敦煌莫高窟
樊錦詩(shī)院長(zhǎng)在莫高窟第61窟檢查比對(duì)南壁拍攝圖片。
數(shù)字化工作現(xiàn)場(chǎng)。
榆林窟第3窟東壁南側(cè)壁畫的數(shù)字化成果。本組圖片由敦煌研究院數(shù)字中心提供
今天，很多前去莫高窟游覽的游客可能沒有考慮過這樣一個(gè)問題，千年以后，這個(gè)曠世瑰寶還能否存在于世?
事實(shí)上，莫高窟從發(fā)現(xiàn)至今一直受到自然環(huán)境破壞和洞窟本體老化的“雙重威脅”。“對(duì)這種老化的趨勢(shì)，我們只能延緩，不能逆轉(zhuǎn)。” 敦煌研究院院長(zhǎng)、著名學(xué)者樊錦詩(shī)這樣說。
敦煌石窟有870多個(gè)洞窟、3000多身塑像、5萬(wàn)平方米壁畫等珍貴文物。如何讓“莫高窟”在千年之后依舊留存?
一場(chǎng)運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)全力保護(hù)莫高窟，并與時(shí)間賽跑的規(guī)劃開始實(shí)施。
逐漸老去的洞窟
每一個(gè)前去莫高窟游覽的人都知道這樣一則信息：每天進(jìn)入洞窟游覽人群攜帶的濕氣和二氧化碳，將對(duì)壁畫巖體產(chǎn)生氧化作用，從而加速莫高窟衰老。但是，每一個(gè)人卻都想親身進(jìn)入洞窟、親眼欣賞這人類文明中留存于世的歷史印跡。
“今天看到的洞窟，正在老去。”敦煌研究院數(shù)字中心主任吳健對(duì)記者說。
1600多年來，以壁畫泥塑為主的莫高窟文物本身已經(jīng)非常脆弱。過去有一些人為的破壞，但經(jīng)過很多年的科學(xué)保護(hù)，人為破壞已經(jīng)基本得到控制。
可是，莫高窟還面臨難以控制的自然破壞。
一位導(dǎo)游告訴記者，在旅游旺季，洞窟內(nèi)可以聞到濃濃的汗味，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)頭暈。監(jiān)測(cè)表明，15個(gè)人在一個(gè)洞窟停留10分鐘，洞窟溫度會(huì)升高5℃，二氧化碳濃度也會(huì)大幅提高。研究表明，洞窟如處于恒定環(huán)境，其中的壁畫和彩塑就利于保存。游客一旦過量，必然加速壁畫和彩塑的損壞。
“我們拿出1908年拍攝的莫高窟壁畫照片，和現(xiàn)在的壁畫照片對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，100多年之間，變化非常大?，F(xiàn)在的壁畫很模糊，在不知不覺中，壁畫的顏色在逐漸褪去。雖然我們有一支能力很強(qiáng)的文物保護(hù)隊(duì)伍，對(duì)于壁畫雕塑每年都要進(jìn)行主動(dòng)性預(yù)防保護(hù)，延緩莫高窟的老化。但是壁畫和人一樣，不可能永葆青春。”吳健不無(wú)遺憾地講道。
如何將現(xiàn)有的文物信息準(zhǔn)確記錄下來，同時(shí)保護(hù)文物，這就是莫高窟研究者為之探討的課題。
上世紀(jì)90年代，初次接觸電腦三維動(dòng)畫并驚呼“大開眼界”的樊錦詩(shī)，突然產(chǎn)生了一個(gè)想法，可以為敦煌石窟的每一個(gè)洞窟、每一幅壁畫、每一尊彩塑都建立一個(gè)數(shù)字檔案，最終形成數(shù)字化的敦煌壁畫展示中心，解決旅游開放和文化遺產(chǎn)保護(hù)的兩難問題。
“1908年第一張敦煌石窟照片誕生，這幅照片使我們見證了上世紀(jì)初一個(gè)重要的、真實(shí)的歷史事件——敦煌藏經(jīng)洞發(fā)現(xiàn)中的一幕，足以證實(shí)攝影的獨(dú)特功能是其他表現(xiàn)形式無(wú)法替代和描述的。”吳健在2011敦煌論壇文化遺產(chǎn)與數(shù)字化國(guó)際研討會(huì)上發(fā)言時(shí)的這段話，引起在場(chǎng)各國(guó)專家的共鳴。
什么是數(shù)字敦煌？
在敦煌研究院數(shù)字中心的電腦上，記者看到這樣一幕：工作人員輕點(diǎn)鼠標(biāo)，莫高窟艷麗的石窟就迅速展現(xiàn)在我們眼前。隨著鼠標(biāo)的滑動(dòng)，洞內(nèi)佛像的每一個(gè)細(xì)節(jié)一覽無(wú)余。由于采用了360度全景式模擬的方式，平常游客參觀時(shí)無(wú)法欣賞到的部位，比如佛像的背部，以及洞窟的后壁，都可以清楚地看到，這就是數(shù)字敦煌的一部分。
吳健告訴記者，數(shù)字敦煌，主要就是利用攝影和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的辦法，把珍貴的敦煌文物資料采集存儲(chǔ)下來。
說起來容易做起來難，在數(shù)碼照相機(jī)問世之前，敦煌研究院曾對(duì)莫高窟第196號(hào)窟進(jìn)行過拍攝。“當(dāng)時(shí)只能使用135相機(jī)進(jìn)行拍攝，但膠片在沖洗、掃描過程中，存在影像信息可能丟失的情況，而且圖像的精度達(dá)不到1∶1輸出的要求。”吳健說。
“2000年，有了數(shù)碼相機(jī)。我們購(gòu)買了當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的柯達(dá)相機(jī)，800萬(wàn)像素。目前，我們拍攝的圖片質(zhì)量是300DPI，不僅可以滿足原大出版，輸出可以達(dá)到1∶1，而且可以高清記錄壁畫信息。”
但是，壁畫本身是平面二維，用單幅相機(jī)無(wú)法拍攝。洞窟環(huán)境非常復(fù)雜，洞窟里面光線陰暗，一般的照相機(jī)對(duì)于拍攝窟頂、塑像、佛龕都無(wú)能為力。于是，美國(guó)西北大學(xué)和敦煌研究院合作開發(fā)“多視點(diǎn)拍攝與計(jì)算機(jī)結(jié)合處理”解決這一難題，通過一個(gè)軌道，多點(diǎn)、分層拍攝，最后通過計(jì)算機(jī)來合成。避免了單幅拍攝壁畫時(shí)變形的情況。對(duì)洞窟的拍攝并非一個(gè)部分只拍一張照片，而是根據(jù)洞窟形制選取不同的節(jié)點(diǎn)拍攝。每個(gè)節(jié)點(diǎn)分為60度，45度，0度，-45度，-60度五圈場(chǎng)景組成。拍攝時(shí)的節(jié)點(diǎn)位置，就是游覽者的位置。游客可以在不同位置，向不同的方向看，也可以放大某個(gè)局部仔細(xì)研究。由于采用仿自然光的燈光效果，所以游客在觀看時(shí)光線十分柔和，基本與自然光線下的觀看效果是一樣的。
與此同時(shí)，數(shù)字中心還對(duì)洞窟進(jìn)行VR虛擬漫游——把洞窟在一個(gè)或者多個(gè)視點(diǎn)上全景式360度漫游拍攝，全方位記錄洞窟所有信息，包括頂和地面。吳健表示，在敦煌壁畫的數(shù)字化作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)高精度，色彩逼真的數(shù)字壁畫采集、存儲(chǔ)及處理，是數(shù)字敦煌的基礎(chǔ);而將虛擬漫游技術(shù)及三維測(cè)量重建技術(shù)結(jié)合進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)了洞窟的逼真再現(xiàn)。
當(dāng)然，這是一項(xiàng)復(fù)雜而又繁瑣的工程。在敦煌研究院數(shù)字中心圖像處理室，20余名工作人員正在緊張工作著，他們正在進(jìn)行圖像后期拼接環(huán)節(jié)。以61窟為例，一個(gè)壁面需要4000張以上的圖片進(jìn)行拼接才能誕生一面和原壁面等大的圖像，這里的工作人員一天只能拼接15張左右。接下來還要進(jìn)行定位測(cè)量，通過定位測(cè)量，要求誤差在正負(fù)1毫米。
工作人員楊靜介紹，莫高窟數(shù)字化要求圖片都是檔案級(jí)別的，在拼接完成后還要進(jìn)行3-4遍檢查驗(yàn)收，達(dá)到自然光下肉眼壁面的效果才算成功。
在莫高窟332窟記者看到，工作人員正在對(duì)清代三世佛進(jìn)行三維環(huán)繞掃描。工作人員介紹，一個(gè)半月時(shí)間只完成總工作量的三分之一。
所有精益求精的努力只為一個(gè)目的：用影像的形式保存一個(gè)原汁原味的莫高窟。
“如果有一天，莫高窟不復(fù)存在，我們有最完整、真實(shí)的資料數(shù)據(jù)。”
數(shù)字技術(shù) 讓敦煌久遠(yuǎn)長(zhǎng)存
更多人關(guān)心的是，數(shù)字敦煌將如何保護(hù)這些即將逝去的珍貴文物?將來會(huì)不會(huì)關(guān)閉洞窟?
吳健表示，敦煌石窟的數(shù)字化，首先是為了搶救珍貴的文物信息，使之得以永久真實(shí)保存;同時(shí)還可為敦煌學(xué)研究提供準(zhǔn)確詳細(xì)的資料;制作虛擬洞窟供游人參觀，為緩解石窟開放壓力、保護(hù)壁畫提供了技術(shù)保障。有一點(diǎn)可以肯定，保護(hù)的目的是為了更好地開放，不會(huì)影響洞窟實(shí)體開放。
未來游客在赴莫高窟參觀時(shí)，首先會(huì)在距離莫高窟10余公里遠(yuǎn)的游客服務(wù)中心，通過虛擬漫游廳觀看典型洞窟的展示，再由專業(yè)導(dǎo)游帶領(lǐng)參觀實(shí)體洞窟。在虛擬漫游廳中觀眾能身臨其境、細(xì)致入微地觀看洞窟建筑、彩塑和壁畫，還可以利用多媒體展示，滿足多種參觀需求，獲取敦煌文化信息，然后再去洞窟實(shí)地感受，這樣做可以減少游客在洞窟內(nèi)停留的時(shí)間。
最值得期待的是，球幕電影將在數(shù)字化中運(yùn)用，這是全球首次在人文景觀中運(yùn)用該技術(shù)。游客在球幕影院里，將置身真正的洞窟之中，四周的墻壁、屋頂乃至地板都將投射成洞窟的模樣。在影院內(nèi)，還可以盡情欣賞10個(gè)不同朝代的特級(jí)洞窟。“數(shù)字敦煌”和真實(shí)的莫高窟各有味道，“數(shù)字敦煌”不是讓游客看掃描的照片，而是看與真實(shí)洞窟等大的球幕，甚至可以把洞窟穹頂上看不清的畫面點(diǎn)擊放大觀看，這在真實(shí)的洞窟中是不可能實(shí)現(xiàn)的。
當(dāng)然，如果你在家里，通過虛擬漫游可以在電腦上對(duì)洞窟進(jìn)行全方位的觀看。對(duì)于莫高窟文化的弘揚(yáng)而言，數(shù)字化可以將莫高窟“搬”到任何一個(gè)地方，讓更多的人了解她。
吳健表示，數(shù)字化除了保護(hù)存檔外，還可以用到學(xué)術(shù)研究、考古測(cè)量、臨摹壁畫等多個(gè)方面。
初冬季節(jié)，莫高窟數(shù)字化建設(shè)正在緊張進(jìn)行。在44窟壁面軌道拍攝現(xiàn)場(chǎng)，吳健，這個(gè)堅(jiān)守莫高窟30年的執(zhí)著藝術(shù)家輕聲說道，背后的洞窟里散發(fā)著我們無(wú)法想象的歷史，璀璨奪目的敦煌石窟已歷經(jīng)1600余年，我們要讓這浩瀚的人類奇跡、世界文化遺產(chǎn)久遠(yuǎn)長(zhǎng)存。
一個(gè)全新的“數(shù)字敦煌”系統(tǒng)工程正在構(gòu)筑。我們相信，在不久的將來，高保真數(shù)字影像將會(huì)全息地留住敦煌洞窟的真顏，她的光芒還會(huì)永久四射。
【編輯：湯志圓】
