淺談文物數(shù)字化保護(hù)

杜文娟

摘 要：當(dāng)前，越來越多的博物館和文化遺址運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)參與文化建設(shè)和保護(hù)。文物數(shù)字化保護(hù)是現(xiàn)代文物資源與文化遺產(chǎn)保護(hù)必不可少的重要手段之一。然而，隨著我國文物數(shù)字化進(jìn)程的加快，一些數(shù)字化保護(hù)進(jìn)程中的問題也日益凸顯出來，如重?cái)?shù)字化技術(shù)展示手段、輕藏品研究，交互性、共享性差等。文章分析了當(dāng)前我國數(shù)字化保護(hù)現(xiàn)狀并進(jìn)一步探究了加強(qiáng)數(shù)字化保護(hù)需要采取的措施。

關(guān)鍵詞：文物數(shù)字化;文物數(shù)字化保護(hù);數(shù)字化展示手段

文物數(shù)字化保護(hù)是以文物資源數(shù)字化為基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、影像數(shù)字技術(shù)、數(shù)碼顯微技術(shù)、三維虛擬技術(shù)，以數(shù)字化應(yīng)用信息系統(tǒng)建設(shè)為紐帶，對(duì)文物及歷史文化遺產(chǎn)加以數(shù)字化建模、虛擬修復(fù)、數(shù)字展示的一種文化遺產(chǎn)保護(hù)方式。當(dāng)前，我國博物館事業(yè)蓬勃發(fā)展，新科學(xué)技術(shù)也在不斷進(jìn)步，越來越多的科技公司和文化公司把視野轉(zhuǎn)移到了博物館，希望用現(xiàn)代科技參與文化建設(shè)和保護(hù)。數(shù)字化技術(shù)正以其交互性、趣味性、多感知性等鮮明特征改變著形式單一、氣氛沉悶的傳統(tǒng)展示，為博物館展覽、文化遺產(chǎn)保護(hù)注入新的活力。

1 文物數(shù)字化保護(hù)勢在必行

1.1 數(shù)字化保護(hù)的必要性

2018年9月2日，一場大火席卷巴西國家博物館，將這座擁有200多年悠久歷史的博物館和2000多萬件文物付之一炬。大量承載著人類文明和自然遺跡的珍貴文物被燒毀，其中包括埃及文物和巴西最古老的人類化石等。根據(jù)博物館方面的估計(jì)，此次大火造成博物館中只有約10%的藏品幸存下來。因此，這場大火造成的損失不單單是巴西歷史的損失，更是人類文化遺產(chǎn)的損失。

此次火災(zāi)的慘痛教訓(xùn)，一方面警示我們要加強(qiáng)文物安全，做好文物消防安全工作，積極部署開展博物館和文物建筑消防安全大檢查。另一方面，警醒我們要提升文物數(shù)字化保護(hù)技術(shù)，發(fā)揮文物數(shù)字化優(yōu)勢，通過文物數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)藏品的客觀、完整化存檔，讓文物的3D數(shù)據(jù)得以永久保存。

1.2 文物數(shù)字化保護(hù)的優(yōu)勢

1.2.1 實(shí)現(xiàn)文物資源共享

傳統(tǒng)博物館由于受場地、環(huán)境、時(shí)間的限制，其展示效果具有一定的局限性，觀眾參觀只能親赴博物館參觀，給很多研究者也帶來了不便。同時(shí)，一些在庫房的館藏珍品不能及時(shí)向世人展示，帶來了參觀的遺憾。

文物數(shù)字化保護(hù)技術(shù)能夠更好地整理、收集、記錄文物的信息，通過信息交互平臺(tái)或三維虛擬技術(shù)，在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)三維模型交互展示，全球所有的互聯(lián)網(wǎng)用戶都可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽文物信息，從而形成一個(gè)開放、互聯(lián)、共享的虛擬平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了文物資源的共享。同時(shí)，信息資源庫的建成也給文博工作者的研究工作帶來極大的方便。

1.2.2 實(shí)現(xiàn)文物信息數(shù)據(jù)保護(hù)

傳統(tǒng)博物館一旦發(fā)生火災(zāi)、地震、洪水等重大自然災(zāi)害，帶來的文物損失是不可逆的，文化遺產(chǎn)的損失更是不可估量的。

文物數(shù)字化保護(hù)技術(shù)通過對(duì)陳列展覽展廳、展陳文物及珍貴文物采集照片、三維信息等數(shù)據(jù)與深度加工（360全景、三維掃描、三維建模等），建立文物數(shù)字化保護(hù)資源數(shù)據(jù)庫，形成永久、完整的文物數(shù)字化檔案，可以實(shí)現(xiàn)文物信息全面、完整而精準(zhǔn)的記錄，從而進(jìn)一步提高文物的安全保護(hù)和信息化管理。

1.2.3 實(shí)現(xiàn)文物還原與修復(fù)

千百年來流傳下來的歷史文物，經(jīng)過時(shí)間和風(fēng)霜的洗禮，大多是斑駁殘損的。即使我們?cè)僭趺幢Ｗo(hù)，隨著歲月的流逝，它們還是會(huì)損毀。

文物數(shù)字化保護(hù)技術(shù)通過數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)全方位采集圖像，經(jīng)過計(jì)算得到每個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)每個(gè)畫面的高精度重建。三維技術(shù)進(jìn)行拍攝可以避免二維拍攝所產(chǎn)生的機(jī)變，利用三維模型的深度，可以高精度重現(xiàn)文物的細(xì)部特征，從而實(shí)現(xiàn)文物的還原。

文物數(shù)字化保護(hù)技術(shù)除了可以實(shí)現(xiàn)文物的還原和文化遺址的重建，還可以對(duì)文物進(jìn)行虛擬修復(fù)。通過本體和損毀部分的掃描，構(gòu)建兩個(gè)數(shù)字模型，在計(jì)算機(jī)上通過虛擬技術(shù)進(jìn)行拼接，同時(shí)對(duì)還有殘缺的部位，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬修補(bǔ)，從而實(shí)現(xiàn)文物的修復(fù)。

2 我國文物數(shù)字化保護(hù)現(xiàn)狀

文物數(shù)字化自20世紀(jì)90年代興起以來，在世界范圍內(nèi)形成迅猛的發(fā)展趨勢。目前，我國數(shù)字化保護(hù)技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，已經(jīng)有了一些比較成熟的技術(shù)和成功的項(xiàng)目。

例如，故宮博物院從20世紀(jì)90年代末期開始著手建設(shè)文物管理系統(tǒng)。之后根據(jù)管理需要，建立了文物流通系統(tǒng)。為了保護(hù)16萬平方米的古建筑群又建立了古建筑數(shù)據(jù)庫。2010年，又建立了故宮世界文化遺產(chǎn)監(jiān)測平臺(tái)，對(duì)文物建筑、館藏文物、室外陳設(shè)、植物動(dòng)物、環(huán)境質(zhì)量、基礎(chǔ)設(shè)施、安全防范、非文物建筑、觀眾動(dòng)態(tài)、監(jiān)測保障這十個(gè)方面的遺產(chǎn)工作進(jìn)行不間斷的監(jiān)測。近年來，故宮博物院建成VR古建作品、VR手機(jī)移植版和網(wǎng)上虛擬展覽讓觀眾足不出戶就能夠了解展覽的細(xì)節(jié)和背后的故事;開發(fā)App增加趣味性的同時(shí)，深入研發(fā)參觀導(dǎo)覽如掌上故宮、故宮導(dǎo)游等App形成全景虛擬漫游，取得了不小的成績。

再如，2017年圓明園通過數(shù)字復(fù)原技術(shù)，將這座飽受戰(zhàn)火侵襲的“萬園之園”，穿越310年再次呈現(xiàn)在大家面前。在數(shù)字化復(fù)原的過程中，通過對(duì)每處建筑的三維建模，彩畫繪制精細(xì)得描繪出圓明園不同時(shí)代的建筑風(fēng)格。而每復(fù)原一個(gè)景區(qū)需要10多道程序，包括遺址信息精確采集與記錄、文獻(xiàn)資料精細(xì)研讀、樣式房建造技術(shù)分析、殘損構(gòu)件的虛擬拼接等，工作量極其繁重，整個(gè)數(shù)字復(fù)原工作歷時(shí)15年。目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了所有能夠采集到詳實(shí)信息的景區(qū)的數(shù)字化復(fù)原工作，精準(zhǔn)數(shù)字復(fù)原景區(qū)達(dá)全園總量的60%。

還有2018年云岡石窟以12號(hào)“音樂窟”為原型的3D打印復(fù)制品已在深圳通過專家驗(yàn)收。這是目前全國首個(gè)可以移動(dòng)的3D打印復(fù)制石窟。該3D打印石窟盡全力保持了“音樂窟”的原尺寸、原質(zhì)感和原色彩，由于體量輕、安裝快捷，今后這座3D打印石窟可以到世界各地展出，未來云岡石窟研究院計(jì)劃把這些3D打印石窟送到世界各地展覽，觀眾可以直接觸摸這座“音樂窟”，體驗(yàn)砂巖的質(zhì)感。云岡石窟數(shù)字化實(shí)現(xiàn)了石窟移動(dòng)展覽，為文化交流提供了新模式，做出了新貢獻(xiàn)。

此外，秦始皇兵馬俑數(shù)字博物館、敦煌石窟數(shù)字化、中山市數(shù)字博物館、麗水?dāng)?shù)字博物館以及各大省市正在做的數(shù)字化保護(hù)項(xiàng)目，都說明我國文物數(shù)字化保護(hù)正在蓬勃發(fā)展，文物數(shù)字化已成為各大博物館的標(biāo)配。為了進(jìn)一步規(guī)范文物數(shù)字化保護(hù)，2017年11月，國家科技支撐計(jì)劃“文物數(shù)字化保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系及關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與示范”項(xiàng)目通過驗(yàn)收，標(biāo)志著我國現(xiàn)階段最具權(quán)威的文物數(shù)字化保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)框架的建立，填補(bǔ)了我國文物數(shù)字化工作中缺乏統(tǒng)一的、基于知識(shí)層面的分類體系和數(shù)據(jù)值標(biāo)準(zhǔn)的空白。

3 目前數(shù)字化保護(hù)中存在的問題

近幾年，我國投入了大量資金用于文物數(shù)字化保護(hù)，伴隨著數(shù)字化進(jìn)程的加快，越來越多的博物館開展了文物數(shù)字化保護(hù)項(xiàng)目。但是，一些數(shù)字化保護(hù)過程中存在的問題也日益凸顯出來。

①重?cái)?shù)字化技術(shù)展示手段，輕藏品研究，喧賓奪主。有些博物館片面追求信息化展示手段，導(dǎo)致聲光電的濫用，虛擬數(shù)字展示徒有其表，展示內(nèi)容匱乏，只是將一些實(shí)景圖片簡單堆砌在一起，認(rèn)為這就是展覽數(shù)字化。

②文物數(shù)字化保護(hù)交互性差，技術(shù)手段單一。目前，國內(nèi)的一些學(xué)者側(cè)重于文物數(shù)字化的理論研究，而有可操作性的實(shí)踐案例較少。文物保護(hù)活動(dòng)較為簡單，主要就是復(fù)制、拍攝、記錄資料等，真正深入的研究比較匱乏。文物數(shù)字化保護(hù)交互性差，技術(shù)手段單一，無法滿足人們對(duì)于數(shù)字化展示的需求。一些博物館的數(shù)字化展示距離實(shí)現(xiàn)真正的足不出戶就能流暢觀展的體驗(yàn)還有很大差距。

③缺乏文物數(shù)字化保護(hù)相關(guān)人才，對(duì)外包公司依賴性過強(qiáng)、科技公司技術(shù)含量良莠不齊。當(dāng)前，我國文物數(shù)字化保護(hù)項(xiàng)目的科技部分需要外包公司的參與，技術(shù)層面的問題都由外包公司負(fù)責(zé)解決。在實(shí)現(xiàn)文物數(shù)字化的過程中，文物工作者和科技公司存在理解層面的差異，需求與實(shí)現(xiàn)差距較大。同時(shí)，科技公司受自身水平限制，技術(shù)水平良莠不齊。

④共享性較差，數(shù)字化保護(hù)存在各自為政的現(xiàn)象。雖然，我國在2017年就通過了“文物數(shù)字化保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)體系及關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與示范”項(xiàng)目的驗(yàn)收。但是，在一些博物館和科技公司仍然存在著按照各自的規(guī)范或習(xí)慣進(jìn)行操作的情況，使一些研究數(shù)據(jù)無法真實(shí)、客觀地反映文物的實(shí)際情況，導(dǎo)致文物數(shù)據(jù)共享性較差，利用率偏低。

4 文物數(shù)字化保護(hù)應(yīng)從多個(gè)層面開展

①專注藏品研究、秉承傳統(tǒng)展示是數(shù)字展示的基礎(chǔ)。無論是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還是幻影成像技術(shù)，都應(yīng)本著以實(shí)物研究為基礎(chǔ)、技術(shù)展示為手段的方針來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化展示。不盲目追求展示技術(shù)的炫酷，而是通過豐富的展覽內(nèi)容來吸引觀眾，讓觀眾真正從參觀中學(xué)習(xí)到知識(shí)，體會(huì)到中華文化的博大精深，而不是停留在膚淺的好看、好玩上。

②加大科研投入，研發(fā)交互性佳的文物數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)。文物數(shù)字化保護(hù)工程利在千秋，要進(jìn)一步加大科研投入力度，通過提升AR、VR、全景數(shù)位掃描、3D打印等全新科技，將更加尖端、前沿的技術(shù)運(yùn)用到文物數(shù)字化保護(hù)中，進(jìn)一步開發(fā)數(shù)字化展示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)真正的網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實(shí)展廳，深入研發(fā)手機(jī)App，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)端的文物數(shù)字化共享，并通過人機(jī)交互為用戶提供更為及時(shí)、準(zhǔn)確的體驗(yàn)信息，豐富用戶體驗(yàn)。

③建立文物數(shù)字化研究機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)專業(yè)人才培養(yǎng)。依托高校、科研機(jī)構(gòu)建立文物數(shù)字化研究機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)專業(yè)人才教育教學(xué)，培養(yǎng)兼具文博知識(shí)和信息化技術(shù)的復(fù)合型人才，凝聚較穩(wěn)定的研究隊(duì)伍，為企業(yè)和博物館及文保單位輸送人才。在高校設(shè)立碩士點(diǎn)、博士點(diǎn)，加強(qiáng)與各級(jí)各類博物館、文保單位的合作，做好文物數(shù)字化理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的結(jié)合工作，拓展應(yīng)用范圍;加大現(xiàn)有文博、文保人員的培訓(xùn)力度，通過“走出去”“請(qǐng)進(jìn)來”等方式，逐步提高文物數(shù)字化保護(hù)的意識(shí)，提升信息化工作能力。

④建立數(shù)字化資源體系，實(shí)現(xiàn)文物資源共享。規(guī)范是文物數(shù)字化保護(hù)工作科學(xué)、有序建設(shè)和發(fā)展的一系列運(yùn)行軟環(huán)境的保障措施，是文物數(shù)字化保護(hù)工作運(yùn)作的外部保障。文物數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范具有科學(xué)性、規(guī)范性和指導(dǎo)性，是文物數(shù)字化保護(hù)工作的價(jià)值取向和工作向?qū)?。通過規(guī)范文物數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)體系，有助于對(duì)文物進(jìn)行科學(xué)、真實(shí)的記錄，使文物數(shù)字化工作從采集、整理、存儲(chǔ)、加工、使用按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，從而形成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化資源體系，構(gòu)建“一站式”文物管理服務(wù)體系，大大提高文物在館際間的資源利用率，擺脫文物部門各自為政的情況，實(shí)現(xiàn)文物可公開數(shù)據(jù)的資源共享，為文物的進(jìn)一步研究提供便捷服務(wù)。

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