克孜尔石窟壁画艺术的数字化再生

　　龟兹文化作为西域地区的代表，是丝绸之路上一颗璀璨的明珠。其中克孜尔石窟则是世界最重要的佛教石窟寺遗址之一，是研究龟兹王国昌盛时期的政治、经济、文化及宗教等方面的重要实证。然而，石窟的壁画类文化遗产保存状态脆弱，其承载的历史、艺术和科学信息极易丢失，近年来，新疆龟兹研究院与上海商务数码图像技术有限公司合作，采用数字化手段采集石窟壁画的信息，记录其形貌、色彩、病害和保存状态数据，从学术和艺术角度逐步恢复龟兹石窟壁画的历史原貌，不仅让这个灿烂辉煌的宝藏可见于天下，了解包括克孜尔石窟在内的龟兹石窟壁画艺术真谛和风采，更为此类文物的价值认知和研究挖掘提供了真实的数据支持，对其保护修复、展示传播提供科学的手段。

　　克孜尔石窟还原石窟展

　　克孜尔石窟壁画的数字化保护工作

　　克孜尔石窟分布范围广，而且较为分散，石窟保护范围大，各石窟文物所处自然环境异常恶劣(全都处在戈壁荒漠之中)，基础设施普遍滞后。限于资金和基础设施设备的影响，石窟进一步开展有效的保护和研究、进行数字化再生工作的困难主要表现为以下几个方面：①由于石窟建筑岩体与壁画质地的脆弱性，受环境日趋恶化以及自然侵蚀和突发灾害等因素影响，石窟壁画正不断遭受着损毁与破坏。②石窟档案的建设是一项浩瀚的资料系统建设工程，然而由于各方面的历史原因，目前克孜尔石窟尚没有进行系统的石窟档案资料建设，壁画图像资料更是十分零乱。

　　随着数字术的发展，数字化保护文物古迹在国内外诸多领域的发展与应用已非常成熟，应用数字技术解决石窟壁画的永续性保存与科学保护，目前正处于起步与发展阶段。在国内，敦煌研究院已率数字技术进行石窟壁画数字数据采集、信息储存、高精度仿真印刷设计、数字三维影像展示、壁画病害进程分析与比较研究等五大项，取得了较好的效果。龟兹研究院在近几年内也积极采用此项技术，并取得了一定的成效。

　　克孜尔现存的石窟壁画均有不同程度的褪色、风化、起甲、剥落等问题。现阶段主要进行文物的数字化保护技术包括数据采集技术、数据处理技术、数据存储技术、数据应用技术等。

　　为了实现克孜尔壁画艺术的完美再生，上海商务数码图像技术有限公司在技术上的创新主要表现在几个方面：①三维扫描技术。为了更完整、更立体、最大限度地提取信息，对龟兹石窟全方位大空间地进行地理信息数据采集，对各洞窟进行准确地定位，技术人员使用了三维扫描技术，扫描精度可达0.1mm，采集所得数据为原始点云信息，该文件格式有着最大的处理宽容度。该项技术可在大场景空间或是狭小的空间里作业，对于多为小型洞窟的克孜尔洞窟十分有利。②为了复检和还原洞窟面貌，真实地记录壁画细节与现有色彩，做到每一个洞窟、每一处壁画的细节都能被精准地采集与保存，技术人员开发了壁画平面数据高精度采集技术，使得采集数据无论在动态范围还是在色彩宽容度方面都达到相当高的水平。随着光源系统与平面数据采集系统的不断发展与改善，目前已经可以做到在不接触、不损害壁画的前提下进行数字化采集工作。③多光谱摄影是指在不同波段光源下的一种扫描或拍摄方式。主要使用可见光、紫外光和红外光。在克孜尔石窟寺的数字化工作中，在壁画现状调查及绘画技法研究等方面采用了多光谱壁画数据高精度无损采集技术。除此以外，数据存储技术、3D打印文物还原技术都能有效地保存石窟壁画的数据，使正在逐渐损毁的石窟得以真实再现，实现了不可移动文物的异地展览、展示与传播。

　　克孜尔石窟壁画数字化的主要内容

　　石窟的三维扫描主要目的是保存石窟的结构现状、定位壁画图像尺寸、虚拟现实浏览石窟等方面。每个石窟的数据采集包含站点10个，单站点云数据1亿个，全景纹理图像1100余张。后期进行点云数据对接、三维洞窟模型重建、单窟的正射影像图拟合、洞窟详细CAD图纸绘制等过程。具体措施是对石窟三维模型进行三维曲面拟合，并与石窟三维模型进行空间比较，获得石窟墙面泥坯的变形情况，并根据变形情况来确定壁画的空鼓体积、计算修复时采用修复材料的用量;通过计算机技术查看壁画表面颜料的起甲情况，了解起甲的方向、面积大小，从而制定不同起甲情况的壁画修复方案与技巧;若干时间后，再次对石窟进行三维扫描并以同样的参数进行建模，再进行对比，通过有限元分析得出石窟结构的变化情况，包括墙面裂纹、墙面、壁画的变化情况，并做出相应的石窟保护措施。

　　石窟壁画平面高精度扫描主要是对壁画的细节层次及色彩信息的高清记录，以满足各领域对壁画图像的应用。克孜尔石窟历经千年，壁画遗存现状不佳，石窟结构与内表面形状复杂，不仅增加了扫描的难度，后期的图像全洞窟拼接难度更大。现在采用的技术是借助三维模型进行壁画的对位拼接，每个石窟平均要进行2000余张图像的拼接工作。这也是对克孜尔石窟壁画数字化工作的难点与重点。

　　多光谱拍摄技术利用可见光和不可见光谱的广谱成像原理，用相机记录多波段光谱下壁画的成像，这种摄影技术可以做到更深层次地了解和更直观、清晰地再现壁画病害信息、绘画技法信息，看出变色及褪色后的壁画中原有绘画内容和绘画技法的信息。通过这种手段，技术人员再现了克孜尔石窟壁画中某些在可见光范围内人眼无法识别的题记、重层壁画及烟熏壁画。现110窟、161窟已经完成了此项工作，为研究人员的使用提供了便利。

　　克孜尔石窟壁画的数字化再生

　　克孜尔石窟壁画的数字化再生拭亮克孜尔石窟这颗西域明珠，让它重新放射出耀眼的光芒，其主要意义在于：①保存石窟壁画的数字资源;②起到石窟壁画的文物保护应用;③科学研究考古的应用;④可进行石窟壁画的学术研究应用;⑤有利于龟兹文化的传播与展示;⑥可以进行石窟壁画的文化创意产品开发及销售。在进行文物保护和修复的同时，适应市场的需要，越来越多地文化创意产品应运而生。如上海商务数码图像技术有限公司前期开发的原生态壁画创意书灯在2016年全国文博单位文创产品联展上获得“文博传承奖”;含有龟兹壁画元素的文化创意产品丰富了网上电子商务平台的销售内容，目前龟兹研究院中也设有龟兹壁画文化创意产品销售区，可供游客购买。

　　“数字化”的魅力并不仅仅对克孜尔石窟本身，它的神奇之处在于它让克孜尔壁画艺术获得了无限的跨越能力和再生能力。通过“丝路文化进校园”“东方文化元素展” “大同国际壁画双年展”等活动，克孜尔石窟壁画艺术利用数字化技术的再生，不仅呼吸到了今天的空气，而且通过影像、摄影、声音、绘画等多元方式与高速发展的科技消费时代，“后信息社会”进行着跨时代的艺术对话。