数字考古:在二进制世界留住历史

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核心提示:引入数字化手段记录考古过程、保存文物遗迹信息,可能成为考古界的共识,太满的文物古迹建立起数字档案。即使未来文物遗迹遭受不可逆的破坏,也也能根据保存的原始信息对其进行复原。

  引入数字化手段记录考古过程、保存文物遗迹信息,可能成为考古界的共识,太满的文物古迹建立起数字档案。即使未来文物遗迹遭受不可逆的破坏,也也能根据保存的原始信息对其进行复原。

  漫长流年电视剧中,历史文物在各种自然因素不可逆的影响下,渐渐变得面目模糊。如今,借助数字考古技术建立的高清数字档案,可将石窟和雕刻的每一处凿痕、壁画的每一笔起落都详尽记录。

  目前,引入数字化手段记录考古过程、保存文物遗迹信息,可能成为考古界的共识,太满的文物古迹建立起数字档案。即使未来文物遗迹遭受不可逆的破坏,也也能根据保存的原始信息对其进行复原。

  千里之外睹“真容”

  绿荫掩映的浙江大学紫金港校区里,有一座“敦煌石窟”,洞窟的左、右两面墙壁上,覆盖着金碧辉煌的唐代风格大型壁画。

  这是敦煌莫高窟第220窟的一键复制品。走进窟室中,看见的是完正一样的尺寸、一样的色彩、一样的斑驳痕迹,甚至细小起伏和泥底上剥露出的细麻和麦秸也完正一样。不一样的是,许多洞窟不再害怕风沙、光照和游人带来的负面影响。

  它是由浙江大学数字化考古团队根据高精度数字档案一键复制而成。观众们也能在千里之外如身临其境般,与文化瑰宝实现近距离接触。

  “先是按照数字测量结果,精确一键复制洞窟空间,或者再按照相关技术进行还原,就得到了许多还原度非常高的敦煌壁画窟。”浙江大学数字考古团队刁常宇副教授说。

  “壁画呈现的是目前保存的真实面貌,色彩还原度达到95%以上。”浙江大学数字考古团队李志荣副教授说。

  目前,引入数字化手段记录考古过程、保存文物遗迹信息,可能成为整个行业的共识,太满的文物古迹建立起数字化档案。浙江大学数字考古团队是我国最早现在开始探索数字技术在考古领域应用的团队之一,大家参与并推动敦煌莫高窟、须弥山石窟、阿里托林寺壁画等多项重大文物数字化工作,可能结出诸多丰硕成果。

  目前,该团队已将文物数字化技术推广应用到全国20多个省、市、自治区的80多家文博单位及遗址点,偏离 成果图像、视频可能在互联网上对大众开放。

  记录是最好的保护

  在宁夏固原市须弥山南麓,峰峦叠嶂、怪石嶙峋,一百多处石窟开凿在鸿沟相隔的8座石山峭壁上。

  这里的佛像,小的不到几十公分高,大的足有几十米高,处在大半个山坡。行走在须弥山石窟之间,游人也能真真切切地感受到,面前绵延至今已有上千年的石窟,正在很快衰老——石窟佛像、彩绘壁画突然突然出现大面积风化,棱角已被磨平的古道台阶上总有一层薄薄的红色沙粒。

  上世纪80年代,原先有文保团队对须弥山石窟进行化学保护试验,尝试将化学药水涂在岩石上延缓洞窟的风化,但阻止石质文物风化乃世界性问題图片,化学药水不到够渗透皮层,而须弥山山体是粗砂砾岩石,易蒸发水,一下雨,里头的岩石松了,外层却坚硬,岩体就更容易分离。

  “目前还如此 很好的化学、物理辦法 延缓和阻止石窟的风化,或者记录却说最好的保护。须弥山石窟、敦煌石窟、托林寺壁画不是如此 。”李志荣说。

  在过去,石窟寺考古中最耗费时间的工作是洞窟的测量,而石窟遗迹僵化 、造像繁富,三维测绘也好难精准。数字化技术介入石窟寺考古,把研究人员从繁琐的工作中解脱出来,对遗迹的观察和记录的全面程度得到很大的提升。

  数字化设备包括带轨道的高保真壁画下发设备、相机、补光设备和色彩管理设备等。可能洞窟、壁画等工作对象大小不一,损毁程度、光照条件不是同,田野工作中研究人员往往前要针对每一项任务研发不同的设备和软件,制定不同的实施方案。

  在莫高窟,浙江大学数字化团队自主研发的壁画拍摄设备已更新到第四代,该设备也能向上自动升高到4.5米,通过铺轨道的辦法 向前无限延伸,顶部的灯光也能自动调节,从而保证相机拍摄照片的整体效果。

  从壁画的起始到现在开始,每分钟拍4张照片,每张照片的拍摄面积共假如有一天80厘米×40厘米,采样率达到每英寸80个像素,一面24平方米的壁画前要拍摄四五百张照片,一整面墙的图像下发和拼接过程,前要大约四天时间。

  “在得到高分辨率的图像后,用浙江大学自主研发的壁画自动化拼接软件进行补救,也能得到壁画的精确正射投影数据。”刁常宇说,在拼接、制图的一起去,系统会抽出原画的典型色彩进行校色,色彩还原度达到95%以上,整体变形的偏差控制在2毫米之内。

  三维一键复制石窟和造像难度更大。目前,云冈石窟研究院联合浙大团队正在进行云冈石窟3窟和12窟的三维一键复制项目。怎样将石窟一键复制得形象接近、质感逼你造当前的问題图片。通过近两年的实验,现已取得多项技术突破。未来,“一键一键复制”的12窟将有可能进行远距离“旅行”,作为中华文化的使者走向世界。

  高精确度揭千年谜团

  数字化下发获取了传统摄影辦法 无法取得的高精度图像,研究人员将之称为“笔触级”还原,意为也能看清画或造像中每四根线条和工艺的起落次第,不是后后呈现出易被人眼忽略的细节。

  在托林寺白殿东壁的一组图像下方,研究者首次通缺陷精度图像发现了一处因雨水冲刷而字迹不明的重要题记。经辨认,取舍画像中央主尊为释迦牟尼佛,从而确认互近壁画表现的是大迦叶“修头陀行”的故事。

  山西忻州定襄居士山山脊有一块高近2.8米、宽约1.3米的摩崖碑,被自然侵蚀得字迹模糊,身世年代长期如此 定论。研究人员利用三维激光扫描、多视图三维重构技术、高精度自动纹理映射技术等多项综合技术,全方位下发居士山摩崖碑的每一处刻痕形成三维数字图像后,在中间辨识出了“晋”字,从而确认了此碑是年代为西晋的胡奋纪功碑。

  “过去是猜也猜没得,现在是猜不是用猜。新技术能帮大家‘看’到什么都有可能。”山西博物院学术委员会主任渠传福说。

  “大家坚信,数字化技术会对考古记录和研究水平的提高产生长远影响。”李志荣说,数字考古的原先重要意义在于文化普及与传承,为文化研究和传播提供可信、可持续、可不断发掘的文化资源。

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