多元异构的数字文化

内容摘要：本文结合敦煌研究院成功的数字展示案例和“一带一路”文化旅游的需求，通过现有大量的敦煌石窟数字化资源转化为多元的可视的数字化成果，使不可移动文物突破物理空间和地域局限，走出文物本体环境，面向国内外，以新的展示环境、新的视觉表达、新的文化旅游模式呈现在公众的面前，精心组织、合理布局、科学设计，以虚拟和现实相结合，以艺术和高科技相融合，从而营造一个全新的多元异构的数字文化。

关键词：敦煌石窟；多元；异构；数字文化

中图分类号：K879.21 文献标识码：A 文章编号：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

文化遗产见证人类文明的发展历程，真实展现当时的历史背景与人文风貌，是重要的不可再生的资源。随着计算机信息技术的迅速发展，特别是多媒体技术和计算机技术在生活中的普及与应用，文化遗产数字化逐渐被人们所重视，并形成独立的文化呈现形式，深得社会公众的认可。文化遗产信息不仅可以在时间和空间维度上不断积累，而且可以突破物理与地域的界限，走出文物本体环境，面向国内外，以新的展示环境、新的视觉表达、新的文化旅游模式呈现在公众的面前，从根本上改变了传统而又单一的展陈方式，形成了独特的数字展陈模式。“敦煌艺术走出莫高窟暨敦煌研究院建院70周年数字化成果展”以及敦煌莫高窟数字展示中心主题电影《千年莫高》和球幕电影《梦幻佛宫》都是这种全新的数字展示模式的集中反映，并为日新月异的文化旅游打开了新的体验窗口，对文化遗产的保护与应用具有重要的作用。

1 丰富的石窟文物数字化资源

丝绸之路（中国段）作为中西方文化交汇与碰撞最为重要的古道之一，包涵了多种文明体系和举不胜举的文化遗产。就石窟寺而言，如新疆龟兹石窟、敦煌莫高窟、天水麦积山石窟等都是极具代表性的石窟群。由于丝绸之路文化遗产数量多、分布广，部分文化遗产所处的位置自然环境恶劣，交通、通讯不便，文化旅游遇到了瓶颈。面对自然因素与人为因素的双重压力，以数字技术为支撑，全面展示丝绸之路及石窟艺术精华的文物数字化资源，为满足不同观众的多种需求和个性化的文化体验创造了新的领域，构建丝绸之路（中国段）文化旅游展示与体验创新服务模式迫在眉睫。

以敦煌石窟为例，敦煌石窟艺术是集建筑、壁画、塑像为一体的综合性艺术，壁画内容丰富、塑像题材多样、石窟建筑形制囊括中外，蕴含了中国中世纪社会宗教、历史、艺术、科技、民俗等多方面的信息，具有极高的历史、艺术和科学价值。自上世纪90年代开始，敦煌研究院秉承对外协作宗旨，与国内外知名的科研机构、高等院校等进行了广泛的合作，经过近20年的努力，目前已经形成了一整套适合石窟不可移动特点的文物数字化技术规范体系，积累了许多数字化资源。敦煌目前已完成了110个洞窟的高保真壁画数字化采集、40个洞窟的整窟高保真数字化图像处理以及110个360°虚拟漫游全景节目、近20余身敦煌石窟重点彩塑的三维重建，还有莫高窟、榆林窟等大遗址的三维重建数据等（图1）。这些数据成为一种永久的海量数据资源，为敦煌研究院即将构建的“数字敦煌”项目奠定了重要的数字资源基础。

与此同时，敦煌研究院趋近成熟的数字化模式得到了行业内的认可与推广，目前，已经对国内一些文化遗产单位所辖的石窟寺进行了数字化项目支撑，并取得了良好的社会效益，如西藏夏鲁寺壁画数字化项目、新疆克孜尔石窟壁画数字化项目、山东岱庙天贶殿壁画数字化项目、河北曲阳北岳庙壁画数字化项目、河北毗卢寺壁画数字化项目等。

2 数字资源的成果转化

敦煌石窟数字化包括摄影采集、图像处理、数据存储等环节。敦煌研究院上世纪90年代开始壁画数字化，从而揭开了敦煌石窟文物数字化的序幕。随着高科技的发展、计算机性能的不断提升、图像处理软件的升级、数码相机像素的提高，为了满足数字化成果的不同应用需求，针对敦煌石窟壁画的特点，摄影采集精度从75dpi提升至300dpi。300dpi的摄影采集标准，截至目前是石窟寺壁画数字化一个成熟的规范，在业内具有推广和引领作用。

文化遗产是重要的不可再生资源，种类繁多，不同的文化遗产对数字化实现的需求也不同。以石窟寺为例，一个专业的石窟寺数字化方案应结合主题需求，对数据内容进行遴选，以学术为指导，技术为支撑，结合石窟寺数字化标准制订方案，在方案中要体现被采集对象的特点，针对主题需求开展规范的数字化流程工作[1]。

敦煌研究院壁画数字化数据已产生超过70TB的数据，数据容量每年仍在大幅度增加，所以，数字化数据永久保存，同样面临着挑战。数字化时代最大的特色就是合理利用与资源共享。通过数码相机、扫描仪、摄像机等设备对石窟文物资源进行数据采集，首先要建立一整套的色彩管理系统，真实还原数据采集、处理、输出等环节的色彩。利用采集设备获取到以数字形式表现的原始数据，例如图像、音频、视频、文本、网页和三维数据等。通过文物数字化关键技术，对原始数据进行交互传输、加工处理，转化为可视数据，即物质的二维和三维数据资源成果。采用图像处理技术对原始图像进行预处理、图像配准、建立变换模型、统一坐标变换、图像融合[2]，拼接完成整幅图像，达到色彩均匀、亮度一致、无拼接痕迹的效果。利用超大容量壁画快速浏览技术，对大容量的高精度壁画数字化整幅数字图像，通过互联网与移动互联网，在个人电脑和移动终端中快速浏览展示。数字化资源不同于文物本体，它超越了物理限制，随着数字化事业的蓬勃发展，由此也产生了海量数据。敦煌石窟海量数据无差错传输系统结合敦煌壁画数字化工作流程特性，已得到了良好的应用（图2）。

再如定位纠正技术，首先采集洞窟的三维空间点云数据，对三维点云数据进行点云拼接、模型构建、强度图像输出等数据处理；基于强度图像定位纠正拼接完成的壁画数字图像，确保壁画图案形变控制在毫米级别。雕塑的三维重建将采集数据转化为具有彩色纹理的三维点云数据，进行降噪、网格化、配准、重构、平差等数据处理，建立塑像的三维彩色模型。

通过主题需求选择不同的展陈方式，确定组织形式，最大可能地利用数据形成新的文化资源，展示数据再次加工，展示场所的异构结合，展示主题内容的需求、技艺的融合与渲染等，都凸显了展示数据的类型、组合及形式美；进而将数据信息转化为视觉艺术，将丰富多彩的文化遗产资源以不同空间数据处理和独特的数字化成果展示等手段，转化为多元异构、内涵深刻的数字文化成果。

石窟寺数字化内涵是虚拟与现实的结合，更是科技与艺术的融合，以可视、可感、可听、可触的多种数字展陈方式呈现在公众面前，打破原有的固定的环境界限，最终营造石窟艺术多元、异构的文化内涵和观赏氛围。

3 数字成果的文化呈现

习近平总书记明确提出：“要系统梳理传统文化资源，让收藏在禁宫里的文物、陈列在广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字都活起来。”[3]如何有效盘活和合理利用这些资源，让更多的观众感知石窟文物文化精髓和文物本体以外的丰富信息资源，让观众利用已获得的数字化数据更好地感受丰富的敦煌文化价值，让观众进一步感悟数字化展示与艺术高度融合的新成果，变得尤为重要。敦煌研究院对现行敦煌石窟数字化资源进行分类研究、加工处理、布局设计，目前已将获取的大量高保真图像、视频、动漫、虚拟漫游、三维重建等不同类型的多元的可视化数字成果，在异地场所成功展示。数字化成果除呈现与展示以外，还可将数字化成果发挥到极致，再次深度挖掘其文化内涵，结合创意设计，提取更多的知识与艺术元素；将设计理念与文化遗产数字化成果完美结合，深入研发相关数字文化衍生品，创作出具有民族特色的品牌，以满足文化旅游市场的多种体验的需求。

主要成果呈现形式如下。

3.1 实景洞窟复制

用激光扫描获取精准的空间数据，修建真实的三维空间模型，选取合适的材质，高保真输出洞窟内容，并实施1∶1原大复制，忠实原作，逼真还原，让不能亲临实体洞窟的观众有身临其境的感受。例如“敦煌艺术走出莫高窟——数字化成果展”对第220窟进行1∶1复制，洞窟总面积达113.8平方米，获得了良好的观众口碑，引发公众热议。

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顶模型，利用计算机控制技术、背投影形式、动静结合的艺术手段，将莫高窟不同时代的精美窟顶与藻井有机编程、分时呈现。置身于其中，使观众可深切感受到高科技技术支撑下的佛教艺术的独特魅力。“敦煌艺术走出莫高窟——数字化成果展”利用高科技手段展示了敦煌莫高窟不同时段的藻井、飞天及莲花形象（图3），以沉浸式的展陈手法给人以身临其境的感受，达到了动静结合的效果。

全球首部展示文化遗产8K高分辨率实景的球幕电影——《梦幻佛宫》（图4），也是运用沉浸式展陈方式对莫高窟7个代表性洞窟进行全方位展示的成果。通过图像采集、数据处理、三维扫描等手段，形成三维模型的敦煌莫高窟数字展示中心所展示的球幕电影，高清美观、栩栩如生，让观众置身于其中，获得最佳的观影体验。

3.3 彩塑三维重建

将已获取的洞窟雕塑三维数据进行高保真三维打印，等比例地呈现了真实的洞窟雕塑形象，视觉上可达到形神兼备、惟妙惟肖的视觉艺术效果。例如利用先进的三维打印技术等比例原型输出的莫高窟第332窟、第259窟的彩塑三维重建作品，使观众可以近距离地欣赏莫高窟北魏与唐代雕塑造像的艺术魅力。

3.4 主题投影展示

运用投影，将敦煌悠久的历史、自然风貌、名胜古迹和石窟艺术的精华，经过巧妙构思和合理安排，以计算机编程处理，并配以音乐和解说展现给观众，完美解读敦煌以及周边乃至丝绸之路的多种文化内涵。

3.5 虚拟体验

通过虚拟漫游技术，集成视频、音频和高精度图像，对文化遗产资源编辑制作成丰富多彩的虚拟漫游节目，让观众根据自己的不同需求和兴趣，自主地进行交互体验，在虚拟的世界中畅游丝绸之路和欣赏敦煌石窟艺术。

3.6 高保真壁画精品

以敦煌石窟不同时代的代表性壁画为题材，进行数据处理、加工、修复，打印、装裱，复制出原大或等比例的二维数字壁画精品，不仅实现了数据信息可视化，而且将数字化资源变成了“物”，将数据信息以“物”的形式呈现出来。

3.7 多媒体展现

将观众耳熟能详的壁画题材及内容通过数据加工、编辑，制作成一个综合的视频、动漫等多媒体节目，以丰富数字化展示的内涵。动漫制作技术首先要撰写动画脚本、绘制分镜图、设计人物角色，设计机械造型、背景、色彩；其次要绘制原画、动画中间画，提取影片中人物动作精准线条、绘制影片中人物、场景着色，制作影片中特殊效果；最后剪辑影片镜头、 配音、音乐、合成效果音，完成动漫节目制作。如“舍身饲虎”“玄奘取经”等动漫节目深受观众的喜爱。不仅如此，观众还可以从移动终端设备获取洞窟更多的文化信息，灵活定制个人的文化体验。

以上数字化技术与成果在“敦煌艺术走出莫高窟——数字化成果展”、莫高窟展示中心的主题电影《千年莫高》和球幕电影《梦幻佛宫》中得到了充分的应用和展示，营造了多元异构的敦煌石窟艺术氛围，创造了全新的文化旅游模式，形成了丝绸之路（中国段）文化旅游展示与体验的示范点，为文化遗产数字化的弘扬与发展奠定了重要基础。

4 结 语

随着国家“一带一路”发展战略和“华夏文明传承创新区”的构建，进一步推动了丝绸之路沿线的文化遗产数字化事业的传承与发展。运用不同空间数据处理的数字化技术，将不同地域种类丰富的文化遗产资源“盘活”，突破物理空间局限，将学术、技术与艺术融为一体，构成多元异构的数字文化，面向大众，探索与构建文化遗产保护与利用的新模式。

参考文献：

[1]吴健.石窟寺文物数字化的内涵：融学术、技术、艺术于一体[J].敦煌研究，2015（2）：125-129.

[2]李晓娟.图像拼接技术研究[D].西安：西安电子科技大学，2007：22.

[3]习近平.建设社会主义文化强国着力提高国家文化软实力[EB/OL].http：//news.xinhuanet.com/politi-

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