯網和計算機,在不遠的未來,人們也許就能隨時隨地、身臨其境地欣賞文物。     據悉,利用數字化手段保護和傳承文化遺產,涵蓋了浙大考古、歷史、中文、藝術、計算機、光學、自動化、物理、化學等多個學科,融合多學科優勢解決文化考古、文物保護,成為浙大文理學科交叉的優秀案例。     如今,數字技術在文化遺產保存與利用領域已顯示出廣泛應用。目前,浙大與各地文物部門攜手,正在推進更多的文化遺產的數字化采集、整理、存檔,並探索文化遺產高保真資源數字出版的技術與模式。新疆博物館、西藏阿裡托林寺、山西大同雲岡石窟等,都有浙大團隊在利用這套技術,精確地記錄文物的形象。去年,刁常宇團隊還利用3D打印技術,把軟件生成的杭州閘口白塔三維結構打印成了高精度的模型。

      (來源:中國青年報)

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