多元異構的數字文化

內容摘要：本文結合敦煌研究院成功的數字展示案例和“一帶一路”文化旅游的需求，通過現有大量的敦煌石窟數字化資源轉化為多元的可視的數字化成果，使不可移動文物突破物理空間和地域局限，走出文物本體環境，面向國內外，以新的展示環境、新的視覺表達、新的文化旅游模式呈現在公眾的面前，精心組織、合理布局、科學設計，以虛擬和現實相結合，以藝術和高科技相融合，從而營造一個全新的多元異構的數字文化。

關鍵詞：敦煌石窟；多元；異構；數字文化

中圖分類號：K879.21 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4106（2016）01-00123-05

Abstract： Taking advantage of the digital presentation provided by Dunhuang Academy and the“one belt one road”requirements of cultural tourism， the massive amounts of digital data documenting the Dunhuang caves can now be transformed into various digitalized visual works， rendering immovable cultural relics accessible for people around the world through new methods of visual expression and new patterns of tourism. Careful organization and layout， research and design combining art and high-end technology， and virtual and real spaces will create a brand new poly-isometric digital tourism culture.

Keywords： Dunhuang caves； diversity and heterogeneity（poly-isometry）； digital culture

（Translated by WANG Pingxian）

0 引 言

文化遺產見證人類文明的發展歷程，真實展現當時的歷史背景與人文風貌，是重要的不可再生的資源。隨著計算機信息技術的迅速發展，特別是多媒體技術和計算機技術在生活中的普及與應用，文化遺產數字化逐漸被人們所重視，并形成獨立的文化呈現形式，深得社會公眾的認可。文化遺產信息不僅可以在時間和空間維度上不斷積累，而且可以突破物理與地域的界限，走出文物本體環境，面向國內外，以新的展示環境、新的視覺表達、新的文化旅游模式呈現在公眾的面前，從根本上改變了傳統而又單一的展陳方式，形成了獨特的數字展陳模式?！岸鼗退囆g走出莫高窟暨敦煌研究院建院70周年數字化成果展”以及敦煌莫高窟數字展示中心主題電影《千年莫高》和球幕電影《夢幻佛宮》都是這種全新的數字展示模式的集中反映，并為日新月異的文化旅游打開了新的體驗窗口，對文化遺產的保護與應用具有重要的作用。

1 豐富的石窟文物數字化資源

絲綢之路（中國段）作為中西方文化交匯與碰撞最為重要的古道之一，包涵了多種文明體系和舉不勝舉的文化遺產。就石窟寺而言，如新疆龜茲石窟、敦煌莫高窟、天水麥積山石窟等都是極具代表性的石窟群。由于絲綢之路文化遺產數量多、分布廣，部分文化遺產所處的位置自然環境惡劣，交通、通訊不便，文化旅游遇到了瓶頸。面對自然因素與人為因素的雙重壓力，以數字技術為支撐，全面展示絲綢之路及石窟藝術精華的文物數字化資源，為滿足不同觀眾的多種需求和個性化的文化體驗創造了新的領域，構建絲綢之路（中國段）文化旅游展示與體驗創新服務模式迫在眉睫。

以敦煌石窟為例，敦煌石窟藝術是集建筑、壁畫、塑像為一體的綜合性藝術，壁畫內容豐富、塑像題材多樣、石窟建筑形制囊括中外，蘊含了中國中世紀社會宗教、歷史、藝術、科技、民俗等多方面的信息，具有極高的歷史、藝術和科學價值。自上世紀90年代開始，敦煌研究院秉承對外協作宗旨，與國內外知名的科研機構、高等院校等進行了廣泛的合作，經過近20年的努力，目前已經形成了一整套適合石窟不可移動特點的文物數字化技術規范體系，積累了許多數字化資源。敦煌目前已完成了110個洞窟的高保真壁畫數字化采集、40個洞窟的整窟高保真數字化圖像處理以及110個360°虛擬漫游全景節目、近20余身敦煌石窟重點彩塑的三維重建，還有莫高窟、榆林窟等大遺址的三維重建數據等（圖1）。這些數據成為一種永久的海量數據資源，為敦煌研究院即將構建的“數字敦煌”項目奠定了重要的數字資源基礎。

與此同時，敦煌研究院趨近成熟的數字化模式得到了行業內的認可與推廣，目前，已經對國內一些文化遺產單位所轄的石窟寺進行了數字化項目支撐，并取得了良好的社會效益，如西藏夏魯寺壁畫數字化項目、新疆克孜爾石窟壁畫數字化項目、山東岱廟天貺殿壁畫數字化項目、河北曲陽北岳廟壁畫數字化項目、河北毗盧寺壁畫數字化項目等。

2 數字資源的成果轉化

敦煌石窟數字化包括攝影采集、圖像處理、數據存儲等環節。敦煌研究院上世紀90年代開始壁畫數字化，從而揭開了敦煌石窟文物數字化的序幕。隨著高科技的發展、計算機性能的不斷提升、圖像處理軟件的升級、數碼相機像素的提高，為了滿足數字化成果的不同應用需求，針對敦煌石窟壁畫的特點，攝影采集精度從75dpi提升至300dpi。300dpi的攝影采集標準，截至目前是石窟寺壁畫數字化一個成熟的規范，在業內具有推廣和引領作用。

文化遺產是重要的不可再生資源，種類繁多，不同的文化遺產對數字化實現的需求也不同。以石窟寺為例，一個專業的石窟寺數字化方案應結合主題需求，對數據內容進行遴選，以學術為指導，技術為支撐，結合石窟寺數字化標準制訂方案，在方案中要體現被采集對象的特點，針對主題需求開展規范的數字化流程工作[1]。

敦煌研究院壁畫數字化數據已產生超過70TB的數據，數據容量每年仍在大幅度增加，所以，數字化數據永久保存，同樣面臨著挑戰。數字化時代最大的特色就是合理利用與資源共享。通過數碼相機、掃描儀、攝像機等設備對石窟文物資源進行數據采集，首先要建立一整套的色彩管理系統，真實還原數據采集、處理、輸出等環節的色彩。利用采集設備獲取到以數字形式表現的原始數據，例如圖像、音頻、視頻、文本、網頁和三維數據等。通過文物數字化關鍵技術，對原始數據進行交互傳輸、加工處理，轉化為可視數據，即物質的二維和三維數據資源成果。采用圖像處理技術對原始圖像進行預處理、圖像配準、建立變換模型、統一坐標變換、圖像融合[2]，拼接完成整幅圖像，達到色彩均勻、亮度一致、無拼接痕跡的效果。利用超大容量壁畫快速瀏覽技術，對大容量的高精度壁畫數字化整幅數字圖像，通過互聯網與移動互聯網，在個人電腦和移動終端中快速瀏覽展示。數字化資源不同于文物本體，它超越了物理限制，隨著數字化事業的蓬勃發展，由此也產生了海量數據。敦煌石窟海量數據無差錯傳輸系統結合敦煌壁畫數字化工作流程特性，已得到了良好的應用（圖2）。

再如定位糾正技術，首先采集洞窟的三維空間點云數據，對三維點云數據進行點云拼接、模型構建、強度圖像輸出等數據處理；基于強度圖像定位糾正拼接完成的壁畫數字圖像，確保壁畫圖案形變控制在毫米級別。雕塑的三維重建將采集數據轉化為具有彩色紋理的三維點云數據，進行降噪、網格化、配準、重構、平差等數據處理，建立塑像的三維彩色模型。

通過主題需求選擇不同的展陳方式，確定組織形式，最大可能地利用數據形成新的文化資源，展示數據再次加工，展示場所的異構結合，展示主題內容的需求、技藝的融合與渲染等，都凸顯了展示數據的類型、組合及形式美；進而將數據信息轉化為視覺藝術，將豐富多彩的文化遺產資源以不同空間數據處理和獨特的數字化成果展示等手段，轉化為多元異構、內涵深刻的數字文化成果。

石窟寺數字化內涵是虛擬與現實的結合，更是科技與藝術的融合，以可視、可感、可聽、可觸的多種數字展陳方式呈現在公眾面前，打破原有的固定的環境界限，最終營造石窟藝術多元、異構的文化內涵和觀賞氛圍。

3 數字成果的文化呈現

習近平總書記明確提出：“要系統梳理傳統文化資源，讓收藏在禁宮里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產、書寫在古籍里的文字都活起來。”[3]如何有效盤活和合理利用這些資源，讓更多的觀眾感知石窟文物文化精髓和文物本體以外的豐富信息資源，讓觀眾利用已獲得的數字化數據更好地感受豐富的敦煌文化價值，讓觀眾進一步感悟數字化展示與藝術高度融合的新成果，變得尤為重要。敦煌研究院對現行敦煌石窟數字化資源進行分類研究、加工處理、布局設計，目前已將獲取的大量高保真圖像、視頻、動漫、虛擬漫游、三維重建等不同類型的多元的可視化數字成果，在異地場所成功展示。數字化成果除呈現與展示以外，還可將數字化成果發揮到極致，再次深度挖掘其文化內涵，結合創意設計，提取更多的知識與藝術元素；將設計理念與文化遺產數字化成果完美結合，深入研發相關數字文化衍生品，創作出具有民族特色的品牌，以滿足文化旅游市場的多種體驗的需求。

主要成果呈現形式如下。

3.1 實景洞窟復制

用激光掃描獲取精準的空間數據，修建真實的三維空間模型，選取合適的材質，高保真輸出洞窟內容，并實施1∶1原大復制，忠實原作，逼真還原，讓不能親臨實體洞窟的觀眾有身臨其境的感受。例如“敦煌藝術走出莫高窟——數字化成果展”對第220窟進行1∶1復制，洞窟總面積達113.8平方米，獲得了良好的觀眾口碑，引發公眾熱議。

3.2 沉浸式展示

沉浸式展示基于洞窟建筑形制特征搭建覆斗形窟頂模型，利用計算機控制技術、背投影形式、動靜結合的藝術手段，將莫高窟不同時代的精美窟頂與藻井有機編程、分時呈現。置身于其中，使觀眾可深切感受到高科技技術支撐下的佛教藝術的獨特魅力?！岸鼗退囆g走出莫高窟——數字化成果展”利用高科技手段展示了敦煌莫高窟不同時段的藻井、飛天及蓮花形象（圖3），以沉浸式的展陳手法給人以身臨其境的感受，達到了動靜結合的效果。

全球首部展示文化遺產8K高分辨率實景的球幕電影——《夢幻佛宮》（圖4），也是運用沉浸式展陳方式對莫高窟7個代表性洞窟進行全方位展示的成果。通過圖像采集、數據處理、三維掃描等手段，形成三維模型的敦煌莫高窟數字展示中心所展示的球幕電影，高清美觀、栩栩如生，讓觀眾置身于其中，獲得最佳的觀影體驗。

3.3 彩塑三維重建

將已獲取的洞窟雕塑三維數據進行高保真三維打印，等比例地呈現了真實的洞窟雕塑形象，視覺上可達到形神兼備、惟妙惟肖的視覺藝術效果。例如利用先進的三維打印技術等比例原型輸出的莫高窟第332窟、第259窟的彩塑三維重建作品，使觀眾可以近距離地欣賞莫高窟北魏與唐代雕塑造像的藝術魅力。

3.4 主題投影展示

運用投影，將敦煌悠久的歷史、自然風貌、名勝古跡和石窟藝術的精華，經過巧妙構思和合理安排，以計算機編程處理，并配以音樂和解說展現給觀眾，完美解讀敦煌以及周邊乃至絲綢之路的多種文化內涵。

3.5 虛擬體驗

通過虛擬漫游技術，集成視頻、音頻和高精度圖像，對文化遺產資源編輯制作成豐富多彩的虛擬漫游節目，讓觀眾根據自己的不同需求和興趣，自主地進行交互體驗，在虛擬的世界中暢游絲綢之路和欣賞敦煌石窟藝術。

3.6 高保真壁畫精品

以敦煌石窟不同時代的代表性壁畫為題材，進行數據處理、加工、修復，打印、裝裱，復制出原大或等比例的二維數字壁畫精品，不僅實現了數據信息可視化，而且將數字化資源變成了“物”，將數據信息以“物”的形式呈現出來。

3.7 多媒體展現

將觀眾耳熟能詳的壁畫題材及內容通過數據加工、編輯，制作成一個綜合的視頻、動漫等多媒體節目，以豐富數字化展示的內涵。動漫制作技術首先要撰寫動畫腳本、繪制分鏡圖、設計人物角色，設計機械造型、背景、色彩；其次要繪制原畫、動畫中間畫，提取影片中人物動作精準線條、繪制影片中人物、場景著色，制作影片中特殊效果；最后剪輯影片鏡頭、 配音、音樂、合成效果音，完成動漫節目制作。如“舍身飼虎”“玄奘取經”等動漫節目深受觀眾的喜愛。不僅如此，觀眾還可以從移動終端設備獲取洞窟更多的文化信息，靈活定制個人的文化體驗。

以上數字化技術與成果在“敦煌藝術走出莫高窟——數字化成果展”、莫高窟展示中心的主題電影《千年莫高》和球幕電影《夢幻佛宮》中得到了充分的應用和展示，營造了多元異構的敦煌石窟藝術氛圍，創造了全新的文化旅游模式，形成了絲綢之路（中國段）文化旅游展示與體驗的示范點，為文化遺產數字化的弘揚與發展奠定了重要基礎。

4 結 語

隨著國家“一帶一路”發展戰略和“華夏文明傳承創新區”的構建，進一步推動了絲綢之路沿線的文化遺產數字化事業的傳承與發展。運用不同空間數據處理的數字化技術，將不同地域種類豐富的文化遺產資源“盤活”，突破物理空間局限，將學術、技術與藝術融為一體，構成多元異構的數字文化，面向大眾，探索與構建文化遺產保護與利用的新模式。

參考文獻：

[1]吳健.石窟寺文物數字化的內涵：融學術、技術、藝術于一體[J].敦煌研究，2015（2）：125-129.

[2]李曉娟.圖像拼接技術研究[D].西安：西安電子科技大學，2007：22.

[3]習近平.建設社會主義文化強國著力提高國家文化軟實力[EB/OL].http：//news.xinhuanet.com/politi-

cs/2013-12/31/c_118788013.htm.