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数字敦煌:一眼千年,回首又见画中人

2021年1月22日 21:55  CCTIME飞象网  

“敦,大也; 煌,盛也。” 敦煌莫高窟始建于前秦建元二年(公元366年),历经十个朝代1600多年的营建,是全世界仅有的两个符合世界文化遗产全部六项标准的遗产点。敦煌石窟是中国古代文明的一个璀璨的艺术宝库,也是古代丝绸之路上曾经发生过的不同文明之间对话和交流的重要见证;敦煌壁画其高超的艺术水平、广泛的取材范围、大气磅礴的内容构思、浓烈而又瑰丽的色彩形成了自身独特的艺术风格,成为了当之无愧的“墙壁上的图书馆”。

著名作家余秋雨更是在《文化苦旅》中写道“看莫高窟,不是看死了一千年的标本,而是看活了一千年的生命。”诚然,敦煌莫高窟文物具有极强的艺术张力和渲染力,在全世界范围内都是独树一帜的艺术瑰宝,而数字化更加透彻展现其独特的艺术价值和魅力,也让这历经千年的生命力越发的鲜活而生动。

敦煌壁画

文化与科技融合 是文化遗产保护趋势

在文化科技深度融合时代,文化和科技正在彼此潜移默化地相互渗透,科学发明和创造融入文化艺术的想象和情感,艺术创造及美的探索又渗入科学技术的理性,文化与科技正日趋走向深度融合。文化科技融合不是简单地相加,而是有机地整合。

随着科技日新月异的发展,文化与科技融合成为一种新型业态,一些文化与科技融合的产物也应运而生,采用数字摄影、三维信息获取、虚拟现实、多媒体与网络等信息技术,将与文化遗产相关的文字、图像、声音、视频及三维数据信息数字化,可以永久性地保存,使公众最大限度地、公平地享有文化遗产。敦煌莫高窟的数字化,首先是为了抢救敦煌石窟珍贵的文物信息,使之得以永久真实地保存,为敦煌学研究提供准确详细的信息资料,并可制作虚拟洞窟供游客欣赏参观,为缓解石窟开放的压力、保护壁画提供技术保障,同时,敦煌学数字化代表了数字化时代敦煌学发展的新趋势。

“数字敦煌” 让文物“永久保存、永续利用”

敦煌莫高窟现存洞窟735个,其中保存有建筑、雕塑、壁画的洞窟492个,壁画45000平方米,彩塑2400余身。由于窟内的彩塑和壁画都是由泥土、木材、麦草等材料制成,随着时间的推移和参观游客的增多,莫高窟文物的保护面临巨大压力。为应对莫高窟不可逆转的衰退,早在20世纪80年代末,敦煌研究院就开始提出“数字敦煌”构想,通俗的解释就是“给佛拍照”,即利用计算机技术和数字图像技术,实现敦煌石窟文物的永久保存、永续利用,并率先在国内文博界开展文物数字化工作。

2016年5月1日,“数字敦煌”资源库上线,“数字敦煌”是一项敦煌保护的虚拟工程,该工程包括虚拟现实、增强现实和交互现实3个部分,使敦煌瑰宝数字化,打破时间、空间限制,满足人们游览、欣赏、研究等需求。通过“数字敦煌”,全球各地的网友都可登录360 °欣赏石窟内部跨越了北魏、西魏、北周、隋、唐等10个朝代的30 个洞窟壁画的高清数字图像以及有关壁画的文字介绍,并可以进行虚拟漫游体验。

2017年9月20日,“数字敦煌”资源库英文版正式开通。截至目前,“数字敦煌”资源网的全球访问量已达千万人次。此外,通过采用8K高分辨率技术拍摄,球幕电影《梦幻佛宫》带来的是“人在画中游”的神奇体验。厚重的历史,静态的壁画,一下子都“活”了起来。

球幕电影《梦幻佛宫》

经过30年的不断实践,敦煌研究院形成了一套科学的敦煌壁画数字化工作规范,制定了文物数字化保护标准体系,截至2020年共采集高精度洞窟数据220个,洞窟整窟图像加工156个,洞窟空间结构重建143个,彩塑三维重建45身,大遗址三维重建7处,石窟全景漫游节目制作210个洞窟,档案底片数字化50000余张,文物数字化数据总量超过300TB。

如何对石窟进行数字化保护?

第一步是数字化方案设计,对数字化洞窟进行内容、相关资料调查,测量和计算壁画面积、尺寸、空间距离,记录洞窟现状,制定数字化方案指导数字化工程实施。

第二步是图像采集,铺设轨道,设计灯光,色彩管理,利用自主研发反光箱对采集对象进行正摄影像散点拍摄,并在采集过程中实时检查图像质量。75DPI分辨率可以满足对于文物的基本资料存储,但若实现数字化需要达到300DPI。从75DPI提升到300DPI是什么概念?以1平方米壁画为例,用75DPI分辨率拍摄只要两张,用300DPI拍摄的话要60~70张,拍摄和后期图像拼接的工作量大幅度增加,同时数据的采集量和存储量也大幅增加。

工作人员对图像进行数据采集

第三步是图像加工,对原始图像进行预处理设置,然后对图像进行加工处理形成以单个壁画为单位的融合图像,最后通过获取到的洞窟三维点云数据生成的强度影像图,利用定位与纠正得到形变在毫米级别的高精度图像。

壁画实际尺寸5m×3.3m(约1000张照片拼接300dpi)

第四步是数据存储,将采集原始图像、图像处理过程文件和最终文件按照档案存储要求存储在服务器制定位置,并将数据验证贯穿始末,保证数据档案完整性。为此,敦煌研究院配置了华为OceanStor海量存储,基于其高扩展和高可靠能力,实现对海量文物数据持久稳定的保存。

此外,遗址建筑的三维重建技术、基于结构光的三维彩塑重建技术、3D打印技术、VR虚拟漫游技术等数字技术的应用在构建数字敦煌中发挥了关键作用,在大幅提升观众感观体验的同时,也无不体现数据对于点亮数字文明的价值。

大遗址三维重建技术

基于结构光的三维彩塑重建技术

虚拟漫游技术

在2020年12月29日举办的“全球数据存储教授论坛”中,敦煌研究院副院长苏伯民在《敦煌石窟科技保护与成果应用》的报告中介绍道:

“在数字敦煌项目中,利用计算机技术和数字图像技术,实现敦煌石窟文物的永久保存、永续利用,打破时间、空间限制,满足人们游览、欣赏、研究等需求。将来会建设敦煌数字博物馆,用多种呈现方式来表现敦煌的艺术,这些都需要底层数据很好的支持。从2019年开始,敦煌研究院与华为等多个高科技企业的合作,在文物的信息化建设、敦煌文物数字资源的多样化展示方式的研究,以及智慧导览与服务等方面持续努力,探索出一条文化与科技深度融合之路。”

从文物保护到展示呈现,再到艺术创新,对符号的提取和转译、对内容的阐释与传播、对时空的融合与再造,已成为当今敦煌研究人员借助科技手段进行文化弘扬与创新的重要路径。华为OceanStor存储也将在数字敦煌的持续创新中,用最好的数据存储技术释放数据价值,为数字敦煌展现勃勃生机、点亮数字文明不懈努力。

 

编 辑:T01
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