莫高窟被“搬”進電腦(讓傳統文化活起來)

利用三維重建技術復原的石窟彩塑。 　 　　敦煌研究院供圖

莫高窟第61窟數字化前期採集現場。 　 　　敦煌研究院供圖

　　1月末正是莫高窟的旅游淡季，洞窟靜靜地矗立於沙漠一隅。導游呂文靜帶著游客進入一個洞窟，裡面漆黑一片。她一邊講解，一邊用手電照亮一小塊兒洞壁。順著光束望去，才能一睹莫高窟彩塑的芳容。

　　洞窟外，敦煌研究院數字中心裡，工作人員正對採集設備傳回的圖像進行拼接。電腦屏幕上，壁畫全貌一覽無余，壁畫明亮柔和，線條清晰流暢，畫面如湖水般蕩漾開來。將顯示尺寸調節到最大，細細端詳，衣衫質地清晰可見，人物表情生動至極。

　　這就是莫高窟數字化工程的成果：經過數字攝影採集方案設計、通過定制軌道、攝影車、攝影框等專有設備逐行逐格進行攝影採集，將上千甚至更多的原始圖像拼接成一幅完整的圖像。

　　有1600多年歷史的敦煌莫高窟，至今保有735個洞窟。過去一年裡，敦煌研究院新完成了20多個洞窟的數字化檔案拍攝，至今已實現了約90個洞窟的數字化。

　　初衷

　　希望人們在千百年后還能領略莫高窟的樣貌

　　敦煌的數字化，始於敦煌研究院院長樊錦詩的一個想法：讓敦煌石窟得以“永久保存”。

　　莫高窟窟內的彩塑和壁畫都是使用泥土、木材、麥草等材料制成。隨著游客接待量屢創新高，彩塑和壁畫的保護面臨巨大壓力。此外，洞窟還受到地震等自然災害的威脅。而數字化處理，則彌補了物理保護的不足。

　　上世紀90年代初，敦煌研究院就開始研究數字化。但效果並不令人滿意，“預期的色彩保真和線條的精度都沒能實現，但是這樣的探索讓我們知道了問題所在。”敦煌研究院常務副院長王旭東說。

　　1998年底，敦煌研究院與美國西北大學合作開展“敦煌壁畫數字化合作研究”項目，基本解決了色彩保真和線條幾何尺寸的精度問題。截至2005年底，項目完成了22個敦煌石窟典型洞窟的數字化。但受到當時設備和技術的限制，採集分辨率隻有75dpi（表示分辨率）。

　　2006年，敦煌研究院成立了專門從事文物數字化保護的數字中心，聯合浙江大學、武漢大學、中科院和相關企業協同攻關。隨著設備進步和技術提升，攝影分辨率達到300dpi，完全滿足各種需求。

　　“文物保護是我們最重要的任務，希望千百年后的人們，還能通過數字化成果，領略莫高窟的樣貌。”王旭東說，數字化的成果可以支持美術、考古等研究工作，即將建成的莫高窟游客中心也能呈現數字莫高窟實景，日后還可以讓公眾通過網絡欣賞燦爛的敦煌佛教藝術。

　　實現

　　攝影和拼接都要最大程度地呈現原作

　　和普通文物相比，敦煌石窟壁畫的數字化面臨諸多難題。空間狹窄且形制不一、壁面曲率不同，普通技術很難保証線條連貫不變形。

　　而且，要將壁畫完整地搬到電腦裡要經過一個復雜的過程。首先，要設計詳細的數字攝影採集方案。然后按照方案，使用定制軌道、攝影車、攝影框等專業設備，逐行逐格進行攝影採集。在此過程中，圖像色彩、清晰度都受到嚴格控制，以保証採集質量。最后，運用獨特的十字拼接法，將上千幅原始圖像拼接成一幅完整的圖像。

　　這絕非易事。數字中心主任吳健舉例，在設計方案時，先要綜合考慮洞窟大小、形狀及損壞程度和難度系數，對方案進行科學論証﹔拍攝必須採用恆溫冷光源，確保將洞窟受到的人為影響降到最低。

　　負責拍攝壁畫的80后攝影師丁小勝，談起工作時一臉嚴肅：“來不得半點馬虎，如果一個環節出錯，各個環節都會有問題。”他說，攝影和拼接都要避免任何的主觀創作，要對時間、效率和精度有精准把握，最大程度地呈現原作。在拼接時，由於圖像的中心區域像素精度最高，邊緣會有畸變，拼接小組要通過多次重合來校准圖像。

　　此外，完成這項工作還需要投入大量人力。以一個80—100平方米的中型洞窟為例，攝影採集組需要4—5人，拼接的小組需要5—6人，總共加起來是10個人一組，全部完成需要3個月。據了解，項目的攝影組和拼接組各有6個，每幅圖像都要通過現場驗收才算合格。第61窟的五台山全圖，全部完成拍了4000多張照片，共40多個G。

　　“盡管辛苦，可是意義很大。有專家反映，看到數字化的成果后，可以重新寫論文了。”王旭東說。

　　前景

　　參觀前先看數字電影，在洞窟的逗留時間縮至約60分鐘

　　敦煌的數字化為不可移動文物的數字化處理提供了范例和標准。2013年，由敦煌研究院與故宮博物院聯合申請國家科技支撐項目“文物數字化保護標准體系及關鍵標准研究與示范”，其中敦煌研究院承擔“不可移動文物數字化保護關鍵標准研究與示范（以石窟寺為例）”課題，在未來3年內，將指導和規范石窟寺文物數字化保護工作的開展。目前，敦煌研究院已經完成了新疆克孜爾石窟的38窟的數字化，且將服務對象擴展到甘肅省內外的石窟和土建筑遺址。

　　為了減少參觀人流對文物的損害，莫高窟還建成了游客中心，中心將容納球幕影院、數字影院，目前主題電影和球幕電影已全部制作完成。王旭東說，電影呈現了莫高窟最精美的壁畫、塑像，將正常狀態下無法看見的洞窟內容，盡可能地展示給觀眾。

　　據介紹，今后莫高窟的旅游體驗將發生革命性變化：所有游客必須通過網絡、電話等形式預約﹔實地參觀前，游客將觀看數字電影，將游客在洞窟內的時間減少到60分鐘左右。游客對洞窟影響將極大降低，但他們獲取的信息卻會大大增加。據測算，游客中心開放后，莫高窟的日最大承載量將由目前的3000人次提升至6000人次。

　　下一步，敦煌研究院計劃建立數字敦煌資源庫，根據用戶的不同需求加以利用。目前，在敦煌研究院的網站已展示石窟全景瀏覽，但基於保護知識產權的考慮，一般用戶還不能瀏覽。此外，敦煌研究院已經成立了實體文物數字科技公司，開發數字化衍生品產業鏈，如壁畫高保真精品、雕塑三維打印精品、動漫成品等各類文化產品。

　　“保護是第一位的，在保護做好的前提下，運用現代技術，盡力將文化遺產更好地呈現在世人眼前。”吳健強調。