敦煌莫高窟完成数字化处理

敦煌莫高窟完成数字化处理

发布时间：2014-02-10 09:56:52 来源：人民日报编辑：葛莹

1月末正是莫高窟的旅游淡季，洞窟静静地矗立于沙漠一隅。导游吕文静带着游客进入一个洞窟，里面漆黑一片。她一边讲解，一边用手电照亮一小块儿洞壁。顺着光束望去，才能一睹莫高窟彩塑的芳容。

利用三维重建技术复原的石窟彩塑。

莫高窟第61窟数字化前期采集现场。

1月末正是莫高窟的旅游淡季，洞窟静静地矗立于沙漠一隅。导游吕文静带着游客进入一个洞窟，里面漆黑一片。她一边讲解，一边用手电照亮一小块儿洞壁。顺着光束望去，才能一睹莫高窟彩塑的芳容。

洞窟外，敦煌研究院数字中心里，工作人员正对采集设备传回的图像进行拼接。电脑屏幕上，壁画全貌一览无余，壁画明亮柔和，线条清晰流畅，画面如湖水般荡漾开来。将显示尺寸调节到最大，细细端详，衣衫质地清晰可见，人物表情生动至极。

这就是莫高窟数字化工程的成果：经过数字摄影采集方案设计、通过定制轨道、摄影车、摄影框等专有设备逐行逐格进行摄影采集，将上千甚至更多的原始图像拼接成一幅完整的图像。

有1600多年历史的敦煌莫高窟，至今保有735个洞窟。过去一年里，敦煌研究院新完成了20多个洞窟的数字化档案拍摄，至今已实现了约90个洞窟的数字化。

初衷

希望人们在千百年后还能领略莫高窟的样貌

敦煌的数字化，始于敦煌研究院院长樊锦诗的一个想法：让敦煌石窟得以“永久保存”。

莫高窟窟内的彩塑和壁画都是使用泥土、木材、麦草等材料制成。随着游客接待量屡创新高，彩塑和壁画的保护面临巨大压力。此外，洞窟还受到地震等自然灾害的威胁。而数字化处理，则弥补了物理保护的不足。

上世纪90年代初，敦煌研究院就开始研究数字化。但效果并不令人满意，“预期的色彩保真和线条的精度都没能实现，但是这样的探索让我们知道了问题所在。”敦煌研究院常务副院长王旭东说。

1998年底，敦煌研究院与美国西北大学合作开展“敦煌壁画数字化合作研究”项目，基本解决了色彩保真和线条几何尺寸的精度问题。截至2005年底，项目完成了22个敦煌石窟典型洞窟的数字化。但受到当时设备和技术的限制，采集分辨率只有75dpi(表示分辨率)。

2006年，敦煌研究院成立了专门从事文物数字化保护的数字中心，联合浙江大学、武汉大学、中科院和相关企业协同攻关。随着设备进步和技术提升，摄影分辨率达到300dpi，完全满足各种需求。

“文物保护是我们最重要的任务，希望千百年后的人们，还能通过数字化成果，领略莫高窟的样貌。”王旭东说，数字化的成果可以支持美术、考古等研究工作，即将建成的莫高窟游客中心也能呈现数字莫高窟实景，日后还可以让公众通过网络欣赏灿烂的敦煌佛教艺术。

实现

摄影和拼接都要最大程度地呈现原作

和普通文物相比，敦煌石窟壁画的数字化面临诸多难题。空间狭窄且形制不一、壁面曲率不同，普通技术很难保证线条连贯不变形。

而且，要将壁画完整地搬到电脑里要经过一个复杂的过程。首先，要设计详细的数字摄

影采集方案。然后按照方案，使用定制轨道、摄影车、摄影框等专业设备，逐行逐格进行摄影采集。在此过程中，图像色彩、清晰度都受到严格控制，以保证采集质量。最后，运用独特的十字拼接法，将上千幅原始图像拼接成一幅完整的图像。

这绝非易事。数字中心主任吴健举例，在设计方案时，先要综合考虑洞窟大小、形状及损坏程度和难度系数，对方案进行科学论证;拍摄必须采用恒温冷光源，确保将洞窟受到的人为影响降到最低。

负责拍摄壁画的80后摄影师丁小胜，谈起工作时一脸严肃：“来不得半点马虎，如果一个环节出错，各个环节都会有问题。”他说，摄影和拼接都要避免任何的主观创作，要对时间、效率和精度有精准把握，最大程度地呈现原作。在拼接时，由于图像的中心区域像素精度最高，边缘会有畸变，拼接小组要通过多次重合来校准图像。

此外，完成这项工作还需要投入大量人力。以一个80—100平方米的中型洞窟为例，摄影采集组需要4—5人，拼接的小组需要5—6人，总共加起来是10个人一组，全部完成需要3个月。据了解，项目的摄影组和拼接组各有6个，每幅图像都要通过现场验收才算合格。第61窟的五台山全图，全部完成拍了4000多张照片，共40多个G。

“尽管辛苦，可是意义很大。有专家反映，看到数字化的成果后，可以重新写论文了。”王旭东说。

前景

参观前先看数字电影，在洞窟的逗留时间缩至约60分钟敦煌的数字化为不可移动文物的数字化处理提供了范例和标准。2013年，由敦煌研究院与故宫博物院联合申请国家科技支撑项目“文物数字化保护标准体系及关键标准研究与示范”，其中敦煌研究院承担“不可移动文物数字化保护关键标准研究与示范(以石窟寺为例)”课题，在未来3年内，将指导和规范石窟寺文物数字化保护工作的开展。目前，敦煌研究院已经完成了新疆克孜尔石窟的38窟的数字化，且将服务对象扩展到甘肃省内外的石窟和土建筑遗址。

为了减少参观人流对文物的损害，莫高窟还建成了游客中心，中心将容纳球幕影院、数字影院，目前主题电影和球幕电影已全部制作完成。王旭东说，电影呈现了莫高窟最精美的壁画、塑像，将正常状态下无法看见的洞窟内容，尽可能地展示给观众。

据介绍，今后莫高窟的旅游体验将发生革命性变化：所有游客必须通过网络、电话等形式预约;实地参观前，游客将观看数字电影，将游客在洞窟内的时间减少到60分钟左右。游客对洞窟影响将极大降低，但他们获取的信息却会大大增加。据测算，游客中心开放后，莫高窟的日最大承载量将由目前的3000人次提升至6000人次。

下一步，敦煌研究院计划建立数字敦煌资源库，根据用户的不同需求加以利用。目前，在敦煌研究院的网站已展示石窟全景浏览，但基于保护知识产权的考虑，一般用户还不能浏览。此外，敦煌研究院已经成立了实体文物数字科技公司，开发数字化衍生品产业链，如壁画高保真精品、雕塑三维打印精品、动漫成品等各类文化产品。

“保护是第一位的，在保护做好的前提下，运用现代技术，尽力将文化遗产更好地呈现在世人眼前。”吴健强调。