敦煌壁画二维图像虚拟修复

丁晓宏 吴健 俞天秀 罗毓颢

摘要：为盘活海量的数字资源，深度挖掘敦煌石窟艺术内涵及数字资源的艺术价值，提升敦煌艺术展览的展示效果，在览展示以及文化衍生品的开发中，体现敦煌壁画艺术的精美。方法通过对目标修复的壁画图像资料和文字资料的查阅，利用计算机图像处理技术，在壁画数字图像上进行虚拟修复。针对莫高窟220窟南壁阿弥陀经变，分别选取了人物形体、图案、色彩等不同形式的7处破损内容，参考查阅的资料，运用不同的修复工具和方法进行了修复，修复成果为敦煌艺术的弘扬和文化产业发展提供丰富而有力的数据支持。

关键词：敦煌壁画;220窟南壁;二维图像;虚拟修复

中图分类号：P234 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2020）30-0033-03 DOI：10.12228/j.issn.1005-5312.2020.30.022

一、敦煌壁画二维图像虚拟修复的意义

敦煌研究院从上世纪九十年代就开始通过与国内外科研机构合作，采取各种手段来保护莫高窟壁画，然而也只能对壁画“延年益寿”，达不到永久保存的目的。因此，敦煌研究院探索使用计算机和图像处理技术对莫高窟壁画进行数字化保护。通过壁画数字化形成的档案可以永久保存，永续利用。[1]虚拟修复可以使数字化成果更好的在展示、创意和弘扬等方面被有效的利用，为敦煌文化弘扬、文化产业开发和缓解旅游开放提供数据支持。通过对图像虚拟修复方法的研究，总结出图像修复的规律，为将来的图像虚拟修复提供参考，形成一套规范的数字化虚拟复原流程，为以后的壁画虚拟修复工作提供一个可操作性的方案。修复之后的图像可以作为艺术设计、展览展示、文创产品研发的素材，也可以为保护、研究提供图像参考。

通過对敦煌壁画的内容图像的调查，形成专题性的图像规律，为考古和保护研究提供学术参考;色彩的对比研究对美术研究提供参考;在展览展示、创意研发和艺术弘扬方面，不仅可以为展览展示中的壁画提供更加精美的观赏效果，还使其在艺术设计、创意研发方面的素材可以更加丰富，同时使得人们对于敦煌文化更加向往;在将来的虚拟修复工作中，也可以参照此课题研究的方法，为图像研究人员提供图像规律参考;在展览展示中，为观众呈现尽可能完美的画面，展示敦煌壁画精美的画面和丰富的内容，增强展示效果;在创意研发方面，创作素材更加丰富，更加完整。

二、敦煌石窟壁画数字化二维图像虚拟修复

（一）图像修复区域的选定依据

对修复的壁画内容选定要考虑壁画的内容、年代、完整程度，以及在展览展示和文创产品开发时的艺术价值与历史价值。本次虚拟修复选定的图像是莫高窟220窟南壁阿弥陀经变（如图1所示）。

对于修复区域的选择，主要以下面三点为依据：

第一，选择的修复区域应为画面的主体内容;

第二，从视觉角度出发，选择画面破损比较严重的区域;

第三，基于整幅画面构图的完整性向四周扩散，选择的不同修复类型。

（二）资料查阅与对比

1.文献依据

对于将要修复的图像，首先要确定修复壁画的内容。经过对文献资料的查阅，莫高窟220窟始建于初唐，中唐和宋代进行了重修。洞窟形制呈方形，覆斗形窟顶，典型的殿堂式结构。上世纪40年代，剥去了表层壁画之后，露出了“贞观十六年（642年）造窟题记”，是莫高窟已知的最早唐代有纪年的洞窟。开窟者为“乡贡明经议郎行敦煌州学博士翟通”，字思远，敦煌旺族，在窟内西壁佛龛下墨书题写“翟家窟”三个字。

在莫高窟，西方净土变壁画有120多幅，220窟南壁的《阿弥陀经变》是其中最具代表性的一幅。画面展示了极乐的佛国世界，里面有七宝莲池，池中有十八功德水，池底布满金沙，池的四周及亭台楼阁都是用金银。玛瑙、琉璃砌成，池中的莲花大如车轮，娇艳无比;天空中天乐不鼓自鸣，天宫伎乐会定时撒下漫天曼陀罗花，奇禽异鸟空中纷飞，啼鸣婉转动听。壁画下部为一组乐舞。两位身着裙衫的舞伎侧向对舞，二人做吸腿姿势单足立于圆形地毯上，双臂上下舞动彩巾，准备即将极速旋转动起来。整幅壁画内容以阿弥陀为中心，观音、大势至菩萨侍立左右，其他菩萨、天人、化生童子、伎乐围绕四周，构图上突出了人物主体，人与建筑、景物之间的间距疏密有致，布置对称，画面饱满且具有很强的空间感。构图以画面中间的阿弥陀及左右的观音和大势至菩萨为中心，周围有其他菩萨、天人、化生童子、伎乐等150余人。描绘了西方极乐世界的画面：佛祖在正中说法，菩萨弟子围绕，听佛说法;下面有七宝莲池，池中有八功德水，池底布满了金沙，七宝莲池的周围是用金银、玛瑙、琉璃等砌成的亭台楼阁;池中莲花娇艳，天空乐器不鼓自鸣，奇禽异鸟自由纷飞，啼鸣婉转;画面最下面有乐队和舞伎，脚踩圆毯，翩翩起舞。画面还有华盖、树木、飞天，整幅画面疏密有致，主次分明，具有很强的空间感。[2]

通过对莫高窟220窟南壁的阿弥陀经变内容的文献资料查阅，分析了图像组成元素、构图、主要内容的风格以及画面的特征描述，使得对整体画面有较为清晰的把握，将对于修复具有很好的指导意义。

2.图像依据

图像破损区域画面的纹理和色彩基本损失殆尽了，修复的主要依据是图像资料和文字资料的查阅。查找莫高窟现有的弥勒经变图像若干幅（如图2所示），对图像内容进行了分析，对同样内容和同时期的壁画重点比对，总结出画面构图和色彩特点，再利用修复软件对破损的图像进行修复。

修复对象的细节分析，主要是针对壁画中的线条、色彩、画法特征的研究。对于破损的壁画，线描的色彩和中间填充的颜料层局部脱落，但大部分还能保留局部的线描痕迹;对于壁画的色彩，大部分为单色晕染或纯色色块，色彩种类比较有规律，部分颜料还能保持鲜艳的色彩，如石青和石绿色;有些颜色的颜料部分出现变色如土红色变色为赭石或者黑色（如图3所示）;对于壁画中的建筑、人物形体、服饰等，有些是属于几何图像的重复使用，如边饰的菱形、长方形;服饰衣纹能够找到同时期相似图像作为参考（如图4所示）。

敦煌壁画二维图像的虚拟修复需要严谨的理论依据和图像依据。查阅了大量的图像资料和文献资料，整理出与修复对象有关的图像和文献，对修复的内容进行类比，查找他们之间的关联和共性。文献资料对于图像的构图和色彩有详细的研究，能够得出画面破损前所绘制的壁画的内容和色彩。敦煌壁画中同一时期同一内容的壁画众多，壁画风格和内容比较接近，因此考察其他洞窟同时期壁画图像，为莫高窟220窟南壁阿弥陀经变的修复提供了图像依据。

（三）莫高窟220窟南壁局部区域的修复

1.壁画中线条的修复

莫高窟220窟壁画中线条主要以“兰叶描”为主，细长柔软，灵动飘逸，落笔、行笔、收笔都有粗细变化。[3]因此利用计算机图像处理软件中的画笔工具，修复缺失的线条，需要对画笔工具的预设笔触进行选择，硬度、边缘轮廓、粗细进行测试，使其与壁画中现存的线条在画法、粗细和笔触上一致。调整参数，借助手绘板，能够达到线条较好的修复效果，线条轨迹清晰，自然流畅。[4]

通过测试与对比，在使用干介质笔刷kyle-hb筆刷在透明度和硬度为100%时，绘制的线描效果比较接近美术临摹的线描（如图5所示）。

利用选择的笔刷类型，通过对参考图像的对比研究，选择了极为近似的完整图像作为参考，用画笔绘制人物服饰的线条，使用粗细、硬度等的设置不同的画笔笔触，能够达到完整流畅的效果。然后参照人物残存的服饰颜色色调，进行颜色的填充，最后进行质感调整，使其融入到整幅画面中（如图6所示）。

2.壁画中重复图案的修复

莫高窟第220窟南壁壁画中有大量的通过单个图案的排列组合形成的重复图案，它们都有着特定的规律。通过对壁画中保存完整的重复图案进行提取，将其作为元素，按照特定的排列组合规律，从而推断出缺失部分的图案并对残损的部分进行修复（如图7所示）。

3.色块修复过程

画面中有大面积的几何图案，它们的特征主要是由线条勾出轮廓，均为纯色色块。利用对残存的图案形状排列形式分析，对图案的颜色进行提取，对残损部分进行图案形状绘制和颜色填充，对色块的表面肌理进行修饰，达到纯色色块的修复（如图8所示）。

三、修复成果对比

利用修复软件的工具，对莫高窟220南壁的局部壁画进行了虚拟修复，分别选取了人物形体、图案、色彩等不同形式的破损内容，参考查阅的资料，运用不同的修复工具和方法进行了修复，修复成果对比如图9所示。

四、成果的应用与展望

随着人民大众精神文明的日益提高，对文化产品的需求也日益增加，这样就推动了文化产业的发展，尤其针对博物馆和文化遗产等，国家出台了相关政策，支持和鼓励文博单位深度挖掘文化内涵，让文物和文化遗产“活起来”。敦煌研究院利用多年来形成的数字资源，通过深度挖掘内涵，创意设计，结合大众生活美学，开发了一系列文化创意衍生品，让敦煌石窟艺术走进了普通生活中。但由于敦煌石窟文物是经历了千年的历史变迁，存在各种的病害和损坏，有些壁画素材虽然内容丰富，构图精美，但是破损比较严重，不适用于产品开发。因此，对这些破损的壁画进行虚拟修复后的素材用于产品开发，让完整的一面呈现出来，增强了产品美感和视觉效果。

文物是不可再生资源，随着时间的流逝，终将消亡，但是文物数字化将通过科技手段将文物信息永久的保存，永续利用。随着数字化技术的发展，敦煌壁画二维图像虚拟修复将对更多的破损壁画进行修复，通过不断的探索形成一套完整的、可行的虚拟修复流程，为文物数字化展览展示、文化产业发展等提供更加丰富的素材和内容。

★基金项目：课题名称：《敦煌壁画二维图像虚拟修复》，课题编号：2017—KJ—YB—13。