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云冈石窟:数字技术重现文物荣光

作者:科学导报 发布日期:2022-07-27 浏览30次

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谷立鹏每天都要与“智慧大脑”“对话” ■ 《智慧生活报》记者 王慧镌 摄

  2020年5月11日,习近平总书记来到云冈石窟考察历史文化遗产保护工作时指出,云冈石窟体现了中华文化的特色和中外文化交流的历史,这是人类文明的瑰宝,要坚持保护第一,在保护的基础上研究利用好。提及习近平总书记到云冈考察的场景,云冈研究院的青年科技工作者们仍然激动、兴奋。

  近日,山西省科技工作者走进云冈研究院,参观了青年科技工作者的工作现场,了解到青年科技工作者用实际行动践行嘱托,用青春与时间赛跑,补天地之缺,绘山河之秀,传文化之道,让科技与文化融合,让历史与现实交汇,探索出一条数字化保护之路,用高新技术让国之瑰宝守得住,活起来。

  数字化技术形成云冈数据库

  仲夏时节,气温已是很高。16号石窟前的工作平台上不时有工作人员出入。进入窟内,一股凉气扑面而来,举头向上望去,工作平台上高像素数码相机、站式扫描仪、三维激光扫描仪与石像相向而立,正在采集着石像的各类数据。“窟内的石像历经千年,风化、水汽等自然现象的侵蚀给石像带来了不可避免的伤害。”云冈研究院数字保护中心文博馆员谷立鹏介绍,数字采集就是为了更好地记录石像当下的状态,为洞窟建立数字化档案,采集的相关数据将形成庞大的数据库,未来用于石窟保护和修复。青年科技工作者牢记习近平总书记的嘱托,坚定不移把保护放在第一位,尽最大努力解决云冈石窟千百年以来的风化问题。

  云冈石窟内的造像内容丰富别致,洞窟体量巨大,窟形复杂,想要完成数据采集与建模,是一个既艰难又浩大的工程。“就拿一尊佛像来说,完成其三维数据,需要从多角度,进行1000张左右的拍摄。”谷立鹏说,以第13窟为例,要采集的数据相当于一个中等数字城市的数据量。“为了找到最适合云冈石窟的采集方法,我们团队不断改进技术,与国内高校和科研单位共同研究与探索,针对石窟高浮雕造像的特点,从大场景到细微雕刻,采用不同技术进行采集,最终形成多元数据融合的采集模型,解决了石窟雕刻的数字化获取几何与色彩、存储与展示等难题。”谷立鹏说。

  数字化技术补天地之缺

  将三维数据、文献资料、电子资料、照片、视频进行数据归档是谷立鹏的日常工作之一。云冈研究院的研究人员通过电脑就可调取存储的相关资料,不用再亲自到窟内观察、测量,或去档案室翻看纸质档案。

  其实,电脑只是调取资料的工具,真正存储资料的是数字云冈先进计算中心。

  谷立鹏将记者带到文保大楼地下一层的数字云冈先进计算中心,一排排高大的机柜,不时闪烁着绿光。谷立鹏笑着说:“这里是云冈石窟数字化工程的中枢,目前收集到的所有资料都在这里存储。数字云冈先进计算中心是2021年建成的。它是国内首个以图形图像计算能力为主的高性能先进性计算中心,也是全国文物系统首个先进计算中心。现已成为云冈石窟保护、研究、管理等服务的‘智慧大脑’。”

  数字化技术蒙尘之宝重现旧时风光

  数字技术与传统保护技术的融合,让蒙尘之宝窥见旧时风光。“今天的这个画法,比原来更合理。我在图上改了啊。”手绘室内,文博助理馆员王娜将画室门边柜子上贴着的线图再次做了调整,这已经是对线图的第37次修改。每一幅手绘线图在绘成前修改几十次早已成为了常态。

  从前,趴在案前画图就是王娜工作的全部。如今,先进的制图软件让王娜的绘图工作更加得心应手。传统手绘图形是把正射影像图打印出来,放到灯箱上,再附一张酸纸进行绘图。“手绘一幅图,往往需要1~2个月,完全不变形也就做不到了。用电脑绘制一张线图只需要10天左右,而且图易修改、易保存,误差也在2毫米之内。”王娜说。

  为什么要绘制线图?

  云冈石窟属于砂岩,加上窟内的石雕多,时间久了,容易脱落。为了与脱落抢时间,保存更为完整的文物资料,供考古人员使用,线图的价值就彰显了出来。

  王娜带着记者走进了习近平总书记当年到过的洞窟。“习近平总书记当时就在这里察看雕塑、壁画,详细询问石窟开凿历史、艺术风格、文物保护等情况。线图是文物保护中很重要的一部分,我们一定不能辜负习近平总书记的嘱托。”

  不久前,20窟内找到了西立佛的一块石雕,无法复原石雕的原始形状。经过王娜和团队3天的线图绘制,成图很快就可看出,这块石雕属于佛手部连着拇指和食指的一块。“这幅线图为西立佛的还原起到了至关重要的作用。”王娜高兴地说。

  2021年12月,《云冈石窟山顶佛教寺院遗址发掘报告》(全三册)正式出版,全书包括绘制线图及拓片近3000张。“我们是云冈石窟线图的首创团队。未来,我们会努力绘制出更精确的线图,为云冈石窟的研究提供更有价值的成果;我们会努力传承和发扬‘择一事,终一生’的工匠精神,为云冈石窟的文物保护研究尽心竭力。”王娜说。

  数字化技术让石窟“活起来”“走出去”

  云冈石窟与佛造像都是不可移动文物,将云冈文化“搬”出去向全世界展示,是云冈科技工作者们多年来共同的理想。

  向着目标不断前进,云冈数字化团队开始接触3D打印技术。在团队努力下,2017年,通过3D打印技术,云冈石窟第3窟复制窟落户青岛城市传媒广场,完成世界上首例大型不可移动文物原比例复制工作。

  在云冈石窟数字化室办公楼外,一台巨大的3D打印机特别显眼。“这就是让云冈石窟‘活起来’‘走出去’的功臣之一。”文博馆员周宇超介绍道,“2017年,在青岛城市传媒广场展出的3D打印的等比例第3窟,还是用钢筋固定的。如今,通过我们对技术的升级,3D打印的石窟,不再需要钢筋了。”

  “许多人问我们,为什么要把石窟一比一打印?打印得小一些不是更容易‘走出去’吗?”周宇超解释道,想让石窟“走出去”,就得还原石窟每一个细节。如果缩小,就会丢失许多细节。

  在云冈研究院数字化保护中心展厅,在周宇超的推荐下,记者戴上VR体验设备,一朵佛莲将记者托举在石窟半空,一尊尊雕像活灵活现地展现在记者眼前,触手可及,让记者感受到数字云冈石窟的恢弘和精彩。

  2018年,第18窟复制窟落户北京建筑大学大兴校区,成为云冈在京对外宣传窗口。同年,3D打印的第13窟七佛造像亮相福州第八届博博会。

  2019年,3D打印的第20窟亮相外交部蓝厅山西全球推介会。

  2020年9月,云冈石窟第12窟音乐窟3D打印窟在浙江大学艺术与考古博物馆开启了“行走世界”的第一步。

  2020年12月底,3D版第12窟音乐窟又从浙江“走”到上海,开启了云冈石窟“行走世界”的第二站。

  ……

  青年科技工作者们运用VR、AR、数字化等科技手段,令文物可触摸、可感知,让云冈的含笑佛陀走出冰冷的石壁“活起来”,让云冈历经1500多年的石窟艺术走向世界,向世界传播云冈文化。

  奋斗者,正青春。云冈研究院的青年科技工作者牢记习近平总书记嘱托,在新时代山西文物保护建设的征程中栉风沐雨、接续奋斗,建设“数字云冈”让文物和文化遗产传承不绝,让世界领略云冈石窟所蕴含的中华优秀传统文化。

  《智慧生活报》记者 邰丰 乔静涛 杨美芳


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