數字化為文物保護提質增效

郭瑞芳

隨著科學技術的快速發展，特別是計算機技術的不斷推廣和普及，數字技術的應用范圍也在不斷擴大，在文物保護領域發揮著重要的作用。利用數字影像、三維虛擬等數字技術，不僅可以達到數字化展示的目的，而且可以對文物進行數字化修復、建模，對文物保護工作有著積極的推動作用。現從數字技術在文物保護中的應用現狀出發，分析數字技術與傳統測繪技術相比在文物保護工作中的優勢，研究當前數字技術在文物保護應用發展中面臨的困境，展望發展前景，為數字技術在文物保護中的應用發展提供一定的理論借鑒。

近年來，如何將數字技術與文物保護工作相結合，推動文物保護工作的進一步發展是文物工作者面臨的一個重要課題。相關文物保護單位也在探索數字技術在這個專業領域的應用前景，積極開展相關的應用實踐活動。

數字技術在文物保護中的應用現狀

應用數字技術，加強文物的信息采集處理

文物的基礎數據信息資料是開展文物保護工作的前提，利用數字技術對文物開展信息的采集、處理、建檔等工作是當前新時代背景下的必然趨勢，這種信息采集方式對我國很多不可移動文物的檔案建立、檔案數字化工作有著極其重要的影響。首先，利用數字技術，通過掃描儀、攝像機等設備對文物進行多角度、多層次的拍攝記錄；其次，運用高精度的三維激光掃描技術描摹文物形態，最終在計算機上形成三維模型。與傳統的簡易拍照、定位等測繪方法相比，這種方法不僅可以提高工作效率，通過數據處理即可生成三視圖、正射影像圖等，而且三維模型包含的信息更加多元。目前，數字技術已被廣泛應用于很多大型、不可移動文物的保護工作。

應用數字技術，加強文物的監測與檢測

對文物進行持續的動態監測是文物保護工作的一項重要內容，尤其是針對大面積的文物遺跡，要對其進行定期監測，并根據現狀值與基礎值的對比分析，得到建筑偏移、變形、損毀等數據，再通過計算在測量時間段內建筑變形損壞的比值得出損壞速率值，為文物的預警監測工作提供依據，進而提高文物安全評估的動態性和科學性，避免文物被二次損壞。

應用數字技術，加強文物的修復和保存

文物有著不可再生的特性，其由于時間跨度大，本身就存在很多破損，再加上出土之后長期暴露在空氣中，空氣中的二氧化氮、二氧化硫等氣體附著到文物表面，會造成文物尤其是紙質文物的酸化損毀。在很多古墓的發掘過程中，由于墓室地下水位較高，很多文物都浸泡在水中，其出土之后導致原有的生物平衡被打破，內在性質發生改變，看似光鮮亮麗的文物發生變形、褪色，甚至直接毀壞，這為文物的修復增加了難度。數字技術不僅可以通過掃描將文物構建成三維模型，而且可以對很多細微的破損部位進行有針對性的分析，為后期制訂文物修復方案提供更多的選擇。

應用數字技術，加強文物的展示與傳播

數字技術可以通過借助多媒體技術、虛擬現實技術、VR技術等對文物進行虛擬構建，提升觀眾的參觀體驗。首先，通過3D影像技術、燈光造影技術可將一些已經消失的文物通過模型進行等比例復原。其次，通過虛擬的古代環境特效和座椅特效，模擬天氣、聲音等特技效果，將視覺、聽覺等融為一體，在體感和動作捕捉技術的基礎上再加入劇情式的互動，讓觀眾近距離接觸到文物，讓觀眾對文物有一種更加立體的感受。

數字技術在文物保護應用中的優勢

與通過傳統信息采集、測繪技術保護文物相比，數字技術有以下優點。

信息采集面廣

利用數字技術可以全方位采集文物信息，為文物保護和研究提供豐富的數字資源，比如借助3D掃描技術可以對文物的紋理進行精確掃描；通過光譜技術、智能認知技術等可以識別出文物的病害情況，并用于文物損害預防研究；通過碎片虛擬還原技術可以在不移動文物碎片的基礎上恢復文物原貌，為出土文物的修復工作提供科學可靠的依據。很多文物內部結構復雜，傳統的文物測繪技術只能進行節點的尺寸測繪，無法了解文物內部，而數字技術則完美地彌補了這一缺陷，它可以對文物頂部、內部的一些信息進行無死角掃描，還可以保證數據的準確性。

測量精度高

運用最新的數字技術即雙光源掃描技術對文物進行3D掃描，單幅精度可以達到0.05毫米，空間點的距離可以達到0.25毫米，采集的數據十分豐富，質量也非常高，可以近乎完美地復刻文物。目前雙光源的手持掃描儀幾乎適用于各種類型的物體，而且其掃描速度快，可達到1200000點/秒，不會讓文物長時間暴露在外部環境中。雙光源中的紅外光源對外部環境的適應性很強，且具有較強的抗外部干擾能力，可以在復雜的環境下進行工作。通過對紋理進行映射計算，掃描出來的模型具有獲取色彩能力，可以很好地還原文物細節。

文物損傷程度低

每個文物由于其材質、堅硬程度、尺寸各不相同，且文物表面多有各種色彩和漆箔，因此需要進行殺菌隔離處理，針對木制文物還要進行高分子材料噴涂處理。在文物的出土、運輸、展示過程中，涉及包裝、裝箱、轉運等一系列環節，所以不可避免地會對文物造成不同程度的損傷。傳統的文物測繪技術主要是通過架設腳手架人工進行測繪，而且受技術限制，只能進行二維拍攝。數字技術中的三維掃描技術采用的是無接觸式的信息采集方式，使用激光掃描也不會與文物的表面發生直接接觸，不會對文物實體造成損傷。對較大體型的文物進行數據信息采集應用數字技術是十分方便的，比如在對敦煌莫高窟的壁畫進行信息采集時，用傳統的測量方法不僅耗費精力，而且在架設腳手架以及拍攝過程中也極易對文物造成損壞。應用數字技術進行信息采集不僅速度快，而且不會對壁畫產生破壞，還能夠采集到立體的壁畫數據。

時間效率高

在文物保護中應用數字技術，可以將采集的文物三維信息轉變為計算機數字信號，并快速構建出三維模型。同樣對某一件文物進行測繪時，傳統手工測繪所需要耗費的時間是數字技術的六到八倍，而且測繪出來的模型需要人工不斷進行調整，但通過數字技術測繪得到的圖像等原始數據在模型中調整難度相對較小，可以根據需要隨時刪除、增補相應的信息，為后期的文物修復與保護工作提供便利。

數字技術在文物保護應用中面臨的困境

交互程度低，技術濫用情況嚴重

文物是不可再生的，而且文物的類型豐富多樣，因其材質、質量、位置、環境等存在差異，所以不同的文物保護工作的重點不同。目前，很多學者在文物的數字化保護方面片面重視理論研究，很少關注實際操作案例。很多文物的相關保護活動都比較簡單，一般以照片拍攝、資料復制為主，真正做到文物數字化保護的很少，而且其所采用的技術方法也比較單一，一般以播放虛擬視頻為主，很難滿足人們對文物數字化展示的需求，文物和普通觀賞者之間的交互程度很低。

數字技術在文物保護中的一個重要應用就是通過虛擬現實等技術將文物展示在觀眾面前，給觀眾帶來沉浸式體驗。但不少展覽在技術上過于追求標新立異，過度看重數字媒體所帶來的“沉浸感”和“交互體驗”，他們認為所謂的沉浸式展覽就是單純對聲、光、電等技術的應用，反而弱化了文物自身的文化及藝術價值。

數字化人才短缺

文物的數字化保護是一項跨行業、跨領域的工作，需要文物工作者和數字化技術人才的通力合作才能順利開展。當下我國很多博物館中文物的數字化展示通常都是交給第三方科技公司，而公司的數字化技術水平良莠不齊，再加上文物工作者對文物保護的理解與技術人員存在較大差異，因此創作的數字化作品質量差異很大。

文物數字化相關法律規范不足

科學合理的法律規范是文物保護數字化發展的基石，這對文物保護領域與互聯網、旅游、影視、周邊產業發展等領域的資源整合具有重要意義。目前，這些領域對文物數字化資源的應用和轉化都有著較強的需求和意向。但是，地方性的法律規范各異，國家層面關于文物保護數字化發展層面的法律規范還有待完善。

文物數字化產品維護成本高

不管是線上的展示網站，還是線下的數字媒體展示，都存在諸如技術難度大、制作周期長等問題，對文物數字化產品的日常維護和運營更是提出了較高要求。很多文物數字化產品由于無法及時更新維護，導致其利用率逐年下滑；部分線下實體展館中設置了趣味互動設備，由于在短時間內使用的頻率過高，大多面臨著發生損壞但維護成本太高而被擱置的困境。數字化展示設備的長期維護成本遠大于開發成本，這使得許多文物數字化產品開發工作往往只是曇花一現，難以維持下去。

數字技術在文物保護應用中的發展展望

建設信息傳播平臺，構建互動式交互體系

隨著互聯網的快速發展，數字技術逐漸進入嶄新的發展階段。通過強化對數字技術的利用，借助互聯網技術創新文物保護內容，創建交互性更強的傳播形式。例如，在應用數字技術的基礎上構建信息傳播平臺，利用各大新媒體平臺數量龐大的用戶群體提升文物保護工作的影響力，制訂與受眾互動的傳播方案，大大提高文物保護信息傳播的效率，使人們加強對文物以及背后文化的了解，進而推動民眾樹立文物保護意識。

此外，還可以從受眾的角度出發，基于受眾反饋的感受體驗優化互動交互策略。一方面，相關文物保護單位可以通過與知名人士進行互動，引導民眾加強文物保護意識；另一方面，展示方要打破傳統的思維限制，加深對受眾反饋的認知，創建柔性宣傳模式，提升文物保護工作的影響力。

培養專業數字技術人才，為文物保護保駕護航

學校是人才培養的中心，只有加強對數字技術人才的培養，數字技術才能在文物保護工作中得到更加科學合理的應用。政府要加強與高等院校的合作，通過學校教育來培養更多的數字技術人才，打造跨學科、跨領域的專業團隊，例如，開設文物保護和數字技術應用相關的專業課程，注重理論課程與實踐課程的結合，提高專業人才的實踐能力。高等院校的教育不僅能夠提高青少年文物保護的意識，提升文物保護工作的影響程度，也能快速培養數字技術型人才，為文物保護的工作積蓄人才力量。

完善相關法律規范，為文物數字化應用提供保障

依法監管是社會穩定發展的基石，政府要針對文物數字化保護工作制定明確的法律法規，明確監管的對應職能部門以及對應的執法權和處罰權，建立起文物保護單位、市場主體、政府三方的內在協調和約束機制，避免因為互相推卸責任而產生法律風險，推進立法進程，構建適合當前國情的文物數字化管理法律體系。

首先要增強與文物數字化市場的適應性，通過確立主體資格建立文物數字化主體法，做到權責分明，同時必須要明確規定行業的準入機制，制定與之相對應的法律規范；同時要規范數字化行業的行為，制定與之對應的行為方面的法律規范，對文物數字化主體所做出的行為進行有效規范。

其次要建立健全地方性法規，提高文物數字化法律法規的水平。當下各地文物數字化產業的發展存在較大差異，這就要求在制定相關法律法規時要考慮當地的具體環境，根據自身特點制定出符合當地文物發展的法律，形成層次分明，結構嚴謹的文物數字化法律規范。

吸引社會資本，拓寬融資渠道

目前，很多文物保護工作大多是依靠政府專項財政補貼。文物保護工作需要大量資金，尤其是在中西部地區只依靠政府投入開展工作并不現實。

文物保護單位要解放思想，不能一味地“等、靠、要”，要鼓勵和支持社會力量參與到文物保護工作中去，嘗試引導社會資本積極廣泛地參與到文物保護工作中來。例如，制定文物認養政策，針對部分不可移動的文物，認養方要負責文物的日常養護、修繕等工作；對部分低級別文物建筑制定開放使用政策，當前低級別文物建筑數量眾多、分布廣泛，但是產權復雜，政府管理難度較大。因此，可以適當開放部分文物建筑，讓社會資本通過多種合作模式獲得一定時限的臨時管理權，如可以利用文物建筑開設公共文化場所或旅游休閑服務場所，讓資本在獲取收益的同時，文物建筑也能得到修繕和維護。

數字技術廣泛應用于文物保護工作是大勢所趨，數字技術具有的嚴謹、精確的特點尤其適合文物保護，傳統的測繪技術固然不可徹底被替代，但是由于其受時間和空間的限制，其對文物保護的作用被局限在一定的范圍之內。通過數字技術構建數字資源庫不僅可以打破時空限制，更能滿足當下受眾的需求。本文闡述了數字技術在文物保護中的應用，分析了其優勢與面臨的困境，并有針對性地提出發展展望，為數字技術在文物保護中的應用提供一定的理論參考。

（作者單位：岢嵐縣文物保護所）