數字考古：在二進制世界留住歷史

朱涵

引入數字化手段記錄考古過程、保存文物遺跡信息，已經成為考古界的共識，越來越多的文物古跡建立起數字檔案。即使未來文物遺跡遭受不可逆的破壞，也能夠根據保存的原始信息對其進行復原。

漫長歲月中，歷史文物在各種自然因素不可逆的影響下，漸漸變得面目模糊。如今，借助數字考古技術建立的高清數字檔案，可將石窟和雕刻的每一處鑿痕、壁畫的每一筆起落都詳盡記錄。

目前，引入數字化手段記錄考古過程、保存文物遺跡信息，已經成為考古界的共識，越來越多的文物古跡建立起數字檔案。即使未來文物遺跡遭受不可逆的破壞，也能夠根據保存的原始信息對其進行復原。

千里之外睹“真容”

綠蔭掩映的浙江大學紫金港校區里，有一座“敦煌石窟”，洞窟的左、右兩面墻壁上，覆蓋著金碧輝煌的唐代風格大型壁畫。

這是敦煌莫高窟第220窟的復制品。走進窟室中，看見的是完全一樣的尺寸、一樣的色彩、一樣的斑駁痕跡，甚至細小起伏和泥底上剝露出的細麻和麥秸也完全一樣。不一樣的是，這個洞窟不再害怕風沙、光照和游人帶來的負面影響。

它是由浙江大學數字化考古團隊根據高精度數字檔案復制而成。觀眾們能夠在千里之外如身臨其境般，與文化瑰寶實現近距離接觸。

“先是按照數字測量結果，精確復制洞窟空間，然后再按照相關技術進行還原，就得到了這個還原度非常高的敦煌壁畫窟?！闭憬髮W數字考古團隊刁常宇副教授說。

“壁畫呈現的是目前保存的真實面貌，色彩還原度達到95%以上?！闭憬髮W數字考古團隊李志榮副教授說。

目前，引入數字化手段記錄考古過程、保存文物遺跡信息，已經成為整個行業的共識，越來越多的文物古跡建立起數字化檔案。浙江大學數字考古團隊是我國最早開始探索數字技術在考古領域應用的團隊之一，他們參與并推動敦煌莫高窟、須彌山石窟、阿里托林寺壁畫等多項重大文物數字化工作，已經結出諸多豐碩成果。

目前，該團隊已將文物數字化技術推廣應用到全國20多個省、市、自治區的100多家文博單位及遺址點，部分成果圖像、視頻已經在互聯網上對大眾開放。

記錄是最好的保護

在寧夏固原市須彌山南麓，峰巒疊嶂、怪石嶙峋，一百多處石窟開鑿在鴻溝相隔的8座石山峭壁上。

這里的佛像，小的只有幾十公分高，大的足有幾十米高，占據大半個山坡。行走在須彌山石窟之間，游人能夠真真切切地感受到，眼前綿延至今已有上千年的石窟，正在迅速衰老——石窟佛像、彩繪壁畫出現大面積風化，棱角已被磨平的古道臺階上總有一層薄薄的紅色沙粒。

上世紀80年代，曾經有文保團隊對須彌山石窟進行化學保護試驗，嘗試將化學藥水涂在巖石上延緩洞窟的風化，但阻止石質文物風化乃世界性難題，化學藥水只能夠滲透表層，而須彌山山體是粗砂礫巖石，易溶于水，一下雨，里頭的巖石松了，外層卻堅硬，巖體就更容易分離。

“目前還沒有很好的化學、物理方法延緩和阻止石窟的風化，因此記錄就是最好的保護。須彌山石窟、敦煌石窟、托林寺壁畫都是如此?！崩钪緲s說。

在過去，石窟寺考古中最耗費時間的工作是洞窟的測量，而石窟遺跡復雜、造像繁富，三維測繪也很難精準。數字化技術介入石窟寺考古，把研究人員從繁瑣的工作中解脫出來，對遺跡的觀察和記錄的全面程度得到很大的提升。

數字化設備包括帶軌道的高保真壁畫采集設備、相機、補光設備和色彩管理設備等。由于洞窟、壁畫等工作對象大小不一，損毀程度、光照條件都不同，田野工作中研究人員往往需要針對每一項任務研發不同的設備和軟件，制定不同的實施方案。

在莫高窟，浙江大學數字化團隊自主研發的壁畫拍攝設備已更新到第四代，該設備可以向上自動升高到4.5米，通過鋪軌道的方式向前無限延伸，頂部的燈光能夠自動調節，從而保證相機拍攝照片的整體效果。

從壁畫的起始到結束，每分鐘拍4張照片，每張照片的拍攝面積大約是60厘米×40厘米，采樣率達到每英寸300個像素，一面24平方米的壁畫需要拍攝四五百張照片，一整面墻的圖像采集和拼接過程，需要大約3天時間。

“在得到高分辨率的圖像后，用浙江大學自主研發的壁畫自動化拼接軟件進行處理，可以得到壁畫的精確正射投影數據?！钡蟪Ｓ钫f，在拼接、制圖的同時，系統會抽出原畫的典型色彩進行校色，色彩還原度達到95%以上，整體變形的偏差控制在 2毫米之內。

三維復制石窟和造像難度更大。目前，云岡石窟研究院聯合浙大團隊正在進行云岡石窟3窟和12窟的三維復制項目。如何將石窟復制得形象接近、質感逼真是當前的難題。通過近兩年的實驗，現已取得多項技術突破。未來，“克隆”的12窟將有可能進行遠距離“旅行”，作為中華文化的使者走向世界。

高精確度揭千年謎團

數字化采集獲取了傳統攝影方法無法取得的高精度圖像，研究人員將之稱為“筆觸級”還原，意為能夠看清畫或造像中每一根線條和工藝的起落次第，也因此呈現出易被人眼忽略的細節。

在托林寺白殿東壁的一組圖像下方，研究者首次通過高精度圖像發現了一處因雨水沖刷而字跡不明的重要題記。經辨認，確定畫像中央主尊為釋迦牟尼佛，從而確認周圍壁畫表現的是大迦葉“修頭陀行”的故事。

山西忻州定襄居士山山脊有一塊高近2.8米、寬約1.3米的摩崖碑，被自然侵蝕得字跡模糊，身世年代長期沒有定論。研究人員利用三維激光掃描、多視圖三維重構技術、高精度自動紋理映射技術等多項綜合技術，全方位采集居士山摩崖碑的每一處刻痕形成三維數字圖像后，在上面辨識出了“晉”字，從而確認了此碑是年代為西晉的胡奮紀功碑。

“過去是猜也猜不出，現在是猜都不用猜。新技術能幫我們‘看到很多不可能?！鄙轿鞑┪镌簩W術委員會主任渠傳福說。

“我們堅信，數字化技術會對考古記錄和研究水平的提高產生長遠影響?！崩钪緲s說，數字考古的另一個重要意義在于文化普及與傳承，為文化研究和傳播提供可信、可持續、可不斷發掘的文化資源。endprint