5月11日傍晚,習(xí)近平總書記來到大同雲(yún)岡石窟考察歷史文化遺産保護(hù)工作。
“昨天現(xiàn)場風(fēng)很大,總書記的到來,讓我們備受鼓舞?!被貞浧甬?dāng)時的場景,雲(yún)岡石窟研究院數(shù)字化室主任寧波仍然激動不已。
“作為從事文物保護(hù)的科技工作者,我們將加倍努力,用現(xiàn)代科技保護(hù)好珍貴的文化遺産,更好地讓千年石窟‘活’起來?!睂幉?月12日在接受科技日報記者採訪時説。
三維掃描數(shù)字?jǐn)z影 為千年石窟存立體檔案
雲(yún)岡石窟位於山西省大同市西郊的武周山南麓,距今已有1500餘年歷史,是我國規(guī)模最大的石窟群之一,2001年被聯(lián)合國教科文組織列入《世界遺産名錄》。
長期處於自然環(huán)境中的石窟,難免受到風(fēng)霜雨雪的侵蝕,面臨風(fēng)化剝蝕的威脅。為盡可能降低自然風(fēng)化對石窟的影響,文物科技工作者絞盡腦汁?!暗F(xiàn)有的技術(shù)水準(zhǔn),難以完全阻擋自然風(fēng)化的進(jìn)程,更多的是延緩??赡?0多年後,石窟的樣子就會有所變化?!睂幉ㄖ赋?。
因此,在進(jìn)行實體保護(hù)的同時,儘早地採用數(shù)字化的方式為石窟保存立體檔案,把它們的資訊完整地保留下來,顯得尤為緊要。一方面,能夠讓更多的人欣賞到石窟之美,同時,也為後續(xù)的保護(hù)修復(fù)留下了重要的歷史資料。
據(jù)介紹,雲(yún)岡石窟數(shù)字化工作起步于2003年。通過與多家高校及科研院所長期合作,逐步形成了以三維鐳射掃描與數(shù)字近景攝影測量為主,數(shù)據(jù)採集達(dá)到毫米級精度的數(shù)字化技術(shù)路線,在石窟雕刻的數(shù)字化獲取、存儲和展示等方面進(jìn)行積極探索。
雲(yún)岡石窟共有254個窟龕,主要洞窟45座,造像59000多尊。在寧波看來,對如此眾多的文物進(jìn)行數(shù)據(jù)採集是一項非常有挑戰(zhàn)性的工作。不同於壁畫等平面文物的數(shù)據(jù)採集,雲(yún)岡石窟的佛造像屬高浮雕,有極強(qiáng)的空間深度感,但這也意味著掃描和測繪難度更大,對精度的要求更高。
“經(jīng)過不斷摸索,我們採用三維鐳射掃描等技術(shù),數(shù)據(jù)採集精度達(dá)到0.03毫米,經(jīng)過後期軟體處理,可以極為豐富地還原石窟的細(xì)節(jié)。在虛擬世界中,較為逼真地呈現(xiàn)出洞窟的立體景象?!睂幉ń榻B,經(jīng)過10多年的努力,目前已經(jīng)完成了三分之一的雲(yún)岡石窟數(shù)據(jù)採集工作,建立了非常龐大的數(shù)據(jù)庫。如何更好地對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理,是目前正在攻關(guān)的方向之一。
比對毫米級精度數(shù)據(jù) 讓石窟監(jiān)測更精細(xì)
三維鐳射掃描技術(shù)不僅可以用來為石窟建立數(shù)字檔案,還有助於更為細(xì)緻地了解石窟的現(xiàn)狀和變化。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的比較分析,可以讓石窟監(jiān)測更細(xì)緻。
一直以來,業(yè)內(nèi)對砂巖質(zhì)文物表面風(fēng)化速度的表達(dá)往往都是“嚴(yán)重”“快”等定性詞語,缺乏定量數(shù)據(jù)的精確佐證。
“利用三維鐳射掃描技術(shù)可以獲取石窟表面毫米級精度三維數(shù)據(jù),定期測量對比相同位置的形變數(shù),可以計算出石窟表面的風(fēng)化速度,對石窟風(fēng)化情況有更入微的體察?!睂幉ń榻B道。
據(jù)介紹,雲(yún)岡石窟研究院與龍門石窟、大足石刻、龍山石窟等單位共同開展石質(zhì)文物表面風(fēng)化速度定量監(jiān)測的研究項目,針對不同地域條件、不同材質(zhì)的石質(zhì)文物,進(jìn)行表面風(fēng)化速度測量的應(yīng)用研究。
借力3D列印 讓石窟“動”起來
一直以來,如何借助新興科技手段,更好地向外界傳播雲(yún)岡石窟文化,是寧波一直在思考的問題。
“其他文保單位在介紹文物精品時,可能帶一些宣傳海報就可以了,對我們來説,一張圖片所承載的石窟的資訊量極為有限?!睂幉ㄕh。
有沒有更為立體直觀的方式,讓大眾更多地感受到雲(yún)岡石窟的魅力?3D列印技術(shù)的興起,給寧波和同事們帶來了新的思路。
通過三維掃描和建模,得到石窟的數(shù)字模型,再用3D列印技術(shù)生成實物展品,説起來容易,但要想原汁原味地體現(xiàn)文物原有的質(zhì)感,並不簡單。
“經(jīng)過反覆比選材料,歷時700多天列印和數(shù)月安裝,2017年12月,長17.9米、寬13.6米的復(fù)原雲(yún)岡石窟第3窟原貌的3D列印展品在青島進(jìn)行展示,引起人們圍觀,起到了很好的傳播展示效果。”寧波回憶道。
青島展示項目只是一個開始。寧波和團(tuán)隊後續(xù)完成了多個類似的展示項目,讓不可移動的石窟有了更為鮮活的展示方式。
在寧波看來,文物數(shù)字化有兩個重要發(fā)力點,一方面真實記錄石窟狀況,同時還可以將提取到的數(shù)字資訊廣泛服務(wù)於石窟的保護(hù)、研究、管理、展示,“未來,用新興技術(shù)讓石窟‘活’起來,我們還可以做更多的嘗試和探索”。
(科技日報北京5月12日電)
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