历史珍贵唐卡数字化中的若干关键技术要点概述*

白立华 轰巴宅曲

（1.西藏自治区唐卡艺术与文化协会；2.西藏博物馆，西藏 拉萨 850000）

1 数字摄影与传统摄影比较

数字摄影可追溯到上世纪60年代末，贝尔实验室为了研究存储计算机数据意外使“电荷对联设备”(Charge-CoupleDevice,简称CCD)诞生了。但是，CCD真正运用在摄影领域记录静态影像则出现在80年代。其后，数字摄影技术和摄影设备不断更新，数字图像处理系统也逐渐趋于完善。特别是数字摄影设备的强大功能更是传统胶卷相机无法比拟的，对文化创意发展产生了难以估量的革命性影响。

在摄影技术应用的各个领域来看，数字摄影技术与传统摄影相比具有以下优势。

1.1 数字摄影具有功能强大，成本低廉的优势

从影像承载介质来看，数字摄影技术将现实的影像信息直接转化为电子信息，并且以电子数据的形式保存在储存介质中。而不是传统胶片通过乳化银和感光染料介质记录和保存影像。其优势在于，电子储存介质可以实现实时拍摄、观看，介质重复使用。不会像胶卷需要冲印之后才可以观看，而且冲印胶卷的过程中药剂会对环境产生污染。此外，数字图片可以通过图像处理软件随心所欲地处理，很容易地在计算机系统任意复制、传输和修改，同时依托电脑软件具备的强大图像编辑和处理能力，充分发挥人的想象力和创造力，实现多功能全方位的创意设计和特技处理。数字图像的采集、储存介质是可以反复使用的，从而大大节约了成本。

1.2 数字摄影具有即拍即得的优势

传统胶片摄影获取图像是一个非智能过程，对于拍摄的图像，在图像最终呈现之前根本不知道自己究竟拍到了什么，拍摄效果怎么样，必须经过复杂的胶片冲洗、照片印制技术才可以看到图片的效果，不仅过程十分繁琐，同时无法随心所欲地从优质、适用的角度对自己需要的图片进行印制，这就使得获取图像的成本大大增加。而数字摄影通常都通过可视的显示屏观察拍摄的效果和成像质量，能够根据实际拍到的照片来调整、控制摄影装置，直至获得满意并符合任务要求的画面。胶片摄影时代，考虑到摄影的成本，人们总是啬于按下快门，往往错过许多美好的瞬间，而数字化摄影的诞生与应用，真正实现了摄影的随心所欲。

1.3 数字影像处理和传播更加便捷

传统摄影在出版、传播等行业的流程中,需要将传统的胶片或者纸质图片扫描，对字体、图像进行复杂的整合设计，这一系列的环节均需要受过专门训练的人员方可完成。而数码摄影借助电脑软件的数字合成技术，可以省略许多传统摄影和传播中的环节，轻而易举地达到极佳的效果。数字化图片是一个可编辑的数据文件，可以随意地进行无限次复制，通过网络进行传输而不用担心失真的问题，这是传统摄影无法实现的。

2 可用于唐卡数字化的几类数字摄影设备

众所周知，数字摄影技术和设备发展到今天，已经具备了非接触式扫描、反射式扫描、透射式扫描、数码摄影等种类繁多、功能齐备的影像数字化方法。在数码摄影中又分为大画幅数码相机、中画幅数码相机、全画幅数码相机、APS-C画幅、M4-3画幅、1英寸画幅、2/3画幅和1/3英寸画幅等。

2.1 非接触式扫描方法

非接触式扫描最常见的是通过光学扫描，从而得到产品扫描点数据的方法。非接触式扫描方式在采集数据时，扫描头通常不与被扫描物体产生接触，从而不会损伤被扫描物，也不会产生变形。常见的光学扫描方法的工作原理通常有结构光测距法、激光三角法、激光干涉扫描法等。可用于唐卡数字化的非接触式扫描仪体积庞大，不宜移动，对于保存分散、需要频繁更换数据采集地点的唐卡数字化工作而言，使用大型非接触式扫描仪有很大难度，实用性差。

2.2 反射式扫描方法

反射式扫描是通过读取扫描对象表面的反射光成像，设备通常是平板式扫描仪又称为平台式扫描仪、台式扫描仪，这种扫描仪诞生于1984年，是目前办公用扫描仪的主流产品。从指标上看，这类扫描仪光学分辨率在300-8000dpi之间，色彩位数从24位到48位，扫描幅面一般为A4或是A3。从原理上看，这类扫描仪分为CCD技术和CIS技术两种，从性能上讲CCD技术是优于CIS技术的，但由于CIS技术具有价格低廉，体积小巧等优点，因此也在一定程度上获得了广泛的应用。由于这类扫描仪幅面有限、存在扫描图像层次丢失等，在唐卡数字化应用中有较大局限。

2.3 透射式扫描方法

透射式扫描方法通过读取来自扫描对象的投射光，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。透射式扫描通常用于透明胶片的扫描不适合用于唐卡扫描。

2.4 数码摄影

数码摄影，又称数位摄影或数字摄影，是指使用数字成像元件（CCD，CMOS）替代传统胶片来记录影像的技术。配备数字成像元件的相机统称为数码相机。对于数码摄影来说，光学影像的捕获依然运用小孔成像原理，但其将投射其上的光学影像转换为可被记录在存储介质（CF卡，SD卡）中的数字信息。其成像可被生成标准的位图图像格式，并借助如Photoshop等图像处理软件进行各种修改，并经由数字冲印或打印机输出为实物照片，或可用显示器、投影机、电子相册等展示工具直接展示，也可以直接转换为各种适用的格式用于网络发布或电子书籍。

数码摄影成像质量高、层次丰富、能够记录拍摄对象原始的光比关系，其生成的数字图像调整空间大、图像质量更好。数码摄影在拍摄过程中通过采用不同的光源和不同的布光方法，能够获得比各种扫描方式更佳质量的数字图像，因此，数码摄影是唐卡数字化最佳解决方案之一。

3 唐卡数字化过程中数码摄影的几种技术解决方法

通过数码摄影方式进行唐卡数字化时，由于拍摄环境复杂多变，拍摄光线环境时常变化，拍摄对象大小不一，需要解决色彩还原、图像畸变、布光策略、曝光组合、数字拼接等技术方案。这些技术问题或多或少都有成熟的技术或者可供借鉴的经验，但由于西藏高原特殊的地理条件和独特的拍摄环境因素，依然需要进行试验和技术验证方能确保获得的数字化文件符合计划要求。近年来，在《西藏历史珍贵唐卡数字化》项目的实施过程中，项目组积累了丰富的西藏珍贵唐卡数字化经验和相关的实证数据。

3.1 正确设置照相机色温，确保色彩正确还原

在唐卡数字化摄影开始之前，首先要根据拍摄环境和照明灯具的特点对照相机进行色温调整，当机内色温值与外界一致时，相机就能正确的表现唐卡的色彩。我们知道，不同的光源具有不同的色温，例如：

1700 K：火柴光

1850 K：蜡烛

2800 K：钨灯（白炽灯）的常见色温

3000 K：卤素灯及黄光日光灯的常见色温

3350 K：演播室“CP”灯

3400 K：演播室台灯,、照相泛光灯（不是闪光灯）等...

4100 K：月光、浅黄光日光灯

5000 K：日光

5500 K：平均日光、电子闪光（因厂商而异）

5770 K：有效太阳温度

6420 K：氙弧灯

6500 K：最常见的白光日光灯色温

在唐卡数字化摄影中，通常采用电子闪光灯、卤素灯和室内自然光等，相机色温可分别设置为：5500K、3000K、6000-6900K。采用专用灯光设备照明时，应根据设备说明书设置相机色温。在唐卡数字化摄影中，只要相机色温设置与拍摄光源色温一致，就能相对准确地将唐卡原有的色彩记录在数字文件之中。

3.2 合理选择镜头，防止画面畸变

相机镜头通常都会有一定变形，特别是广角镜头的畸变更为严重，因此，在唐卡数字化摄影中切忌使用镜头焦距小于CCD对角线的镜头和变焦镜头。在传统摄影概念中，焦距大于或等于相机胶片画幅的定焦镜头称之为标准镜头，这类镜头成像质量高、变形小，是唐卡数字化摄影不二之选。适宜进行唐卡数字化摄影的相机类型中对应的镜头分别为：

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微距哈苏（Hasselblad）HC 2.8/80、hc2.2/100

上述镜头在实际使用中具有成像清晰、变形小（几乎没有变形）等优势。

3.3 精确布设光源，消除画面反光

唐卡数字化摄影的光源布置不同于其他文物摄影的光源布置，通常条件许可的情况下至少要2个灯分别从两侧与被摄唐卡形成45°照射角，这样可以有效避免唐卡表面反光。必要时，为了表现唐卡画面上的描金线条，可在正面适当加弱光，强度为主光的1/10为宜。光源建议采用色温较为稳定的电子闪光灯，闪光量按照额定输出的1/3以上设定。

3.4 科学设定曝光组合，实现正确曝光

在唐卡数字化摄影中，虽然光源以人造光居多、光线强度相对稳定，但针对不同的光源特性，科学设定相机光圈、快门速度的组合，对获得准确的曝光和优质的图像具有决定性作用。在使用碘钨灯时，光圈设定为4-5.6之间，快门速度不低于1/15秒，防止画面因快门速度过低而虚化，同时也有效避免因长时间曝光而引起的画面偏色和噪点增加。在使用电子闪光灯时，光圈设定在5.6-11之间，快门设定在相机的闪光灯同步档，这样可以确保画质达到最佳水平。

3.5 用心拼接，纠正变形

为了更多地保留唐卡原作的信息，在唐卡数字化拍摄时往往采用多画幅拼接。随着图像信息技术的迅速发展，图形、图像的拼接处理智能化程度已经较为完善，但对于历史唐卡精品的数字化文件拼接而言，现有的民用图像处理和拼接软件在变形控制方面还难以达到精确的还原。在唐卡数字文件的拼接中，需要根据拍摄时记录的唐卡尺寸比例进行人工矫正，在这个过程中需要特别仔细，尽可能减少变形幅度，力求对唐卡原作最大限度的还原。

3.6 准确设置画面尺寸，保证数字文件和实物大小一致

唐卡数字化拍摄中，由于采用不同焦距的镜头、拍摄距离的差异，甚至后期画面校正等因素，以致实际拍摄的图像文件的大小与拍摄实物有差异。为了最终获得的图形文件与实物尺寸相同，以便展示和复制时达到尽可能真实的再现，需要在拍摄时对唐卡进行编号、仔细测量唐卡尺寸。唐卡编号必须和拍摄的电子图像编号一致，经过拼接、矫正、色卡比对无误后，在图像处理系统中对唐卡尺寸进行最终调整，通常是设置为300dpi分辨标准下与拍摄前测量尺寸以致。经过上述处理之后，数字化的唐卡图像文件与原作就几乎一致了，既可用于数字展览，也可以用做文物复制。

［1］翟立勤.浅析数字摄影较传统摄影在平面广告设计中的应用优势［D］.石家庄：河北师范大学，2010.

［2］倪舟.影像数码化的优势做毕业论文［D］.石家庄：河北师范大学，2017.