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激光扫描、3D打印、VR体验……数字化技术能否让文物“永生”?

来源:新华网2019-04-22 09:13

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  激光扫描、3D打印、VR体验……数字化技术能否让文物“永生”?

  新华社太原4月21日电(记者王菲菲)五台山上,南禅寺面积不大,偏居一隅,却是中国现存最早的唐代木结构建筑。

  近日,来自山西云冈石窟研究院的文保团队正在这里进行3D扫描,采集寺庙尺寸、色彩、空间结构等一系列数据,他们要给这座古老的寺庙建一份“数字档案”。

  “通过对数据分析处理,不仅能了解文物当前情况,获悉其若干年后的形态变化,一旦受损,还有可能进行精度极高的修复。”云冈石窟研究院数字化室主任宁波说。

  巴黎圣母院日前在大火中严重受损,令人痛心的同时也敲响了文物保护的警钟。有文物专家表示,预防性保护和数字化保护利用是提升文物保护利用水平的重要手段。当前,我国各地正加速推进文物数字化保护,用现代科技记录古老文物。

  山西省大同市西郊16公里处的武周山南麓,云冈石窟依山开凿,东西绵延1公里,存有主要洞窟45个,大小窟龛254个,石雕造像59000余躯,为中国规模最大的古代石窟群之一,2001年被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录。

  然而,1500年来,石窟不断经受着大自然的风化、雨水等侵害。

  “从目前的保护手段来看,人类并没有能力通过化学、物理的方法来彻底阻止石窟老化。”浙江大学文化遗产院副教授李志荣说,遵守考古学的原则和方法,把石窟现存的信息全面、科学地记录,原真地呈现,是对它们最好的保护。

  从2003年起,云冈石窟就开始了数字化探索。据宁波介绍,云冈石窟通过与多家高校及科研院所长期研究与探索,逐步形成了依托高精度测绘技术、三维激光扫描技术、地理信息系统技术、计算机网络技术和人工智能技术等科技手段,永久地保存云冈石窟珍贵文物及历史档案的方法。

  数据采集建档是第一步。通过三维激光扫描技术,生成洞窟中各个方向的剖面图,使洞窟得以多角度展示,为云冈石窟建起三维“数字档案”。

  在高清三维数据的支持下,云冈石窟研究院打造了一套基于VR眼镜的沉浸式石窟体验系统。该系统可支持最多15人同步在云冈石窟第18窟的虚拟场景中进行漫游,游客还可乘坐虚拟的莲花升至空中欣赏石窟高处的艺术细节。

  借助于精准数据,云冈石窟得以复制还原,皇家石窟的宏伟气势得以跨时空跨地域展现。

  在山东青岛的云冈石窟艺术馆,人们不必远赴山西大同,便可欣赏到云冈石窟精美的佛像。

  这个由3D打印复制而成的云冈石窟第3窟西后室,不仅能看到完整的石窟形制、精美逼真的造像,甚至连石窟历经千年风化的痕迹都清晰可见。

  “几乎难辨真伪。”云冈石窟研究院院长张焯这样说。

  云冈石窟第3窟西后室原比例三维打印复制项目,是云冈石窟研究院、青岛出版集团、浙江大学合作的成果。复制窟整体长17.9米、宽13.6米、高10米。

  随后,云冈石窟研究院又与浙江大学、北京建筑大学分别合作完成了有着“音乐窟”之称的第12窟和云冈早期洞窟代表18窟的3D打印,目前结构已经成型,上色之后便可完成复制。

  “现在云冈石窟每年有大量来自山东青岛的游客,他们都是在参观了第3窟的复制品后来的。”宁波告诉记者,第3窟的复制品将固定在青岛进行展示,而另外两窟是可移动的,像乐高一样,可以拆开,以后将进行巡展。

  数字化技术也在助力云冈石窟的保护和修复。目前,云冈石窟已经建立了保护监测系统,能够对石窟的风化速度进行定量监测。

  对于另一世界文化遗产敦煌莫高窟,早在上世纪90年代初,敦煌研究院就提出了“数字敦煌”的构想。经过20多年探索,现已拥有庞大数据资源。VR体验、洞窟高保真复制、虚拟交互体验、实景远程传输、彩塑真实再现等技术,充分展现了敦煌石窟艺术和古丝绸之路的文化内涵,加深了世界民众对敦煌艺术的了解和热爱。

  尽管如此,众多文物专家表示,数字化只是保护和利用的一种手段,对文物本体的保护依然是最核心和首要的任务。

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