數字化保護讓千年石窟“活”起來(lái)
5月11日傍晚,習近平總書(shū)記來(lái)到大同云岡石窟考察歷史文化遺產(chǎn)保護工作。
“昨天現場(chǎng)風(fēng)很大,總書(shū)記的到來(lái),讓我們備受鼓舞。”回憶起當時(shí)的場(chǎng)景,云岡石窟研究院數字化室主任寧波仍然激動(dòng)不已。
“作為從事文物保護的科技工作者,我們將加倍努力,用現代科技保護好珍貴的文化遺產(chǎn),更好地讓千年石窟‘活’起來(lái)。”寧波5月12日在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
三維掃描數字攝影 為千年石窟存立體檔案
云岡石窟位于山西省大同市西郊的武周山南麓,距今已有1500余年歷史,是我國規模最大的石窟群之一,2001年被聯(lián)合國教科文組織列入《世界遺產(chǎn)名錄》。
長(cháng)期處于自然環(huán)境中的石窟,難免受到風(fēng)霜雨雪的侵蝕,面臨風(fēng)化剝蝕的威脅。為盡可能降低自然風(fēng)化對石窟的影響,文物科技工作者絞盡腦汁。“但現有的技術(shù)水平,難以完全阻擋自然風(fēng)化的進(jìn)程,更多的是延緩。可能10多年后,石窟的樣子就會(huì )有所變化。”寧波指出。
因此,在進(jìn)行實(shí)體保護的同時(shí),盡早地采用數字化的方式為石窟保存立體檔案,把它們的信息完整地保留下來(lái),顯得尤為緊要。一方面,能夠讓更多的人欣賞到石窟之美,同時(shí),也為后續的保護修復留下了重要的歷史資料。
據介紹,云岡石窟數字化工作起步于2003年。通過(guò)與多家高校及科研院所長(cháng)期合作,逐步形成了以三維激光掃描與數字近景攝影測量為主,數據采集達到毫米級精度的數字化技術(shù)路線(xiàn),在石窟雕刻的數字化獲取、存儲和展示等方面進(jìn)行積極探索。
云岡石窟共有254個(gè)窟龕,主要洞窟45座,造像59000多尊。在寧波看來(lái),對如此眾多的文物進(jìn)行數據采集是一項非常有挑戰性的工作。不同于壁畫(huà)等平面文物的數據采集,云岡石窟的佛造像屬高浮雕,有極強的空間深度感,但這也意味著(zhù)掃描和測繪難度更大,對精度的要求更高。
“經(jīng)過(guò)不斷摸索,我們采用三維激光掃描等技術(shù),數據采集精度達到0.03毫米,經(jīng)過(guò)后期軟件處理,可以極為豐富地還原石窟的細節。在虛擬世界中,較為逼真地呈現出洞窟的立體景象。”寧波介紹,經(jīng)過(guò)10多年的努力,目前已經(jīng)完成了三分之一的云岡石窟數據采集工作,建立了非常龐大的數據庫。如何更好地對海量數據進(jìn)行運算處理,是目前正在攻關(guān)的方向之一。
比對毫米級精度數據 讓石窟監測更精細
三維激光掃描技術(shù)不僅可以用來(lái)為石窟建立數字檔案,還有助于更為細致地了解石窟的現狀和變化。通過(guò)對相關(guān)數據的比較分析,可以讓石窟監測更細致。
一直以來(lái),業(yè)內對砂巖質(zhì)文物表面風(fēng)化速度的表達往往都是“嚴重”“快”等定性詞語(yǔ),缺乏定量數據的精確佐證。
“利用三維激光掃描技術(shù)可以獲取石窟表面毫米級精度三維數據,定期測量對比相同位置的形變量,可以計算出石窟表面的風(fēng)化速度,對石窟風(fēng)化情況有更入微的體察。”寧波介紹道。
據介紹,云岡石窟研究院與龍門(mén)石窟、大足石刻、龍山石窟等單位共同開(kāi)展石質(zhì)文物表面風(fēng)化速度定量監測的研究項目,針對不同地域條件、不同材質(zhì)的石質(zhì)文物,進(jìn)行表面風(fēng)化速度測量的應用研究。
借力3D打印 讓石窟“動(dòng)”起來(lái)
一直以來(lái),如何借助新興科技手段,更好地向外界傳播云岡石窟文化,是寧波一直在思考的問(wèn)題。
“其他文保單位在介紹文物精品時(shí),可能帶一些宣傳海報就可以了,對我們來(lái)說(shuō),一張圖片所承載的石窟的信息量極為有限。”寧波說(shuō)。
有沒(méi)有更為立體直觀(guān)的方式,讓大眾更多地感受到云岡石窟的魅力?3D打印技術(shù)的興起,給寧波和同事們帶來(lái)了新的思路。
通過(guò)三維掃描和建模,得到石窟的數字模型,再用3D打印技術(shù)生成實(shí)物展品,說(shuō)起來(lái)容易,但要想原汁原味地體現文物原有的質(zhì)感,并不簡(jiǎn)單。
“經(jīng)過(guò)反復比選材料,歷時(shí)700多天打印和數月安裝,2017年12月,長(cháng)17.9米、寬13.6米的復原云岡石窟第3窟原貌的3D打印展品在青島進(jìn)行展示,引起人們圍觀(guān),起到了很好的傳播展示效果。”寧波回憶道。
青島展示項目只是一個(gè)開(kāi)始。寧波和團隊后續完成了多個(gè)類(lèi)似的展示項目,讓不可移動(dòng)的石窟有了更為鮮活的展示方式。
在寧波看來(lái),文物數字化有兩個(gè)重要發(fā)力點(diǎn),一方面真實(shí)記錄石窟狀況,同時(shí)還可以將提取到的數字信息廣泛服務(wù)于石窟的保護、研究、管理、展示,“未來(lái),用新興技術(shù)讓石窟‘活’起來(lái),我們還可以做更多的嘗試和探索”。
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