從傳統手工到現代技術

摘 要：自20世紀初以來，石窟寺調查歷經一百多年的發展，逐漸發展成為考古學的一個重要分支。對石窟進行調查并出版報告是深入研究的基礎，因此越來越受到重視。測繪作為記錄石窟的手段之一，發揮著不可替代的作用。測繪方式從過去的手工測量到現在對三維技術的應用，技術的進步加快了考古工作的進度。總結以往測繪成果中常見的問題，能夠更好地服務于未來考古報告的編寫。

關鍵詞：石窟寺考古；測繪；手工；現代技術

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2025.12.026

考古測繪是通過科學的測量，用線圖的方式，按照一定比例繪制遺跡和遺物的正視圖像。石窟寺考古作為考古學的一個分支，其測繪是在科學測量的基礎上用線圖記錄石窟的窟前和外立面遺跡、窟內的空間結構、造像布局、裝飾紋樣等。測繪線圖排除了殘損、風化、腐蝕等現象帶來的視覺干擾，能夠清楚、直觀地表現對象的結構、紋飾等關鍵信息。測繪線圖和文字、照片、拓片、數字化成果等共同構成了石窟寺考古的記錄手段。19世紀末20世紀初，中國的石窟寺等佛教遺跡進入西方學者的視野，并興起一股調查浪潮。新中國成立后，國內的石窟寺考古理論和方法日益完善，成為考古學的一個分支。由于石窟寺特殊的結構和復雜的內容，對其進行科學且準確測繪難度較大，制約了考古工作的開展和調查成果的出版。進入新世紀以后，三維激光和數字技術的成熟與普及，極大地提高了測繪工作的效率。2021年，國家文物局發布了石窟寺考古中長期規劃和促進報告出版的指導性文件，相關工作迎來了前所未有的發展機遇。

1 石窟調查和報告編寫回顧

1.1 日本學者對云岡的調查

1893年7—12月，日本東京美術學校校長岡倉天心帶領該校繪畫科學生早崎梗吉來到中國進行旅行考察，開啟了外國學者對中國古代佛教遺跡的考察熱潮。基于當時的條件，此次考察以拍照、文字記錄和捶制拓片的方式進行。最早有計劃、有組織地對我國石窟寺進行深入調查和測繪的是日本學者。1936年3月，任職于京都大學東方文化研究所的水野清一、長廣敏雄和攝影師羽館易考察了響堂山石窟和龍門石窟，對南響堂山的七個洞窟進行了為期一周的實地測量，龍門石窟則因體量龐大僅測量了部分小型洞窟。

1938—1944年每一年的8月到10月，以水野清一、長廣敏雄和羽館易三人為主的調查隊，對云岡石窟進行了系統的調查、測繪、拍照（圖1）。1938年，水野清一和羽館易第一次到達云岡，由于缺少經驗，測繪工作進展并不順利，僅勉強完成了第5、第6窟的測量。回國后，調查隊總結不足，重新確定了大型洞窟立面圖的測量方法：首先在洞窟內接近地面的位置設置井字形水平基準線，然后以此為基礎利用皮尺、垂球等工具進行測量。對于高處無法到達的地方，則采用搭設腳手架或利用長竹竿懸掛皮尺與吊有鉛錘的細繩這兩種方式。具體操作時，將竹竿前端精準放置于待測量位置，確保線繩或皮尺自然下垂且保持垂直狀態，再結合預先設定的基準線讀取皮尺上的尺寸數值，進而準確獲取該測量點的高度信息。測繪過程往往需要多人配合才能完成，為此調查隊雇傭了不少大同當地的農民來協助進行。盡管如此，測繪工作仍然繁瑣且困難，長廣敏雄在1941年的日記中曾感嘆“成果最不顯著的當然是實測圖的制作，誰也不知道何年能順利完成”①。到1944年最后一次調查結束，調查隊完成了云岡大部分洞窟的測量，繪制的圖紙包括洞窟平面圖、縱剖圖、橫剖圖以及壁面的立面圖，造像、裝飾紋樣等則進行了局部繪制，這也是首次對中國大型石窟群進行全面、深入的調查和測繪。1950—1956年，十六卷的《云岡石窟》調查報告分卷分次出版。受客觀條件限制，調查隊未能完成所有窟龕的測量，許多圖紙現在看來也不夠精細、完整，但對洞窟和造像進行科學測量并繪制圖紙無疑是具有開創性的。十六卷的調查報告也經歷了時間的考驗，時至今日仍然是研究云岡石窟的重要參考資料。

1.2 國內石窟寺考古報告的編寫

國內石窟寺考古的開展是在新中國成立之后。1962年，北京大學教授宿白應敦煌文物研究所之邀做了后來稱為“敦煌七講”的學術演講。其中，第二講“石窟寺考古學簡介”介紹了如何將考古學的方法應用于石窟寺，第六講“石窟的記錄和排年”詳細介紹了如何對洞窟進行全面的考古測繪、記錄、拍照以及在此基礎上進行排年分期，第七講“佛像的實測和造像量度經”結合《造像量度經》介紹了全面、科學的測量對研究不同地區、不同風格佛像的意義。正如徐蘋芳先生所說，“敦煌七講”是宿白先生建立中國石窟寺考古學體系的開篇之作②。同時，宿白先生不斷用這些理論和方法指導學生進行石窟寺調查。1952年，宿白先生帶領北大歷史系考古專業學生到云岡實習（圖2∶1）；1957年，帶領北大考古系學生對南北響堂山進行調查和勘測（圖2∶2）；1962年，又帶領學生按照考古學的方法對敦煌的典型洞窟進行實測、記錄。1963年，溫玉成和丁明夷按其要求到龍門石窟實習（圖2∶3），后來分別發表了調查簡報《龍門石窟雙窯》和論文《龍門石窟唐代造像的分期與類型》③。1985年，馬世長等北大考古系師生完成了《龍門皇甫公窟》調查報告④。1997年，北京大學考古學系和克孜爾千佛洞文物保管所合作出版《新疆克孜爾石窟考古報告（第一卷）》⑤。宿白先生認為，石窟寺的考古工作應主要由各石窟的管理機構承擔。鑒于當時各管理機構普遍缺少專業人員的狀況，北京大學考古學系多次舉辦考古培訓班，培養了大批專業人員，為石窟寺考古工作奠定了堅實的基礎。特別是2004年9月，年逾八十的宿白先生仍親臨在龍門石窟舉辦的“石窟考古報告培訓班”并親自授課（圖2∶4），后又多次到現場指導報告的編寫。進入新世紀，石窟寺考古和研究日益受到重視，出版的調查報告有《武威天梯山石窟》⑥《慈善寺與和麟溪橋：佛教造像窟龕調查研究報告》⑦《天龍山石窟》⑧等。特別是近年來，由于三維技術的助力，考古報告的出版也呈加速趨勢。

1.2.1 《莫高窟第266～275窟考古報告》⑨

20世紀80年代，敦煌研究所組織人員對莫高窟第268、272、275窟進行了傳統的手工測繪。2002年，敦煌研究院決定由樊錦詩、蔡偉堂等承擔《莫高窟第266～275窟考古報告》的編寫任務。考慮到過去的測繪已難以滿足需要，結合現有技術條件和專家意見，決定利用三維激光技術為考古測繪提供支持并重新繪制圖紙。測繪采用法如（FARO）LS 880掃描儀，掃描獲得數據生成點間距為1～2毫米洞窟點云圖，輔以數碼照片，利用數位屏進行線圖繪制。繪制的圖紙包括：洞窟的平、立面關系圖，各個窟的平面、縱剖、橫剖圖，各個壁的立面以及造像龕的正視、側視、剖視和展開圖，幫助理解洞窟的形制和布局的帶透視圖。對于壁畫中的多層位遺跡，則按層分別繪制。依賴扎實的技術支持，報告中在洞窟的連續平面圖和單獨的平、立面上標出了測繪基點、基線以及基點的GPS數據，所有的立面圖上布置有依據三維點云數據生成的方格網以方便圖紙的準確核校。作為《敦煌石窟全集》第一卷的《莫高窟第266～275窟考古報告》于2011年出版（圖3），為后續報告的編寫積累了寶貴經驗；第二卷《莫高窟第256、257、259窟考古報告》于2024年出版。

1.2.2 《龍門石窟考古報告：東山擂鼓臺區》《龍門石窟考古報告：東山萬佛溝區》⑩

2005年，龍門石窟研究院聯合北京大學考古文博學院、中國社會科學院世界宗教研究所，開展東山擂鼓臺區考古報告的編寫工作。出于培養人員、積累經驗的考慮，這一區域的洞窟測繪主要采用了傳統手工的方法。首先，確定洞窟的平面、橫剖、縱剖位置，搭建水平和垂直基線并輔以皮尺，然后依據基線用鋼卷尺、水平儀等工具由整體到局部測量壁面和造像的關鍵位置，離中間基線較遠的壁面或造像可在靠近壁面處設置平行于中間基線的輔助基線。對于中小型造像，則制作雙層方格網，使其水平立于像前，繪圖者通過方格網來觀察并繪制出正視圖像，目的是讓繪圖人員養成正視的觀察和測繪習慣。所測得的數據按照一定比例繪制在米格紙上，全部完成后再用硫酸紙進行清繪，達到出版要求。2006年，龍門石窟研究院與北京大學考古文博學院合作，嘗試利用三維激光掃描技術輔助測繪工作，擂鼓臺三洞窟頂的繪制正是利用了該技術。2008年，對擂鼓臺窟前區域進行了考古發掘，發現了大型踏道遺跡和大量的建筑、造像等遺物。《龍門石窟考古報告—東山擂鼓臺區》于2018年4月出版。

2014年，龍門石窟研究院啟動了萬佛溝區洞窟調查工作。這一區域有窟龕五十余個，既有高平郡王洞這樣的大型洞窟，也有瘞埋僧人的小型瘞窟。測繪工作主要采用了多視角三維重建技術，利用生成的洞窟模型截取需要的正視結構圖和各類立面圖，然后在數位屏中進行繪制，完成后到現場進行核對、修改。整個過程基本實現了數字化，省略了搭建基線和測量的繁瑣過程，工作效率得以大幅提高。2021年7月，《龍門石窟考古報告—東山萬佛溝區》出版，這也是龍門石窟研究院獨立完成的第一本考古報告。

1.2.3 《大足石刻全集》k

2003年，大足石刻研究院組織人員計劃對北山石窟進行考古學調查。整個測繪工作大致分兩個階段。2010年以前，主要通過手工測量的方式完成了北山佛灣的總立面圖和總平面圖的測繪，測量了第1～50號、第237～249號的平面、剖面圖，利用近景攝影圖繪制1∶1的立面圖。2010年以后，大足石刻研究院和武漢華宇科技發展有限公司合作，運用多基線數字攝影測繪技術對北山第124～135龕進行嘗試性測繪。先由武漢華宇科技發展有限公司現場采集數據生成洞窟模型，后繪圖人員根據截取的正視圖進行初次描繪，經過課題組、繪圖人員多次現場校對、修改后進行完善，形成最終測繪成果。后又完成了北山剩余洞窟及多寶塔、石篆山、石門山、南山石窟、寶頂山小佛灣石窟及周邊區域圖紙的繪制l。2019年，《大足石刻全集》出版。

1.2.4 浙江大學文化遺產研究院合作出版的《雷音洞：2012年度考古調查報告》《須彌山石窟考古報告：圓光寺區》等m

北京房山云居寺雷音洞為一刻經窟，平面基本呈方形，四壁鑲嵌尺寸規整的石板上刻佛經，僅中部的四根八面柱浮雕千佛。四壁經板分為上、下兩層，以分欄石相隔，地面墊地袱石。經板尺寸規格一致，相互之間整齊平正。《雷音洞：2012年度考古調查報告》的整體環境平面總圖使用了帶有RTK系統的GPS進行測量，立面、窟內平面、剖面、壁面及門窗細部則用全站儀結合三維數字技術測量。根據洞窟特點，雷音洞的調查過程中尤其重視四壁的營建次序和經板的鑲嵌工藝，測圖中除了有洞窟的結構圖、壁面圖和千佛柱線圖外，還對鑲嵌結構、工藝都進行了詳細介紹。《須彌山石窟考古報告：圓光寺區》共有主窟和附窟14個，主窟編號為40～50，其中第44、45、46、48為北周時期開鑿的中心柱窟。《須彌山石窟考古報告：圓光寺區》的整體布局總圖使用了帶有RTK系統的GPS進行測量，崖壁立面圖用了GPS和全站儀結合的方法，洞窟模型則采用了浙江大學自主研發的多圖像三維重建技術。書中第一章《洞窟分布》詳細交代了該區域的位置和洞窟之間的關系，圖紙包括洞窟分布平面圖、立面圖和分層連續平面圖。洞窟本體中，對于形制簡單且沒有造像的洞窟測繪了平面圖和縱剖圖，形制較復雜且有造像的洞窟繪制了平面圖、窟頂圖、左右分別透視的縱剖圖、前后透視的橫剖圖、四壁立面圖、中心柱立面圖等。兩部報告中均嘗試性地使用了比較多的三維正射影像圖，通過與測繪線圖對照來互相補充圖像信息。

1.2.5 其他

川渝地區分布著數量眾多的中小石窟，近年來四川省考古研究院資助出版了多部該地區的調查報告，如《夾江千佛巖：四川夾江千佛巖古代·摩崖造像考古調查報告》《仁壽牛角寨石窟：四川仁壽牛角寨石窟考古調查報告》《安岳圓覺洞：四川安岳圓覺洞石窟考古調查報告》等n。

2021年9月，國家文物局印發了《中國石窟寺考古中長期計劃（2021—2035）》，至2035年基本完成重要石窟寺考古報告編寫的階段性任務。

2 測繪方法回顧

顧名思義，測繪分為測和繪兩個步驟。測是繪圖的基礎，繪是把測量的結果圖形化。回顧過去測量方式的發展，其經歷了從傳統手工到現代技術的運用兩個階段（圖4）。前者主要使用基線、尺子等傳統工具；后者則利用激光掃描設備和數字化技術對石窟進行三維建模，然后截取需要的正視圖像。由于傳統手工測量的煩瑣過程被數字化技術代替，工作效率得以大幅提升。

2.1 手工測量

首先確定洞窟內能夠反映形制、結構、造像組合的位置，然后在該位置搭建水平的十字交叉基線和垂直基線，以三條基線為依據，對各個壁面和造像展開測量。高處無法探到的地方，通常用長竹竿懸掛皮尺和吊有鉛錘的細繩進行測量，中小型造像則可使用雙層的方格網來作為參考。傳統手工測繪通過對石窟和造像進行直接的測量與觀察，能夠更深入地理解測繪的原理和觀察方法，因此也是測繪工作者需要了解和掌握的基本技能。

2.2 三維激光技術

三維激光技術使用專業的激光掃描儀器對洞窟、造像進行掃描，采集的數據在電腦中生成洞窟的三維模型，然后截取相應的正視圖像，利用數位屏在電腦中直接進行繪制。工作人員通過在模型中設置基點，軟件可自動將其調整至正面、側面、俯視、仰視的角度。三維激光掃描儀所采集的數據密度決定了模型的精度。目前該技術已相當成熟，除了滿足考古工作外還常常應用于3D打印等。三維激光技術一般需要比較專業的技術人員來進行設備操作和數據處理，大型洞窟的數據量對計算機的運算能力也要求較高，不具備這些技術和條件的石窟單位通常選擇與有條件的高校或機構合作來進行。

2.3 多視角三維重建

該技術是利用高清數碼相機，按照一定順序和要求對洞窟進行拍照，然后使用專門的建模軟件如PhotoScan將照片生成三維模型。拍照時提前在窟內布置控制點，在模型中輸入控制點的三維坐標，可以方便地控制模型的不同視角o。這種方法對設備要求不高，技術難度也較低，但易受光線、環境等因素的影響，建模的精度和質量一般不如三維激光技術，但也基本能夠滿足考古測繪的需要。

傳統手工測繪需要搭建輔助基線、多人配合才能完成，也更為耗時，隨著技術的發展和進步，逐漸被三維技術取代。三維技術的數據采集和處理都由計算機完成，效率得以大幅提高。特別是多視角三維重建技術，工具簡單、技術難度低，在考古工作中的應用非常普及。在數字化技術發展的同時，繪圖也由傳統的針管筆、米格紙等工具變為磁性筆和數位屏，利用洞窟三維影像截圖在Photoshop和Illustrator等繪圖軟件上進行描繪。磁性筆和數位屏結合了傳統手繪和數字化的特點，非常適合石窟造像和壁畫的繪制。在三維技術的加持下，整個測繪過程基本實現了數字化、無紙化，成果也更易于保存和編輯。

3 測圖常見問題

考古測繪是在遵循基本測繪原理和方法的基礎上，對各類遺跡和現象進行完整、客觀的記錄。測繪圖作為考古調查的成果之一，既是其他研究者參考的基礎資料，也直接反映調查者對遺跡現象的認識和理解。為了更好地促進石窟寺考古報告的編寫，2021年7月國家文物局印發了《石窟寺考古報告編寫體例指南》。其中指出：考古報告應體現“科學性、全面性、規范性”；測圖應能夠“全面反映洞窟的形制、結構、造像布局等整體到細節的遺跡，以及遺跡關系細部和遺存等總體情況；準確標注比例、朝向，不同測圖間對應關系的洞窟剖切位置”；測圖應包括石窟群遺跡總圖和地形圖、石窟所在區段的連續平面和立面圖、反映單獨洞窟形制和造像組合的平剖面圖以及各個壁面圖、各類造像和紋樣等。

目前測圖存在的常見問題有以下幾類。

3.1 測圖不完整

宿白先生曾經指出：“檔案工作是不厭其詳、不厭其細，在表現形式上盡可能多樣化。報告則是在檔案的基礎上做出的，要求文字簡練，測圖和圖版全面但不能重復。”p考古報告通過文字、測圖和照片等多種手段全面地記錄石窟的信息，三者既各自獨立又相互補充。測圖應能夠單獨反映洞窟的空間結構和造像、紋飾等所有信息，并能夠與文字記錄和照片對應。有的調查者會有選擇地使用測圖，不能全面、客觀地反映遺跡情況。

3.2 標注不規范

準確的標注指北針、剖線位置、比例尺等，是考古繪圖中的基本要求。考古報告的測繪圖紙不僅是未來研究的基礎資料，在洞窟坍塌、毀壞后也要能夠根據圖紙進行準確的復原。有了規范的標注，測繪圖才能夠被放心使用，并對不同壁面、局部和整體進行相互核校，最終復原出完整的洞窟。

3.3 重造像輕相互關系

疊壓、打破關系是對窟龕和造像進行排年、分期的重要參考依據，測繪時尤其需要將這些現象清楚、準確地表現出來。有的洞窟和造像經過后世的補鑿或重修，壁畫存在不同時代的疊壓，如果測圖中不能進行明確的區分，就會給他人的研究造成困擾甚至誤導。

3.4 標準不統一

對于一些普遍存在的現象，應形成比較統一的方法或標準。如馬蹄形平面的洞窟，窟頂和四壁、正壁和兩側壁之間因為存在一定的弧度而沒有明確的分界線，測繪時該如何劃分壁面并沒有統一的標準。一種方法是在圓弧處人為確定一條界線，另一種測圖是在三維模型中盡量靠近壁面且平行的地方進行截取。后者兩個壁面之間沒有了明確的分界，會形成一個共有的區域，嚴格來說是不嚴謹的。

3.5 過于依賴三維模型

必須承認，目前的三維技術已能夠生成質量非常高的洞窟模型，但是受制于采集數據的完整度、精度、計算機的運算能力等因素，加上造像紋飾的精細程度有所不同，不同的三維模型質量也會有所差別。繪圖人員在使用時需要將模型和實物進行比對，清楚模型的不足，確保繪圖的準確性和完整性。對于一些細微的遺跡現象，尤其需要到洞窟中對實物進行觀察確認。對于有明確邊界的洞窟局部，三維模型截取的影像圖通常會超出實際的范圍，繪圖時需要特別留意。

遵循基本的測繪原理和工作規范，繪制符合標準的測圖是考古工作的基本要求。繪圖不僅是簡單的記錄，還需要繪圖者具備一定的考古學素養，不斷提升認知水平，盡可能清楚、準確地表現造像或壁畫的雕刻、繪畫技法和藝術特點、風格特征，才能使線圖更好地服務于考古和研究工作。

4 結語

根據國家文物局發布的全國石窟寺專項調查結果，全國共有石窟寺2155處、摩崖造像3831處，共計5986處。這些石窟和摩崖石刻包含豐富的政治、歷史、宗教、藝術、文化交流、民族融合等信息，對弘揚中國文化、建立民族自豪感有獨特的優勢。大量的中小型石窟和石刻位于偏僻的野外，時刻面臨著自然或人為因素的威脅，對其進行調查并建立檔案迫在眉睫。測繪作為記錄石窟的手段之一，在考古調查中發揮著重要作用。隨著新技術的應用和普及，傳統測繪中的痛點、難點得以解決，為未來考古工作的開展和成果的出版提供了保障。

注釋

①長廣敏雄.云岡日記[M].王雁卿，譯.北京：文物出版社，2009：88.

②徐蘋芳.中國石窟寺考古學的創建歷程：讀宿白先生《中國石窟寺研究》[J].文物，1998（2）：54-63.

③溫玉成.洛陽龍門雙窯[J].考古學報，1988（1）：101-131，149-152；丁明夷.龍門石窟唐代造像的分期與類型[J].考古學報，1979（4）：519-546，561-572.

④馬世長.龍門皇甫公窟[M]//龍門文物保管所，北京大學考古系.中國石窟：龍門石窟（第一卷）[M].北京：文物出版社，1991.

⑤北京大學考古學系，克孜爾千佛洞文物保管所.新疆克孜爾石窟考古報告（第一卷）[M].北京：文物出版社，1997.

⑥敦煌研究院，甘肅省博物館.武威天梯山石窟[M].北京：文物出版社，2000.

⑦西北大學考古專業，日本赴山西佛教遺跡考察團，麟游縣博物館.慈善寺與麟溪橋：佛教造像窟龕調查研究報告[M].北京：科學出版社，2002.

⑧李裕群，李鋼.天龍山石窟[M].北京：科學出版社，2003.

⑨敦煌研究院.莫高窟第266～275窟考古報告[M].北京：文物出版社，2011.

⑩龍門石窟研究院，北京大學考古文博學院，中國社會科學院世界宗教研究所.龍門石窟考古報告：東山擂鼓臺區[M].北京：科學出版社，2018；龍門石窟研究院.龍門石窟考古報告：東山萬佛溝區[M].北京：科學出版社，2021.

k大足石刻研究院.大足石刻全集[M].重慶：重慶出版社，2019.

l黎方銀.《大足石刻全集》考古報告編撰紀實[J].大足學刊，2020（00）：361-376.

m浙江大學文化遺產研究院，云居寺文物管理處，房山石經與云居寺文化研究中心.雷音洞：2012年度考古調查報告[M].杭州：浙江人民美術出版社，2020；浙江大學文化遺產研究院，寧夏文物考古研究所，須彌山文物管理所.須彌山石窟考古報告：圓光寺區[M].北京：文物出版社，2020.

n于春，王婷.夾江千佛巖：四川夾江千佛巖古代摩崖造像考古調查報告[M].北京：文物出版社，2012；王婷，于春.仁壽牛角寨石窟：四川仁壽牛角寨石窟考古調查報告[M].北京：文物出版社，2018；于春，王婷.安岳圓覺洞：四川安岳圓覺洞石窟考古調查報告[M].北京：文物出版社，2019.

o劉建國.考古現場的多視角三維重建[M].北京：中國社會科學出版社，2019：80.

p宿白.編寫龍門窟龕檔案和考古報告應予關注的幾個問題：以往學術工作的初步整理和培訓實習工作的要點[J].石窟寺研究，2010（00）：5-9.