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明珠出匣——千古莫高窟引领遗产数字化发展

2019-3-28 23:25| 发布者: IICC| 查看: 61| 评论: 0|原作者: 倪浩然|来自: 清源文化遗产

摘要: 清源文化遗产微信号 mobiheritage敦煌敦煌市位于河西走廊最西端,地处甘肃、青海、新疆三省的交汇处,是古代中国通往西域、中亚和欧洲的交通要道丝绸之路上的交通枢纽和休闲驿站。这使得敦煌成为商贸繁荣、文化昌盛的多元化特色城市。被誉为西域咽喉的敦煌在千年的历史进程中融合了多国多民族的文化特色,商旅、使者、宗教徒的生存活动将不同风俗不同地域的文化交织在一起。在沉稳厚重的本土文化中镶嵌着璀璨绚丽的西

 倪浩然 王麒



清源文化遗产
微信号 mobiheritage敦煌
敦煌市位于河西走廊最西端,地处甘肃、青海、新疆三省的交汇处,是古代中国通往西域、中亚和欧洲的交通要道丝绸之路上的交通枢纽和休闲驿站。这使得敦煌成为商贸繁荣、文化昌盛的多元化特色城市。被誉为西域咽喉的敦煌在千年的历史进程中融合了多国多民族的文化特色,商旅、使者、宗教徒的生存活动将不同风俗不同地域的文化交织在一起。在沉稳厚重的本土文化中镶嵌着璀璨绚丽的西域、欧洲文化,再经历数千年的雕琢与打磨,外来文化、艺术已与本土相结合,形成了举世无双深厚博大的敦煌文化。

图/古丝绸之路线路
莫高窟

  历史选择了敦煌,世界文化选择了莫高窟。自前秦建元二年(366年)乐僔和尚在敦煌岩壁上开凿了第一个洞窟开始,莫高窟记录下了中国千年发展的历史。从十六国战乱到隋唐丝绸之路的繁荣再到元代停止开窟、明朝封闭嘉峪关,最后到清光绪二十六年(1900)王圆箓道士发现藏经洞震惊世界,莫高窟不仅经历与见证了朝代的更替,更体现出多元文化的碰撞与融合。在几千年的历史进程中,莫高窟以塑像与壁画的方式将漫长而庞大的历史文化信息传承保留了下来。作为承载这些艺术瑰宝的载体,敦煌莫高窟被誉为世界上现存规模最大、内容最丰富的佛教艺术圣地,1961年被公布为第一批全国重点文物保护单位,1987年被世界教科文组织列为世界文化遗产。

  经过千年的开凿、描绘,莫高窟形成了有735个洞窟、4.5万平方米、2290尊泥质彩塑的规模宏大的佛教石窟群。单从洞窟的建筑形制就可分为殿堂窟、覆斗顶型窟、涅槃窟、禅窟等多种类型,还保存有比较完善的宋代木质结构的洞窟外建窟檐,作为罕见的木结构古建筑实物资料,具有极高的研究价值。洞窟内的壁画作品绘画技艺精湛、画面丰富多彩,风格由最初自印度引入的佛教绘画逐渐转变为本土化的中国式佛教绘画,堪称千年壁画博物馆,也是一部中世纪中亚地区绘画史。窟中彩塑造像用料简单但做工细腻,佛像的细节刻画生动自然,表现效果随着时间的变换和文化的交汇,从秀骨清像的舶来佛模样转化为敦厚朴实的中原佛形象,同时也为研究不同朝代的衣着服饰文化提供了不可多得的遗存参考。



图/敦煌莫高窟
逐渐衰老的莫高窟
自乐僔和尚开窟以来莫高窟经受了千年的风化、潮湿、崩塌等自然侵蚀,元明两朝对莫高窟的荒弃也加速了这些侵蚀的发展,直至王道士发现藏经洞,保护莫高窟才逐渐成为中国乃至世界的课题。1941年10月,国民政府检察院院长于右任在视察敦煌时特地前往莫高窟探望老友张大千先生。大佛脚下的促膝夜谈之后,于右任采纳了张大千的建议,返回重庆第一时间给国民政府提交建议案,建议设立敦煌艺术学院,用以保护民族文化遗产,弘扬敦煌石窟艺术。1943年6月,国民政府批准了于右任的议案。1944年元月,国立敦煌艺术研究所成立,常书鸿任第一任所长。自此,莫高窟的保护与研究工作正式开始。

图/常书鸿先生(1904~1994年),来源:网络

时间进入到21世纪,随着国内社会进步、经济发展,旅游业兴盛,前往敦煌莫高窟参观学习的游客逐日增多。这就带来了一个新的问题:文物保护与展示利用之间的矛盾——参观人数越多,洞窟内的文物破坏速度就会加快。监测数据显示,洞窟内同时容纳40人时洞内二氧化碳含量会增加7.5倍,空气相对湿度上升10%,空气温度升高4℃,由于洞窟的形制特点,小环境下无法短时间内恢复适宜条件,人员密集将对洞窟内壁画、造像带来无形的破坏。

科学管理,数字展示
1.监测管理

  自2002年起,敦煌研究院与世界著名文保研究机构——美国盖蒂保护研究所合作开展了“莫高窟游客承载量研究”,根据莫高窟现有状况进行科学计算,得出莫高窟单日游客接待最大容量为3000人次。再结合科学规划以及合理分流,可将莫高窟单日游客承载量由3000人次增加到6000人次。确定了游客承载量的上限,接下来的工作即是制定一套内容丰富的观览方案和切实可行的人流控制方案。

  2014年8月1日起,敦煌莫高窟正式实施了“数字旅游”新模式,游客需要在网上预约购票,并于预约时间段进行参观活动,在参观的开始阶段,游客将在数字展示中心观看到高清宽银屏数字电影《千年莫高》和球幕电影《梦幻佛宫》。之后统一乘坐大巴车前往莫高窟开始限时75分钟的实地参观学习,每天限流6000人次参观。这一方案的实行,大大降低了莫高窟的展示承载压力。同时,在敦煌研究院石窟监测中心内设有莫高窟监测预警系统,每一个开放洞窟中都架设专业的实时监测设备,设备运行监测的同时将结果同步发送到各相关业务部门,游客讲解部门可以根据每个洞窟的实时情况进行应急调整。



图/莫高窟328窟空气环境监测仪

图/敦煌莫高窟监测预警系统
2.数字化展示

图/敦煌莫高窟数字展示中心,来源:网络数字展示中心一共有主题影院和球幕影院各2座,每座影院可容纳200人观影。其中球幕影院放映的《梦幻佛宫》是全球首部高清8K实景数字球幕电影,电影采用了国际最先进的无缝拼接技术,将直径为18m,面积为500㎡的透声铝合金球形银幕完全覆盖,6台4K Sony LCOS超高清投影仪同时向四周和球顶投射图像,使观众看不出一丝拼接的痕迹,后台经30多台计算机同时运行,做到视频、音频同轨播放。为了达到与实际洞窟一致的效果,数字展示中心在影片的制作过程中特地聘请了专业技术人员对洞窟进行三维扫描,从而获取洞窟的三维数字模型,再将数字化采集的图片对应到无色的三维模型上,营造出置身于洞窟中逼真的观影效果,这是全国乃至世界的首例尝试。

图/球幕电影《梦幻佛宫》,来源:网络

图/莫高窟254窟壁画《萨埵那太子舍身饲虎》,来源:网络
3.数字化采集

球幕电影的制作大致分为洞窟数字化采集-高精度球幕CG渲染-影片后期处理三个阶段,在洞窟数字化采集阶段,为了最好的展示出壁画及造像的细节,需要对洞窟拍摄4000~40000张清晰度为300dpi的图片,在保证每张图片的重合率在50%左右时对图像进行拼接。拍摄之前先要对洞窟进行位置、面积、环境等因素的调查,用来设置拍照设备的拍摄参数。考虑到文物的脆弱性,在拍摄的过程中为了避免采集设备与文物进行接触,需要提前架设拍摄轨道进行轨道式分幅拍摄,根据不同洞窟的实际环境、壁画表面的凹凸变化,运用激光扫描技术采集大量高精准控制点,结合激光扫描的强度信号可知壁画表面不同位置的形变,精准的定位壁画并拍摄。随着工作开展的经验积累,拍摄团队总结出一套“多视点拍摄与计算机结合处理”的方法,采用一轨道多点分层拍摄,最大程度地保证画面拼接的统一性。

庞大的数据采集工作像是一种修行,专业的拍摄团队每天都要在阴暗的洞窟内工作八小时,再配合后期处理小组、纠正小组、验收小组等近60人参与数字化拍摄工作,最终才能达到《敦煌壁画数字化技术规范》的要求完成壁画采集。采集完成后的数据可以被用于高清壁画打印、影视作品制作和3D打印展示。目前莫高窟部分洞窟已经完成数字化工作,在相应洞窟入口处可以看到贴有二维码标示的展示牌,游客可以通过微信扫描二维码的方式观看该洞窟的高清多层级数字化模型,并带有讲解音频,充分弥补了压缩参观时间后游人无法全面了解洞窟的这一缺陷。如此以来,莫高窟的壁画造像不仅仅局限于洞窟内的参观,更多的人可以从数字化展示的作品中了解、欣赏莫高窟,打破了时间与场地及环境的约束,人们可以随时随地在电子设备上观看高清数字图像、洞窟模型和3D造像模型,减少了莫高窟实地参观游客的数量,延缓了文物褪化的进程。

图/数字化图像采集轨道
4.身临其境体验数字化

  近年来,敦煌莫高窟不仅利用数字化展示将游人请进来,还利用数字化的便利让莫高窟走出去,敦煌研究院在开展数字化项目以来,每年都会在不同城市进行敦煌艺术展,展示内容包括激光打印高清数字化壁画、3D打印彩塑造像、洞窟3D全景影像等,每年的展览活动都会在当地乃至全国掀起敦煌文化热潮,反响强烈、好评不绝。摆脱了莫高窟实体洞窟内的光线、环境、温湿度等因素的束缚,借助数字化手段来完成的敦煌展将洞窟近乎完美的复制搬运出来供人们欣赏,这既缓解了莫高窟文物本体的开放展示压力,同样也给无法去敦煌到莫高窟实地参观的人们一个切身体会美轮美奂的敦煌文化的机会。



图/海喜马拉雅美术展示图,158窟涅槃佛,来源:网络

今年5月1日正式上线的“数字敦煌”首次将30个经典洞窟的高清数字化内容和全景漫游面向全球展示,引起全世界热烈的反响。“数字敦煌”的上线以及敦煌文化展在全国掀起的浪潮充分显示出数字化保护、展示对文物行业的深远影响。在科技信息化飞速发展的时代,将实物虚拟化是对现在实物原貌最好的记录,而全新的数字化技术可以将虚拟再次实体化,如果说前者是打破了时间的界限,那么后者就是打破了空间的界限。这为未来几十年甚至上百年的后辈们研究学习历史,提供了真实完整的资料。



图/“数字敦煌”首页,来源:数字敦煌网

图/莫高窟322窟全景漫游图,来源:数字敦煌网
CHCC与文保数字化
作为文化遗产保护行业的先驱集团,CHCC团队也早已投身到数字化保护研究的行列。在小南海石窟保护中辅助绘制彩色展开影像图的近景摄影测量技术,以及在长城保护项目中分析箭楼射击防御角度及范围的三维建模分析技术,开启了CHCC团队在保护工作中对数字化技术的应用。在佛光寺东大殿的勘察中三维激光扫描测量技术的成功应用,使项目组获得了大量精确数据,并以此为基础建立了佛光寺东大殿的三维信息数据库。此后经过多个项目的实践,三维激光扫描测量及建模技术成为了CHCC团队重要的数字化技术手段。

图/高清数字化模型近些年在以前数字化工作的基础上,CHCC团队还开发应用了针对石质文物及彩塑勘察保护的摄影三角测量技术及高精度三维激光扫描建模技术,针对壁画勘察保护的高清正射影像技术(包含侧射光正射影像)和高光谱成像技术,针对大体量建筑群或石窟寺等复杂形体文物的倾斜摄影测量建模技术等一系列新型数字化技术。随着科技的进步以及近年来对文物展示工作的新要求,CHCC团队在2015年建立了自己的数字化展示实验室,实验室采用立体式融合投影的方式,将墙体与地面空间进行全景融合,可以逼真的虚拟展示建筑空间或洞窟空间,可以进行虚拟现实、增强现实等虚拟展示技术的实验及探索。

图/CHCC四屏数字化展示实验室

带着朝圣与学习的心态,CHCC团队前往敦煌进行参观学习交流。学习观摩的第一站在敦煌研究院的科技保护试验室,整洁的办公室内放置了多种便携式分析测试仪器,扫描电子显微镜、能谱仪、光谱仪、X射线衍射仪、恒温恒湿箱等。鉴于洞窟内环境因素的影响以及壁画、造像的特殊性,便携式设备更能适应现场分析测试的工作。在如今的科技设备支持下,研究员们可将文物在最小损耗下进行逐层的剖析,从绘画工艺到颜料素材选择,一步步的揭开祖先留存数千年的艺术瑰宝的神秘面纱。之后的数字展示交流中,敦煌研究院的工作人员向我们展示了敦煌文化展背后的数字化技术支撑与展示设计思路,敦煌研究院将莫高窟崖体重建、数字展示中心媒体和敦煌艺术外展等活动结合到一起,运用科技手段充分挖掘莫高窟的艺术文化和科学价值,给人们提供了一个进一步了解敦煌文化的平台,同时也将敦煌文化推向更广阔的公众平台之上。CHCC团队与敦煌研究院技术人员围绕莫高窟的科技保护、遗产管理、展示利用等方面进行讨论,专家们的倾囊相授对团队启发良多。



图/CHCC团队与敦煌研究院专家合影

翌日清晨CHCC团队从莫高窟数字展示中心开始,切身体会莫高窟数字化游览的行程。主题影院的《千年莫高》拍摄精良,场面宏大,观影者纵览历史变迁,赏析之后心中的情愫久久不能平复,球幕电影《梦幻佛宫》又如置身于佛窟之中,庄严神圣的造像在荧幕中犹如神佛降世临凡,每一位观众此时都显得如此渺小。经过两部荧幕佳作的熏陶,游人学者带着一种朝圣的心态驱车前往莫高窟。矗立在莫高窟前的游人都会被莫高窟恢弘的气势所震撼。在解说员翟先生的带领下,团队择优参观了一些盛名远扬的普窟、特窟,栩栩如生的造像凝聚了祖先千年的艺术积累,造像细节的刻画也向世人展示了先辈工匠技艺的精湛。绚丽多彩的颜料所描绘出的精美绝伦的壁画给后人讲述了一个又一个佛缘因果的故事。伴随着解说员妙语连珠的讲解,仿佛心灵在这一刻得到了洗涤,灵魂在这一刻得到了升华。



图/莫高窟外景

图/敦煌数字化展示洞窟61窟,来源:敦煌石窟旅游网

莫高窟这一世界艺术文化瑰宝在戈壁滩上受风雨洗礼了千年,在不可逆的损耗下逐渐的酥朽、老化。是科技数字化的技术将莫高窟现存最完整的样子记录、保存了下来,也是科技数字化的技术让更多的人了解了它。敦煌莫高窟作为利用数字化技术进行文物保护的先驱,他们用一次次反响强烈的成果向世人展示出了他们的努力与成功。经过此次亲临莫高窟的参观学习,在敦煌研究院的专家学者答疑解惑之下,CHCC团队对文保数字化、对科技保护、对监测检测有了更清晰、更深刻的了解。在不久的将来,CHCC团队将会把数字化展示技术应用到更多文化遗产保护的工作上,让遗产留存的更久,让文化传承的更真。无愧于这个电子信息化时代的先驱文保人。


*文中未注明出处的图片均由CHCC综合一所提供。

清源文化遗产
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