明珠出匣——千古莫高窟引領遺產數字化發展！

敦煌

敦煌市位於河西走廊最西端，地處甘肅、青海、新疆三省的交匯處，是古代中國通往西域、中亞和歐洲的交通要道絲綢之路上的交通樞紐和休閑驛站。這使得敦煌成為商貿繁榮、文化昌盛的多元化特色城市。被譽為西域咽喉的敦煌在千年的歷史進程中融合了多國多民族的文化特色，商旅、使者、宗教徒的生存活動將不同風俗不同地域的文化交織在一起。在沉穩厚重的本土文化中鑲嵌著璀璨絢麗的西域、歐洲文化，再經曆數千年的雕琢與打磨，外來文化、藝術已與本土相結合，形成了舉世無雙深厚博大的敦煌文化。

圖/古絲綢之路線路

莫高窟

歷史選擇了敦煌，世界文化選擇了莫高窟。自前秦建元二年（366年）樂僔和尚在敦煌岩壁上開鑿了第一個洞窟開始，莫高窟記錄下了中國千年發展的歷史。從十六國戰亂到隋唐絲綢之路的繁榮再到元代停止開窟、明朝封閉嘉峪關，最後到清光緒二十六年（1900）王圓籙道士發現藏經洞震驚世界，莫高窟不僅經歷與見證了朝代的更替，更體現出多元文化的碰撞與融合。在幾千年的歷史進程中，莫高窟以塑像與壁畫的方式將漫長而龐大的歷史文化信息傳承保留了下來。作為承載這些藝術瑰寶的載體，敦煌莫高窟被譽為世界上現存規模最大、內容最豐富的佛教藝術聖地，1961年被公布為第一批全國重點文物保護單位，1987年被世界教科文組織列為世界文化遺產。

經過千年的開鑿、描繪，莫高窟形成了有735個洞窟、4.5萬平方米、2290尊泥質彩塑的規模宏大的佛教石窟群。單從洞窟的建築形制就可分為殿堂窟、覆斗頂型窟、涅槃窟、禪窟等多種類型，還保存有比較完善的宋代木質結構的洞窟外建窟檐，作為罕見的木結構古建築實物資料，具有極高的研究價值。洞窟內的壁畫作品繪畫技藝精湛、畫面豐富多彩，風格由最初自印度引入的佛教繪畫逐漸轉變為本土化的中國式佛教繪畫，堪稱千年壁畫博物館，也是一部中世紀中亞地區繪畫史。窟中彩塑造像用料簡單但做工細膩，佛像的細節刻畫生動自然，表現效果隨著時間的變換和文化的交匯，從秀骨清像的舶來佛模樣轉化為敦厚樸實的中原佛形象，同時也為研究不同朝代的衣著服飾文化提供了不可多得的遺存參考。

圖/敦煌莫高窟

逐漸衰老的莫高窟

自樂僔和尚開窟以來莫高窟經受了千年的風化、潮濕、崩塌等自然侵蝕，元明兩朝對莫高窟的荒棄也加速了這些侵蝕的發展，直至王道士發現藏經洞，保護莫高窟才逐漸成為中國乃至世界的課題。1941年10月，國民政府檢察院院長於右任在視察敦煌時特地前往莫高窟探望老友張大千先生。大佛腳下的促膝夜談之後，于右任採納了張大千的建議，返回重慶第一時間給國民政府提交建議案，建議設立敦煌藝術學院，用以保護民族文化遺產，弘揚敦煌石窟藝術。1943年6月，國民政府批准了于右任的議案。1944年元月，國立敦煌藝術研究所成立，常書鴻任第一任所長。自此，莫高窟的保護與研究工作正式開始。

圖/常書鴻先生（1904~1994年），來源：網路

時間進入到21世紀，隨著國內社會進步、經濟發展，旅遊業興盛，前往敦煌莫高窟參觀學習的遊客逐日增多。這就帶來了一個新的問題：文物保護與展示利用之間的矛盾——參觀人數越多，洞窟內的文物破壞速度就會加快。監測數據顯示，洞窟內同時容納40人時洞內二氧化碳含量會增加7.5倍，空氣相對濕度上升10%，空氣溫度升高4℃，由於洞窟的形制特點，小環境下無法短時間內恢復適宜條件，人員密集將對洞窟內壁畫、造像帶來無形的破壞。

科學管理，數字展示

1.監測管理

自2002年起，敦煌研究院與世界著名文保研究機構——美國蓋蒂保護研究所合作開展了「莫高窟遊客承載量研究」，根據莫高窟現有狀況進行科學計算，得出莫高窟單日遊客接待最大容量為3000人次。再結合科學規劃以及合理分流，可將莫高窟單日遊客承載量由3000人次增加到6000人次。確定了遊客承載量的上限，接下來的工作即是制定一套內容豐富的觀覽方案和切實可行的人流控制方案。

2014年8月1日起，敦煌莫高窟正式實施了「數字旅遊」新模式，遊客需要在網上預約購票，並於預約時間段進行參觀活動，在參觀的開始階段，遊客將在數字展示中心觀看到高清寬銀屏數字電影《千年莫高》和球幕電影《夢幻佛宮》。之後統一乘坐大巴車前往莫高窟開始限時75分鐘的實地參觀學習，每天限流6000人次參觀。這一方案的實行，大大降低了莫高窟的展示承載壓力。同時，在敦煌研究院石窟監測中心內設有莫高窟監測預警系統，每一個開放洞窟中都架設專業的實時監測設備，設備運行監測的同時將結果同步發送到各相關業務部門，遊客講解部門可以根據每個洞窟的實時情況進行應急調整。

圖/莫高窟328窟空氣環境監測儀

圖/敦煌莫高窟監測預警系統

2.數字化展示

圖/敦煌莫高窟數字展示中心，來源：網路

數字展示中心一共有主題影院和球幕影院各2座，每座影院可容納200人觀影。其中球幕影院放映的《夢幻佛宮》是全球首部高清8K實景數字球幕電影，電影採用了國際最先進的無縫拼接技術，將直徑為18m，面積為500㎡的透聲鋁合金球形銀幕完全覆蓋，6台4K Sony LCOS超高清投影儀同時向四周和球頂投射圖像，使觀眾看不出一絲拼接的痕迹，後台經30多台計算機同時運行，做到視頻、音頻同軌播放。為了達到與實際洞窟一致的效果，數字展示中心在影片的製作過程中特地聘請了專業技術人員對洞窟進行三維掃描，從而獲取洞窟的三維數字模型，再將數字化採集的圖片對應到無色的三維模型上，營造出置身於洞窟中逼真的觀影效果，這是全國乃至世界的首例嘗試。

圖/球幕電影《夢幻佛宮》，來源：網路

圖/莫高窟254窟壁畫《薩埵那太子捨身飼虎》，來源：網路

3.數字化採集

球幕電影的製作大致分為洞窟數字化採集-高精度球幕CG渲染-影片後期處理三個階段，在洞窟數字化採集階段，為了最好的展示出壁畫及造像的細節，需要對洞窟拍攝4000~40000張清晰度為300dpi的圖片，在保證每張圖片的重合率在50%左右時對圖像進行拼接。拍攝之前先要對洞窟進行位置、面積、環境等因素的調查，用來設置拍照設備的拍攝參數。考慮到文物的脆弱性，在拍攝的過程中為了避免採集設備與文物進行接觸，需要提前架設拍攝軌道進行軌道式分幅拍攝，根據不同洞窟的實際環境、壁畫表面的凹凸變化，運用激光掃描技術採集大量高精準控制點，結合激光掃描的強度信號可知壁畫表面不同位置的形變，精準的定位壁畫並拍攝。隨著工作開展的經驗積累，拍攝團隊總結出一套「多視點拍攝與計算機結合處理」的方法，採用一軌道多點分層拍攝，最大程度地保證畫面拼接的統一性。

龐大的數據採集工作像是一種修行，專業的拍攝團隊每天都要在陰暗的洞窟內工作八小時，再配合後期處理小組、糾正小組、驗收小組等近60人參與數字化拍攝工作，最終才能達到《敦煌壁畫數字化技術規範》的要求完成壁畫採集。採集完成後的數據可以被用於高清壁畫列印、影視作品製作和3D列印展示。目前莫高窟部分洞窟已經完成數字化工作，在相應洞窟入口處可以看到貼有二維碼標示的展示牌，遊客可以通過微信掃描二維碼的方式觀看該洞窟的高清多層級數字化模型，並帶有講解音頻，充分彌補了壓縮參觀時間後遊人無法全面了解洞窟的這一缺陷。如此以來，莫高窟的壁畫造像不僅僅局限於洞窟內的參觀，更多的人可以從數字化展示的作品中了解、欣賞莫高窟，打破了時間與場地及環境的約束，人們可以隨時隨地在電子設備上觀看高清數字圖像、洞窟模型和3D造像模型，減少了莫高窟實地參觀遊客的數量，延緩了文物褪化的進程。

圖/數字化圖像採集軌道

4.身臨其境體驗數字化

近年來，敦煌莫高窟不僅利用數字化展示將遊人請進來，還利用數字化的便利讓莫高窟走出去，敦煌研究院在開展數字化項目以來，每年都會在不同城市進行敦煌藝術展，展示內容包括激光列印高清數字化壁畫、3D列印彩塑造像、洞窟3D全景影像等，每年的展覽活動都會在當地乃至全國掀起敦煌文化熱潮，反響強烈、好評不絕。擺脫了莫高窟實體洞窟內的光線、環境、溫濕度等因素的束縛，藉助數字化手段來完成的敦煌展將洞窟近乎完美的複製搬運出來供人們欣賞，這既緩解了莫高窟文物本體的開放展示壓力，同樣也給無法去敦煌到莫高窟實地參觀的人們一個切身體會美輪美奐的敦煌文化的機會。

圖/海喜馬拉雅美術展示圖，158窟涅槃佛，來源：網路

今年5月1日正式上線的「數字敦煌」首次將30個經典洞窟的高清數字化內容和全景漫遊面向全球展示，引起全世界熱烈的反響。「數字敦煌」的上線以及敦煌文化展在全國掀起的浪潮充分顯示出數字化保護、展示對文物行業的深遠影響。在科技信息化飛速發展的時代，將實物虛擬化是對現在實物原貌最好的記錄，而全新的數字化技術可以將虛擬再次實體化，如果說前者是打破了時間的界限，那麼後者就是打破了空間的界限。這為未來幾十年甚至上百年的後輩們研究學習歷史，提供了真實完整的資料。

圖/「數字敦煌」首頁，來源：數字敦煌網

圖/莫高窟322窟全景漫遊圖，來源：數字敦煌網

莫高窟這一世界藝術文化瑰寶在戈壁灘上受風雨洗禮了千年，在不可逆的損耗下逐漸的酥朽、老化。是科技數字化的技術將莫高窟現存最完整的樣子記錄、保存了下來，也是科技數字化的技術讓更多的人了解了它。敦煌莫高窟作為利用數字化技術進行文物保護的先驅，用一次次反響強烈的成果向世人展示出了努力與成功。數字化展示技術應用到更多文化遺產保護的工作上，讓遺產留存的更久，讓文化傳承的更真。無愧於這個電子信息化時代的先驅文保人。

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