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科學儀器接棒“永駐”敦煌壁畫“容貌” 推動文化薪火相傳
2021年08月23日 13:57:16
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：江魚 點擊量：7358
我國的敦煌莫高窟以其精美壁畫聞名。這座古老的城鎮(zhèn)位處河西走廊，經(jīng)受佛教洗禮已然有千年歷史。隨著大量科研投入，數(shù)字化技術運用，這座經(jīng)歷興起、繁盛、落寞、沉寂的大漠瑰寶再次被開啟，浩瀚壁畫震驚世人，推動文化薪火相傳。近日，武漢大學研究團隊和敦煌研究院接續(xù)攻關壁畫保護重現(xiàn)10余年，實現(xiàn)“窟內(nèi)文物窟外看”的數(shù)字技術，重現(xiàn)莫高窟往日輝煌，對話歷史，交流文明。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】 壁畫是人類最早的繪畫形式之一。它與建筑物融為一體，筆觸勾勒故事，回溯盛世繁華，記載千年笑容，承載著人類流淌著的文明。我國的敦煌莫高窟以其精美壁畫聞名。這座古老的城鎮(zhèn)位處河西走廊，經(jīng)受佛教洗禮已然有千年歷史。隨著大量科研投入，數(shù)字化技術運用，這座經(jīng)歷興起、繁盛、落寞、沉寂的大漠瑰寶再次被開啟，浩瀚壁畫震驚世人，推動文化薪火相傳。
近日，武漢大學研究團隊和敦煌研究院接續(xù)攻關壁畫保護、重現(xiàn)技術10余年，實現(xiàn)“窟內(nèi)文物窟外看”的愿景，重現(xiàn)莫高窟往日輝煌，對話歷史，交流文明。
文物保護預防并重 檢測儀器輪番上陣
莫高窟集壁畫、彩塑、建筑于一體，屹立黃沙大漠中。由于本身材料、自然、人物因素引起了諸多問題，如壁畫顏料起甲、粉化、脫落，微生物污染畫面，水鹽運移造成地仗酥堿、皰疹，塑像結構體中木骨架的糟朽、斷裂，頻繁參觀打破洞窟相對穩(wěn)定的小環(huán)境等。
面對脆弱的文物，保護是首要目標。早在上世紀70年代末，莫高窟文物保護人員就將新材料加固石窟，壁畫彩塑病害機理等技術投入到莫高窟的修復和保護中。
如今，便攜式設備讓實驗室動了起來，實現(xiàn)了儀器設備直接對壁畫進行無損檢測。文物修復保護人員可利用X射線熒光分析裝置，10秒檢測出試塊顏料中所有的元素；利用差熱分析儀分析壁畫的材質；此外還可通過激光共聚焦顯微拉曼光譜儀、紅外光譜儀、光學相干斷層掃描系統(tǒng)對壁畫細節(jié)進行掃描、檢測，科研人員從而獲取壁畫材質、結構、病害特征、誘發(fā)病害的因素等，針對這些信息制定保護計劃，做到有據(jù)可依，精準治療。
不僅如此，敦煌研究院也研究了適用于壁畫保護的專用儀器和裝備，研發(fā)了空鼓病害灌漿、起甲病害回貼、酥堿病害脫鹽加固技術等壁畫保護關鍵技術。在壁畫保護的質量控制方法和效果評價體系方面，研究人員則是根據(jù)修復材料的粘度、pH值、分子量、玻璃化溫度、材料粘結性、材料滲透性等修復量化指標編制相關標準。
保護在前，預防緊跟。敦煌研究院結合大數(shù)據(jù)、GIS地理信息等新興技術，設立石窟監(jiān)測中心，在莫高窟內(nèi)外均部署多類檢測設備，包括氣象、微環(huán)境、本體、崖體等監(jiān)測儀器，對莫高窟的氣象、風沙、水環(huán)境、內(nèi)部溫度、濕度等進行實時管控。這套預警裝置通過對莫高窟壁畫和建筑物長久的安全監(jiān)測，及時感知風險因素，防患于未然。
科研工具高精度測量、三維情景再現(xiàn) 文物容貌永駐
莫高窟修復和保護持續(xù)進行，如何讓其輝煌重現(xiàn)人世間而不受破壞是近期科研人員苦苦研究、攻克的技術難點。
隨著高分辨率相機和采集工具問世，科研人員利用現(xiàn)代攝影測量與遙感技術，將莫高窟搬運到電腦屏幕上，實現(xiàn)“窟內(nèi)文物窟外看”，觀看莫高窟細節(jié)，置身于玄幻奇妙的全景式文化觀賞中。文化遺產(chǎn)在數(shù)字技術中傳承文明，綻放光彩。
壁畫從莫高窟走到電腦上需要攝影采集、圖像處理、定位糾正、全景漫游、數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)存儲六大步驟。
其中，攝影采集最為關鍵。首先科研人員應用掃描激光儀掃描莫高窟內(nèi)部、地面、崖壁、古建筑等進行了多方位激光測量，獲得莫高窟的空中、中距、近距、微距等敦煌全貌3D數(shù)據(jù)。
接著，科研人員再用具有十億級像素的“飛天號”數(shù)字相機架在攝影采集架上，利用軌道進行散點分幅為敦煌莫高窟量身拍攝。該設備自動拼接功能和焦點合成技術，這些讓“飛天號”用一幅照片即可拍攝一個完整的中型佛龕。
值得注意的是測量采集文物時，測繪時間、二氧化碳等需要嚴格控制，防止原始建筑、壁畫受侵蝕。
如果將掃描莫高窟看作立骨構架，那么就是數(shù)據(jù)處理就是填充血肉。在數(shù)據(jù)處理部分，武漢大學和莫高窟研究團隊研制出解決復雜文物模型高質量紋理映射的軟件工具，打通關鍵環(huán)節(jié)。該設備高度還原壁畫的色彩和精度， 構建高度還原的建模，完成整幅壁畫的數(shù)字化一比一復制數(shù)字圖像。最后，科研人員再通過虛擬漫游系統(tǒng)展現(xiàn)建筑物原始樣貌，讓壁畫活起來。
在科學儀器的助陣下，科研人員高保真、永久性地保存珍貴的壁畫資料，并利用計算機數(shù)據(jù)將壁畫類遺產(chǎn)永久地記錄下來，總結壁畫遺產(chǎn)數(shù)字化的內(nèi)涵，將藝術、技術、學術于一體。人們輕點鼠標，在網(wǎng)上可免費觀看莫高窟數(shù)十個經(jīng)典洞窟高清全景，飛天壁畫衣袂飄飄，石窟內(nèi)景一覽無余。
千年前，岌岌無名的工匠們無聲地將一生心血灌筑在莫高窟中，千年后人們通過蛛絲馬跡尋找當年的民間大師，重現(xiàn)承載世紀大漠的瑰寶。保護文化遺產(chǎn)是血脈傳承、宿命傳遞，開放也是文化遺產(chǎn)的使命。如今，研究人員還需平衡好文化遺產(chǎn)保護與開發(fā)，科學儀器大力投入以及文化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化就是一個“好路子”。
莫高窟的科學保護和數(shù)字化呈現(xiàn)不僅讓文化遺產(chǎn)保存地更長久，還有助于研究考古、歷史等，甚至推翻舊日理論，同時也讓更多的人開始近距離了解、享用文化遺產(chǎn)，這就是科學技術的可為之處。
大漠遺珠輝煌至今。人在世外，心處大漠，敦煌藝術大展正在開啟。
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