浙江大学文化遗产研究院团队运用高科技手段“激活”沉寂的历史文物 文物数字化：让文化遗产永留存
图①：3D打印的云冈石窟第3窟石像，面部圆润丰满，神态超然。图②：浙江大学自主研发的壁画书画高保真数字化采集技术设备。图③：工作人员正在用便携式丝绸书画扫描仪扫描赵孟�/n1/2018/1009/碑刻信息。（均资料照片）制图：李洁
编者按
中共中央办公厅、国务院办公厅近日印发《关于加强文物保护利用改革的若干意见》指出，保护文物功在当代、利在千秋。要加强科技支撑，将“文化遗产保护利用关键技术研究与示范”纳入国家重点研发计划，建设文物领域国家技术创新中心和国家重点实验室。充分运用互联网、大数据、云计算、人工智能等信息技术，推动文物展示利用方式融合创新，推进“互联网+中华文明”行动计划。
文物数字化，正是借助信息技术创新让文物活起来的途径之一。近年来，浙江大学文化遗产研究院将文物数字化作为重点发展方向，不断进行软硬件技术的研发升级，在文物高保真数字化保护领域取得了引人瞩目的进展，为加强文化遗产的保护与传承提供了有益经验。
一部《我在故宫修文物》在国内掀起一股“文物热”，通过传统手工技艺令文物得以修复“重生”。浙江大学文化遗产研究院文物数字化团队的工作者，则以另一种科技手段“留住”文物，使其“不朽”。这便是文物数字化，即通过拍照、扫描、3D打印等手段，留住文物的“魂”和“形”，为文物建立起全面的数字档案。同时，数字化的应用开发也为大众零距离接触历史宝藏提供了方便，让沉寂的历史文物“走”出了博物馆。
用数字为文物“建档”
太平天国侍王府，坐落于金华市城东鼓楼里70号，曾是太平天国侍王李世贤在浙江的军事指挥所，是我国现存规模最大、保存最完整、艺术品最多的太平天国王府建筑群。
“侍王府原系唐宋时婺州州衙所在，元为浙东道宣慰司与浙东海右道肃政廉访司，元末朱元璋曾驻此，明清为巡按御史行台。清顺治三年，试士院也迁至此。”侍王府纪念馆馆长助理、副研究馆员李倩介绍，1861年侍王李世贤由安徽、江西进军浙江，攻克金华后，遂以侍王府为指挥中心，东院成为议事和举办军事会议的场所，西院明千户所旧址上数重建筑，作为生活办公区。侍王府整个建筑分为宫殿、住宅、园林、后勤四个部分，总面积63000平方米。“侍王府现占地面积17700平方米，建筑面积 3600平方米，是我国现存太平天国时期壁画、彩画最多的地方，已发现壁画 94幅、彩画 375幅，还有木雕及砖石雕等艺术品。1988年，太平天国侍王府被国务院公布为全国重点文物保护单位。”李倩介绍，太平天国失败后，这些壁画被清政府用石灰粉刷掩盖。1963年，维修西院时发现外层脱落处有画，随即进行细剥，沉寂百年的壁画才重见天日。
“壁画是指绘在建筑物墙壁或天花板上的画，是人类历史上最古老的绘画形式。宋以后文人注重卷轴画，壁画趋于衰落。太平天国时期由于政治宣传需要大力提倡壁画，据清人记载，凡王府‘无一不画’。太平天国建国后还专门设置管理绘画的机构 ‘绣锦衙’，使壁画这一传统艺术重放异彩。”李倩介绍，侍王府西院大门东西两侧墙上绘有重彩豪放的《太平有象图》《云龙图》《太师少狮图》，庄重威武。四进的院内墙壁和房梁上也满是壁画和彩画，《樵夫挑刺图》和《四季捕渔图》更是拔萃之作。《四季捕渔图》画面采用不同季节、不同背景、不同色彩，突出了“动、静、展、收”的艺术构思，把渔夫的心态表现得淋漓尽致，充分体现了洪秀全所期望的“太平一统乐如何”的太平景象。
历经岁月沧桑，侍王府壁画表面大面积粉化、褪色，逐渐模糊，有些已经难以分辨描绘的内容。“为使这些珍贵的壁画能够长期保存下去，太平天国侍王府纪念馆对侍王府壁画进行加固、保护、修缮和预防性保护已经提上日程。根据国家文物局的批复，目前已进入壁画保护工程的前期研究和方案设计阶段。壁画数字化是前期工程的一部分。”李倩说，纪念馆通过公开招投标找到浙江大学文化遗产研究院文物数字化团队，希望借助他们的高科技手段对这些珍贵的壁画进行抢救性数字化采集，为珍贵的历史文物“拍照”存档。
在侍王府西院，记者见到的场景是：壁画前，几位工作人员在固定好的轨道上架起支架，支架上固定着各种仪器，仪器中间一台照相机正不停为眼前有点模糊的壁画“拍照”，采集的照片及各种信息同步上传到电脑中。“本次采集工作采用手动壁画拍摄设备、无人机航拍、全站仪测控网布设等技术手段，结合三维激光扫描技术、基于多图像的三维重构全景浏览，全方位多角度实现侍王府壁画及其载体现状的全面数字化记录。”项目负责人罗江淮介绍，前期数据采集是一个庞大的工程，眼前这块不足10平方米的墙壁上照片取景便达2000多张，后期再经过数字化处理，可为保护修复前后的对比分析和壁画修复工作提供依据，也可为今后壁画的展示和利用提供技术支撑。
“数字化采集给文物存档后，还可以在网上展示，观众点击鼠标便可以零距离接触到凤凰彩票的馆藏壁画。”李倩表示，将来也可在此基础上开发文创产品，给有需求的观众留点纪念。
数字化让文物活起来
此前，浙江大学文化遗产研究院文物数字化团队已在湖州完成了一个大项目，即对中国湖笔博物馆和赵孟�/n1/2018/1009/艺术馆内展陈的20件赵孟�/n1/2018/1009/书法作品碑刻原石和9件拓片进行一系列高科技设备的拍摄、扫描。首次采集信息包括 《湖州妙严寺记》《胡笳十八拍》《千字文》碑刻和《信札九通》拓片等文物。“1309年，赵孟�/n1/2018/1009/书写下《湖州妙严寺记》，正文全部用楷书书写，是千古流芳的端庄楷书。”中国湖笔博物馆馆长陆丽萍介绍，赵孟�/n1/2018/1009/作品的纸本原件，在上世纪90年代末期，由美国普林斯顿大学美术馆收藏；而眼前的这块碑石，由晚清时湖州本地望族所刻，至今也成了文物。岁月流逝，《湖州妙严寺记》碑愈发漫漶不清，急需抢救保存。“凤凰彩票团队利用高精度激光扫描、基于多图像的三维重建纹理映射、哈苏高清图版等技术，为妙严寺记碑打造全面的数字化档案。”浙大文物数字化团队工程师汪斌说，这批碑刻和拓片的数字化采集重建工作完成后，成果可用于教学科研和传播展示，电子拓片、3D打印的妙严寺记碑等多种多样的衍生品将让更多人领略传世文物的深厚价值。
2017年12月16日，青岛市文化传媒集团广场6楼顶楼，一尊高9.93米坐佛展现在世人面前，其面部圆润丰满，神态超然。人们高举起手中的相机，在啧啧赞叹声中按下快门。这是全世界首次用3D打印技术实现的大体量、高精度文物复制工程——位于山西大同的世界文化遗产云冈石窟第3窟，被原比例高精度“复制”到千里之外的青岛。云冈石窟研究院与浙江大学文化遗产研究院数字化团队的科学家们，用3D打印技术让云冈石窟“走”出山西。
“为了能让云冈石窟 ‘走’出山西，凤凰彩票团队历经两年时间，数据采集、数据处理、3D打印、结构体设计施工、打印件拼装、光源设计安装，可谓步步艰辛。”浙大文化遗产研究院院长助理刁常宇介绍，如 “复制”过程中有个关键环节是将洞窟分成842块进行3D打印。3D打印机用0.4毫米粗的 “针尖”一层一层打出来，这相当于用0.4毫米的笔尖画一幅大尺度的三维工笔画，20台3D打印机昼夜不停地“画”了六个月，最终形成了整体长17.9米、宽13.6米、高10米的复制窟。真窟还是复制窟，肉眼已无法分辨。
专家观点
新技术为文物保护和研究提供新机遇
“文化遗产是人类在历史上创造的，是人类过去生活的反映，具有不可再生、不可循环的特点。但是，由于无法预料的自然灾害、日积月累的自然侵蚀、人为毁损、战争摧毁、城市及旅游开发、出土文物的保护技术欠缺等原因，大批文化遗产逐渐消失，其承载的已知或未知的人类历史信息也随之消失。”浙江大学文化遗产研究院副教授李志荣表示，文物保护工作的一项重要任务，就是尽最大努力永久地保存并传承遗产的信息。文物数字化就是要将先进的数字技术应用到文化遗产的保护、研究、传承等领域，保障并促进文化遗产保护事业的发展。
上世纪80年代，随着计算机技术的快速发展，图形学、数字图像处理与人工智能等技术逐渐成熟，为文物的保护、复原与研究提供了新的机遇。2010年，浙江大学成立文化遗产研究院，将文物数字化作为重点发展方向，不断进行软硬件技术的研发升级，在中国的文物高保真数字化保护领域取得了引人瞩目的进展。 “利用计算机数字手段对文化遗产进行复原及保护，在虚拟的世界中进行数字化保存和展示，可以实现文物的重建、历史的再现，并长期保存，让历史在数字化中获得 ‘永生’。”李志荣表示，中国作为一个重要的文明古国，不能仅靠古老的文明与西方对话，在新时代，还要靠全新的技术与世界沟通，让携带着中华文明基因的文物真正 “活起来” “走出去”。
