歷史珍貴唐卡數字化中的若干關鍵技術要點概述*

白立華 轟巴宅曲

（1.西藏自治區唐卡藝術與文化協會；2.西藏博物館，西藏 拉薩 850000）

1 數字攝影與傳統攝影比較

數字攝影可追溯到上世紀60年代末，貝爾實驗室為了研究存儲計算機數據意外使“電荷對聯設備”(Charge-CoupleDevice,簡稱CCD)誕生了。但是，CCD真正運用在攝影領域記錄靜態影像則出現在80年代。其后，數字攝影技術和攝影設備不斷更新，數字圖像處理系統也逐漸趨于完善。特別是數字攝影設備的強大功能更是傳統膠卷相機無法比擬的，對文化創意發展產生了難以估量的革命性影響。

在攝影技術應用的各個領域來看，數字攝影技術與傳統攝影相比具有以下優勢。

1.1 數字攝影具有功能強大，成本低廉的優勢

從影像承載介質來看，數字攝影技術將現實的影像信息直接轉化為電子信息，并且以電子數據的形式保存在儲存介質中。而不是傳統膠片通過乳化銀和感光染料介質記錄和保存影像。其優勢在于，電子儲存介質可以實現實時拍攝、觀看，介質重復使用。不會像膠卷需要沖印之后才可以觀看，而且沖印膠卷的過程中藥劑會對環境產生污染。此外，數字圖片可以通過圖像處理軟件隨心所欲地處理，很容易地在計算機系統任意復制、傳輸和修改，同時依托電腦軟件具備的強大圖像編輯和處理能力，充分發揮人的想象力和創造力，實現多功能全方位的創意設計和特技處理。數字圖像的采集、儲存介質是可以反復使用的，從而大大節約了成本。

1.2 數字攝影具有即拍即得的優勢

傳統膠片攝影獲取圖像是一個非智能過程，對于拍攝的圖像，在圖像最終呈現之前根本不知道自己究竟拍到了什么，拍攝效果怎么樣，必須經過復雜的膠片沖洗、照片印制技術才可以看到圖片的效果，不僅過程十分繁瑣，同時無法隨心所欲地從優質、適用的角度對自己需要的圖片進行印制，這就使得獲取圖像的成本大大增加。而數字攝影通常都通過可視的顯示屏觀察拍攝的效果和成像質量，能夠根據實際拍到的照片來調整、控制攝影裝置，直至獲得滿意并符合任務要求的畫面。膠片攝影時代，考慮到攝影的成本，人們總是嗇于按下快門，往往錯過許多美好的瞬間，而數字化攝影的誕生與應用，真正實現了攝影的隨心所欲。

1.3 數字影像處理和傳播更加便捷

傳統攝影在出版、傳播等行業的流程中,需要將傳統的膠片或者紙質圖片掃描，對字體、圖像進行復雜的整合設計，這一系列的環節均需要受過專門訓練的人員方可完成。而數碼攝影借助電腦軟件的數字合成技術，可以省略許多傳統攝影和傳播中的環節，輕而易舉地達到極佳的效果。數字化圖片是一個可編輯的數據文件，可以隨意地進行無限次復制，通過網絡進行傳輸而不用擔心失真的問題，這是傳統攝影無法實現的。

2 可用于唐卡數字化的幾類數字攝影設備

眾所周知，數字攝影技術和設備發展到今天，已經具備了非接觸式掃描、反射式掃描、透射式掃描、數碼攝影等種類繁多、功能齊備的影像數字化方法。在數碼攝影中又分為大畫幅數碼相機、中畫幅數碼相機、全畫幅數碼相機、APS-C畫幅、M4-3畫幅、1英寸畫幅、2/3畫幅和1/3英寸畫幅等。

2.1 非接觸式掃描方法

非接觸式掃描最常見的是通過光學掃描，從而得到產品掃描點數據的方法。非接觸式掃描方式在采集數據時，掃描頭通常不與被掃描物體產生接觸，從而不會損傷被掃描物，也不會產生變形。常見的光學掃描方法的工作原理通常有結構光測距法、激光三角法、激光干涉掃描法等。可用于唐卡數字化的非接觸式掃描儀體積龐大，不宜移動，對于保存分散、需要頻繁更換數據采集地點的唐卡數字化工作而言，使用大型非接觸式掃描儀有很大難度，實用性差。

2.2 反射式掃描方法

反射式掃描是通過讀取掃描對象表面的反射光成像，設備通常是平板式掃描儀又稱為平臺式掃描儀、臺式掃描儀，這種掃描儀誕生于1984年，是目前辦公用掃描儀的主流產品。從指標上看，這類掃描儀光學分辨率在300-8000dpi之間，色彩位數從24位到48位，掃描幅面一般為A4或是A3。從原理上看，這類掃描儀分為CCD技術和CIS技術兩種，從性能上講CCD技術是優于CIS技術的，但由于CIS技術具有價格低廉，體積小巧等優點，因此也在一定程度上獲得了廣泛的應用。由于這類掃描儀幅面有限、存在掃描圖像層次丟失等，在唐卡數字化應用中有較大局限。

2.3 透射式掃描方法

透射式掃描方法通過讀取來自掃描對象的投射光，由光學透鏡聚焦并進入分光鏡，經過棱鏡和紅綠藍三色濾色鏡得到的RGB三條彩色光帶分別照到各自的CCD上，CCD將RGB光帶轉變為模擬電子信號，此信號又被A/D變換器轉變為數字電子信號。透射式掃描通常用于透明膠片的掃描不適合用于唐卡掃描。

2.4 數碼攝影

數碼攝影，又稱數位攝影或數字攝影，是指使用數字成像元件（CCD，CMOS）替代傳統膠片來記錄影像的技術。配備數字成像元件的相機統稱為數碼相機。對于數碼攝影來說，光學影像的捕獲依然運用小孔成像原理，但其將投射其上的光學影像轉換為可被記錄在存儲介質（CF卡，SD卡）中的數字信息。其成像可被生成標準的位圖圖像格式，并借助如Photoshop等圖像處理軟件進行各種修改，并經由數字沖印或打印機輸出為實物照片，或可用顯示器、投影機、電子相冊等展示工具直接展示，也可以直接轉換為各種適用的格式用于網絡發布或電子書籍。

數碼攝影成像質量高、層次豐富、能夠記錄拍攝對象原始的光比關系，其生成的數字圖像調整空間大、圖像質量更好。數碼攝影在拍攝過程中通過采用不同的光源和不同的布光方法，能夠獲得比各種掃描方式更佳質量的數字圖像，因此，數碼攝影是唐卡數字化最佳解決方案之一。

3 唐卡數字化過程中數碼攝影的幾種技術解決方法

通過數碼攝影方式進行唐卡數字化時，由于拍攝環境復雜多變，拍攝光線環境時常變化，拍攝對象大小不一，需要解決色彩還原、圖像畸變、布光策略、曝光組合、數字拼接等技術方案。這些技術問題或多或少都有成熟的技術或者可供借鑒的經驗，但由于西藏高原特殊的地理條件和獨特的拍攝環境因素，依然需要進行試驗和技術驗證方能確保獲得的數字化文件符合計劃要求。近年來，在《西藏歷史珍貴唐卡數字化》項目的實施過程中，項目組積累了豐富的西藏珍貴唐卡數字化經驗和相關的實證數據。

3.1 正確設置照相機色溫，確保色彩正確還原

在唐卡數字化攝影開始之前，首先要根據拍攝環境和照明燈具的特點對照相機進行色溫調整，當機內色溫值與外界一致時，相機就能正確的表現唐卡的色彩。我們知道，不同的光源具有不同的色溫，例如：

1700 K：火柴光

1850 K：蠟燭

2800 K：鎢燈（白熾燈）的常見色溫

3000 K：鹵素燈及黃光日光燈的常見色溫

3350 K：演播室“CP”燈

3400 K：演播室臺燈,、照相泛光燈（不是閃光燈）等...

4100 K：月光、淺黃光日光燈

5000 K：日光

5500 K：平均日光、電子閃光（因廠商而異）

5770 K：有效太陽溫度

6420 K：氙弧燈

6500 K：最常見的白光日光燈色溫

在唐卡數字化攝影中，通常采用電子閃光燈、鹵素燈和室內自然光等，相機色溫可分別設置為：5500K、3000K、6000-6900K。采用專用燈光設備照明時，應根據設備說明書設置相機色溫。在唐卡數字化攝影中，只要相機色溫設置與拍攝光源色溫一致，就能相對準確地將唐卡原有的色彩記錄在數字文件之中。

3.2 合理選擇鏡頭，防止畫面畸變

相機鏡頭通常都會有一定變形，特別是廣角鏡頭的畸變更為嚴重，因此，在唐卡數字化攝影中切忌使用鏡頭焦距小于CCD對角線的鏡頭和變焦鏡頭。在傳統攝影概念中，焦距大于或等于相機膠片畫幅的定焦鏡頭稱之為標準鏡頭，這類鏡頭成像質量高、變形小，是唐卡數字化攝影不二之選。適宜進行唐卡數字化攝影的相機類型中對應的鏡頭分別為：

佳能（Canon）EF 50mm f/1.8 STM、EF 85mm f/1.4L IS USM、EF 100mmf/2.8L IS USM 微距

尼康（Nikon）AF 60mm f/2.8微距、AF-S DX 85mm f/3.5G ED微距、AF-S VRAF 105mm f/2.8G微距。

索尼（Sony）FE 50mm F1.4 ZA、FE 90mm F2.8微距哈蘇（Hasselblad）HC 2.8/80、hc2.2/100

上述鏡頭在實際使用中具有成像清晰、變形小（幾乎沒有變形）等優勢。

3.3 精確布設光源，消除畫面反光

唐卡數字化攝影的光源布置不同于其他文物攝影的光源布置，通常條件許可的情況下至少要2個燈分別從兩側與被攝唐卡形成45°照射角，這樣可以有效避免唐卡表面反光。必要時，為了表現唐卡畫面上的描金線條，可在正面適當加弱光，強度為主光的1/10為宜。光源建議采用色溫較為穩定的電子閃光燈，閃光量按照額定輸出的1/3以上設定。

3.4 科學設定曝光組合，實現正確曝光

在唐卡數字化攝影中，雖然光源以人造光居多、光線強度相對穩定，但針對不同的光源特性，科學設定相機光圈、快門速度的組合，對獲得準確的曝光和優質的圖像具有決定性作用。在使用碘鎢燈時，光圈設定為4-5.6之間，快門速度不低于1/15秒，防止畫面因快門速度過低而虛化，同時也有效避免因長時間曝光而引起的畫面偏色和噪點增加。在使用電子閃光燈時，光圈設定在5.6-11之間，快門設定在相機的閃光燈同步檔，這樣可以確保畫質達到最佳水平。

3.5 用心拼接，糾正變形

為了更多地保留唐卡原作的信息，在唐卡數字化拍攝時往往采用多畫幅拼接。隨著圖像信息技術的迅速發展，圖形、圖像的拼接處理智能化程度已經較為完善，但對于歷史唐卡精品的數字化文件拼接而言，現有的民用圖像處理和拼接軟件在變形控制方面還難以達到精確的還原。在唐卡數字文件的拼接中，需要根據拍攝時記錄的唐卡尺寸比例進行人工矯正，在這個過程中需要特別仔細，盡可能減少變形幅度，力求對唐卡原作最大限度的還原。

3.6 準確設置畫面尺寸，保證數字文件和實物大小一致

唐卡數字化拍攝中，由于采用不同焦距的鏡頭、拍攝距離的差異，甚至后期畫面校正等因素，以致實際拍攝的圖像文件的大小與拍攝實物有差異。為了最終獲得的圖形文件與實物尺寸相同，以便展示和復制時達到盡可能真實的再現，需要在拍攝時對唐卡進行編號、仔細測量唐卡尺寸。唐卡編號必須和拍攝的電子圖像編號一致，經過拼接、矯正、色卡比對無誤后，在圖像處理系統中對唐卡尺寸進行最終調整，通常是設置為300dpi分辨標準下與拍攝前測量尺寸以致。經過上述處理之后，數字化的唐卡圖像文件與原作就幾乎一致了，既可用于數字展覽，也可以用做文物復制。

［1］翟立勤.淺析數字攝影較傳統攝影在平面廣告設計中的應用優勢［D］.石家莊：河北師范大學，2010.

［2］倪舟.影像數碼化的優勢做畢業論文［D］.石家莊：河北師范大學，2017.