黄河流域汉画像石农耕图像金石档案数字化保护与传播研究

汪新叶

关键词：档案；黄河流域；农耕图像；金石档案；数字化；档案保护；文化传承

2019年9月18日，习近平总书记在郑州主持召开座谈会并发表重要讲话，将黄河流域生态保护和高质量发展提升到国家战略高度。[1]自此推进黄河流域文化遗产的搜集、整理与研究已经成为学界的重要议题。汉代是我国农业发展的重要阶段，铁质农具和牛耕技术在农事活动中得到广泛使用，促进社会生产力的巨大进步，形成汉代发达的农耕文明，为我们留下了许多宝贵的农业文化遗产。

黄河流域汉画像石农耕图像是以图画形式镌刻在天然石材上的农耕图像，具有原始性、真实性和不易篡改等特点，更加直观全面再现黄河流域汉代农耕场面，以独特的金石档案形式记录着汉代农业的发展。同时，这些图像将抽象艺术与具体农事活动相结合，鲜活地记录了汉代农业生产水平，以其包含的独特生态系统和生产生活价值成为一个时代的标本。翦伯赞在《秦汉史》序中提出：“这些石刻画像假如把它们有系统地搜集起来，几乎可以成为一部绣像的汉代史。”[2]经过搜寻整理，我们发现这部灿烂的历史横跨黄河流域和长江流域，而黄河流域是其发源地。[3]根据现有相关农业考古研究分析，黄河流域农业题材的汉画像石主要集中在川、陕、鲁、豫等地区。从地理空间分布上看，呈明显的集聚分布特征，形成了黄河中下游“陕、鲁、豫”高密度核心圈。[4]其中，陕西省以榆林市的绥德、米脂、神木等区县为核心密度区；山东省以济宁市及其周边地带为核心密度区，向西至鲁豫交接地带；河南省以豫南、豫中和豫北为核心密度区。[5]

由此可见，黄河流域汉画像石农耕图像金石档案具有“自然环境与文化遗产高度一致”的基本属性，能够依托黄河流域将雕刻精美、题材丰富、生动形象的农耕图像系统性串联起来，构建黄河流域农耕图像数据库，并通过技术重建、复原与农耕图像相关的历史信息，形成完整的黄河流域汉代农业文化符号，实现讲好“黄河故事”，延续历史文脉。

1 黄河流域汉画像石农耕图像金石档案的潜在价值

1.1 题材广泛，反映了汉代农业经济的各个层面。汉画像石农耕图像金石档案是人类在生产活动中创造的具有历史价值的实物遗存，见证了两汉发达的农业和手工业，以图像资料记录中华传统农耕文明，是研究古代农业发展最直接、最可靠的史料。黄河流域流经9个省区，地域跨度大，地貌形态各异，多样的自然地理环境和人文空间塑造了丰富多彩的农业活动，因而形成题材广泛、内容丰富的汉画像石农耕图像。从农业生产活动内容来看，主要包括驱牛耕地、扬鞭持铧、翻地松土、中耕除草、芟草播种、纺纱织布、舂米酿酒等农耕生产情况，表现出汉代先进的手工业技术和农耕技术；张弓射猎、执罩捕鱼、持杆垂钓、深山狩猎、围猎出行等渔猎采集活动场面，反映了汉代劳动人民对于生产活动的自信；汲水庖厨、庖厨备宴、烧烤炊煮、豆腐作坊、民间酒肆等庖厨饮食活动画面，反映了汉代人民的饮食习惯和高超的烹饪技术。[6]从农业生产工具方面看，随着汉代冶铁业的发展，铁质农具得到普遍应用，不仅种类齐全，制作工艺也很精细。主要包括用于耕种的铁犁、松土平田的铁锄、除草的铁锄、翻土整地的铁镢和铁锸、挖土的铁铲和收割的铁镰等。[7]铁质农具的推广极大提高了汉代农业耕作的精细度，促进了农业生产的蓬勃发展。1933年山东出土的“耕耱画像石”：画面中心一农夫手握铁犁进行耕种，前方三人使用铁锄进行耘地，后方跟随同伴操耙耱地。整幅图像不仅再现了各种铁质农具，还刻画了耕、耱、种的田间劳作情景。[8]由此可见，这些农耕题材种类多、内容丰富、用图像表达的形式描绘了汉代社会生活的诸方面。

1.2 具有不可替代的生态价值和生产生活研究价值。从因时制宜，顺时养物来看，汉代劳动人民在农业生产活动中，不但能利用二十四节气和七十二候把握不同农作物最佳的种植时间，以完成特定农事活动，而且还能通过二十四节气梳理分析气候变化，预先实施避免水旱灾害的方法，以便使农作物损失降到最小。如《氾胜之书》：“汤有旱灾，伊尹作为区田。”[9]说明区田法是一种抗旱作业方式。具体耕作方法是在小区块种植土地上投入精耕细作，通过集中养土和及时灌溉等途径达到抗旱保墒。河南省出土的“牛耕画像砖”：图中农夫在两块区田中扶犁耕种，区田间设置有人行通道，与区田法文献记载相一致。[10]该图像映现出汉代农业生产以自然之法进行土地管理，合理协调农作物与外部生长环境的关系，达到农业生产的可持续发展。

从因地制宜、用养平衡来看，汉代人民摸索出“精耕细作、厚加粪壤”的土壤管理方式，形成互利共生的良性循环。1994年河南出土的“中耕除草画像石”：画面中间一男子头戴尖顶冠，衣着单薄，双手紧握铁锄在齐腰的庄稼地除草壅土，进行中耕劳作；右侧，一女子用长锄柄挑一水罐和食物向田地走来，招呼男子歇息用饭。农田中耕是汉代田间管理的重要环节，通过松土、除草助苗达到精耕细作，促进农业的发展和进步。《韩非子解老》：“积力于田畴，必以粪灌。” 汉代人民更加重视使用粪肥来养土，出现许多拾粪题材。山东省滕县龙阳店出土的“拾粪画像石”：图中两匹矫健的马位于画面中心，一马翘起尾巴正在排粪，身后一个男子左手拿簸箕，右手使用铁铲捡拾马粪。[11 ]这种拾粪积肥、利用牲畜排泄物促進土壤的持续利用的土壤管理方式，体现汉代人民“用养平衡”的朴素生态农业观。

从因物制宜，协调统一来看，汉代时期人们进一步认识到生产生活区域空间与自然生态环境的和谐共生，在日常劳作实践过程中，善于利用自然界物种间存在“相克相生”的关系，遵循农作物生长过程中消长并济的自然机制，体现出一种大农业的生态系统观。陆贾在《新语·道基》写道：“不违天时，不夺物性。”山东省出土的“捕鱼画像石”：画面左边是一座带护栏的水榭，内有两人悠闲自得观看捕鱼，水塘中有鱼、鳗、鳖和水草，池中三人乘坐小船，一人弯腰收网。这种使用陂塘进行淡水养殖，通过鱼食、水生植物、动物粪便相互循环的共生关系，科学合理地将动植物等物种有机地融为一体，利用自然界内在的物质循环进行协调统一，从而实现水体、人居环境和自然生态环境的和谐共生。

1.3 具有造福人类的社会价值。黄河流域汉画像石农耕图像金石档案以真实直观的艺术表达形式，全面展现了黄河流域汉代灿烂的农耕文明，为当下弘扬黄河流域农业文化，探索黄河流域高质量发展提供立体生动的图像史学支撑。其丰富多样的农业生物类型、重农劝农的社会理念、完善成熟的农业种植知识、精耕细作的农业生产技术体系、遵循自然规律的生态观等都具有重要的研究价值，是了解我国农业发展的活化石，特别是其蕴含着典型和系统的生态哲学思想有助于当下人们正确认识人与自然的统一，整套有序的农事活动技术体系有助于构建现代可持续农业发展体系。

2 开发建设“黄河流域汉画像石农耕图像数据库”

2.1 “黄河流域汉画像石农耕图像数据库”的建设内容。黄河流域汉画像石农耕图像的数字资源，主要以原石图像为载体，力求获得最准确的农耕图像数字信息；随着年代的推移，原石受自然环境的侵蚀愈加严重，特别是长时间的浸泡，导致纹理图案模糊不清，但却可以用蘸有墨汁的拓包将图像拓印成石刻拓片，此类图像档案资料在集中保存和陈列方面具有独特的优势，也是黄河流域汉画像石农耕图像数字资源的重要来源；最后，撰写汉画像石农耕图像的图书，如1996年夏亨廉、林正同的《汉代农业画像砖石》，1996年周到、王晓的《河南汉代画像研究》和2000年出版的《中国画像石全集》等，此类图书是研究黄河流域汉画像石农耕图像重要的参考文献。由此可见，黄河流域汉画像石农耕图像来源主要包括原石图像、拓片图像和图书文献图像等。

根据以上分析，“黄河流域汉画像石农耕图像数据库”可划分为原始图像子库、拓片子库和图书文献子库等。原始图像子库主要存储的信息包括四大类。

首先，是利用数字化采集技术获取的原始图像。它们真实完整地描绘、记录、反映汉代黄河流域的农耕文化，生动再现了汉代的农业生产水平，全面地展现了汉代的文化传统、民族风俗和思想观念。

其次，是使用三维激光扫描技术采集的原始文字。原始图像黄河流域空间跨度大，形成题材丰富的汉画像石农耕图像，不同类型农耕图像与“历史语境”都存在千丝万缕的关系，需要真实详尽地复原与农耕图像相关的资源信息。

再次，利用三维重建技术构建准确的数字化三维模型，立体展现汉画像石农耕图像的原貌，不仅能将雕刻技法、色彩、图案纹理等信息直观展示给观众，而且还能真实再现汉代农耕场景，让观众在模拟的环境里进行沉浸式体验。

最后，元数据规范是构建“黄河流域汉画像石农耕图像数据库”的重要步骤，不仅能使类型多样的数据有序化，提升数字资源信息的管理，还有利于实现数据标准与国际元数据标准同步，增强不同信息资源的互操作性。

汉画像石拓片是使用宣纸和墨汁将原物进行拓印而获得的，清晰、真实地反映了原物的图案和文字，并且具有携带方便、便于存放的优点。从文献记载来看，我国在公元7世纪初就开始用宣纸对汉画像是进行拓印，可见，拓片子库是“黄河流域汉画像石农耕图像数据库”重要组成部分。

图书文献子库不仅使用户欣赏到清晰直觀的汉画像石农耕图像资源，而且使用户通过理论知识了解农耕图像背后的文化内涵与功能价值。

至今为止，学者们对汉画像石农耕图像的文化价值进行了挖掘与整理，形成了多项编撰成果，对探讨汉代农业生产与中华传统文明间的有机联系与互动逻辑有重要的借鉴意义。此数据库在整理收集已有的图书文献的基础之上，尽可能全面搜集、整理、编目收藏于海内外的中国古代农耕图像资料及与之相关的编撰成果，为用户呈现更丰富的农耕图像数字资源，推进“黄河流域汉画像石农耕图像数据库”的建设。

2.2 “黄河流域汉画像石农耕图像数据库”的建设流程

2.2.1 构建数字资源元数据规范。构建数字资源元数据规范是实现黄河流域汉画像石农耕图像数字化保护的首要工作。目前学界暂无专门用于规范黄河流域汉画像石农耕图像数字资源的元数据标准。鉴于黄河流域汉画像石农耕图像文化遗产典型的实体性和可视化特征，并遵循国际规范性原则，其数字资源元数据标准设计主要包括以下三个方面：

首先，根据元数据通用性、适应性和共享性的原则，并结合元数据交换和使用的需求，参照国际规范化的元数据标准VRA Core，以主要复用已有的元数据类目为原则，形成与国际通用的数字化资源相互映射关系，以便与其他农业文化遗产数字资源库进行共享和互操作。

其次，汉画像石农耕图像作为汉代农业文明的产物，与时空背景、社会、文化等紧密相连，具有明显的社会性和文化性，因此，要深度挖掘与之相关的历史信息，创新性地复用 VRA CoreVＲA 视觉资源核心类目，尽可能全面展现其信息资源的全貌。

最后，通过对黄河流域汉画像石农耕图像的实地调查、二手数据收集和文献查阅等，梳理出汉代农耕活动与黄河文化存在着紧密联系和互动逻辑。由此，设计逻辑清晰的元数据条目，以达到高效的信息检索。

具体而言：在国际规范化的元数据标准VRA Core的基础上，挑选与农耕图像语义描述相符合的元素进行复用，去除个别关联性不强的元素，从VRA Core的核心元素中，主要复用14个元素，同时根据黄河流域汉画像石农耕图像的属性特点，对一些复用的元素语义描述进行提炼和重新定义。

2.2.2 数字资源采集。数字资源采集应严格遵照2003年国家文化部颁布的《文物保护工程管理办法》中“最少干预”和“不改变文物原状”原则，利用数字摄像技术与三维激光扫描技术对原石资源、拓片资源、图书文献资源等进行分类别、分地域、分批次的数字化采集。

首先，对于原石图像而言，主要使用数字摄像技术与三维激光扫描技术相结合来获取数字信息，这两种方法都属于非接触式的采集方式，不会造成对汉画像石的二次破坏。由于汉画像石农耕图像上有阴线刻、浮雕、局部高浮雕等结构和精美的纹理色泽，三维激光扫描仪对局部雕刻线条和色彩达不到全面的数字信息采集，这时需利用数字摄像技术进行重叠拍摄，再将采集数据导入测量软件中进行存储和数字化处理。在此过程中，对于体量偏大的农耕题材汉画像石，主要采用全景摄像技术获取数据信息。

其次，对于拓片图像而言，主要使用三维激光扫描仪对拓片表面进行快速多方位的扫描，并将拓片上的农耕图像数据以数字信息方式存储。由于汉画像石体量大的特点，在集中保存与展示方面，大都是以拓片的形式存在，是数字化采集数量最多的资料。

最后，对于图书文献图像而言，主要对汉画像石农耕图像的权威图书进行整理、扫描、标记。另外，针对图书文献中农耕图像的阐释文字，诸如出处、规格、画面阐释等，采用OCR技术进行信息识别、转化和整理过程中，需要经著作权所有人许可，保障数字采集行为的合法性。

2.2.3 数字资源数字化处理。为确保将清晰的图像和文字信息全面准确地录入数据库系统，需要对雕刻技法、凹凸、被遮住的面进行反复数据比对，利用计算机软件对其进行图像拼接和纹理校正和方向、角度、位置等的纠偏处理，达到最佳图像视觉效果。

与此同时，利用虚拟现实技术再现、重构农耕图像中的春耕播种、中耕锄草、开镰收割、拾粪积肥等农事活动场景，让人直观地了解黄河流域汉代农作物种类、农耕过程、环境氛围、社会生活等，深刻领悟汉代人民秉持人与自然和谐共生的生态可持续发展观念。

3 构建汉画像石农耕图像金石档案数字虚拟展示系统

黄河流域汉画像石农耕图像金石档案数字化保护与传播，是采用数字化的采集、处理、储存等技术手段，系统地记录黄河流域汉代农耕图像金石档案资料，并且将互聯网、三维建模、AR和VR等数字化技术引入数字成果虚拟展示系统建设中，以实现数字资源信息有效传播和资源共享。

3.1 数字虚拟展示系统的设计原则

3.1.1 展示传播的整体性和系统性。黄河流域汉画像石农耕图像金石档案展示传播过程中要遵循黄河流域汉代农业生产的时空演变规律，按照历史演变顺序和地理空间位置相结合的方法，对黄河流域汉画像石农耕图像进行逐层梳理，确定重要分布区域节点，连点成线，汇集成黄河流域汉画像石农耕图像的覆盖区，并利用数字化虚拟现实技术有选择、有重点地进行展示传播。

首先，梳理黄河流域汉画像石农耕图像各遗址点之间的文化联系，将一些原本分布零散、不关联的农耕图像串联起来，并依托黄河流域文化基因将不同地理区位的汉画像石农耕图像进行衔接和顺承。

然后，确定展示传播文化主题。依据汉画像石农耕图像的内容题材和图像内涵，并结合时间、空间层面的联系统筹考虑，提炼出与黄河流域农业文化最贴切的主题，并设立多个子文化主题，形成多维度的展示传播体系。

最后，通过“动态化、活态化”的整体性传播形式，把黄河流域具有代表性的汉画像石农耕图像有机组合起来，以数字化手段为大众呈现出一幅淋漓尽致的黄河流域汉代农业生产全景画卷。

3.1.2 展示传播的交互性。黄河流域汉画像石农耕图像金石档案与“历史语境”存在不可分割的关系，图像不是“毫无生气”的静态陈列物，而是汉代农业发展历史的组成部分，便于以单独“发声”的主体形式讲述历史信息。

展示传播中的数字交互性，首先体现在受众、媒介、环境融为一体，彼此相连。利用三维重建技术将汉画像石农耕图像中的人物、农作物、农具、景物等进行立体三维建模，并通过数字化实时渲染引擎，搭建农耕活动虚拟场景，结合全息影像、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术，作用于受众的视觉、听觉、触觉等感官，从而多维度地传播汉代农业生产技术和朴素的生态农业观。

其次，展示传播以受众为主导，利用开放的信息传递形态提供多元个性化的数字体验。黄河流域汉画像石农耕图像数字资源信息量大、形式多样，在展示传播过程中必须重视受众的主动权，使得用户按照“跟着自己的兴趣走”的欣赏方式，有选择性地观看传播的内容，并根据个人的意志获取历史时空中的信息，从而对黄河流域汉画像石农耕图像的文化内涵有更加深刻的领悟。

最后，交互性展示传播有助于汉代农耕文化在现代农业生产中跨时空反演。从历史性的角度看，黄河流域汉画像石农耕图像的展示传播不仅在于图像的表达，而是情感、认同、记忆等要素的重构与再现。利用计算机三维软件对农耕活动现场进行虚拟复原，营造出时光“穿越”之感，使用户主动进入“角色”，激发深刻的心理共鸣，实现汉代农耕文化精髓深入人心。

3.2 数字虚拟展示系统的主要内容与形式。数字虚拟展示系统主要是对黄河流域汉画像石农耕图像的装饰特征，以及背后的文化内涵与功能价值进行多维度展示。由于对原始图像、数字化三维模型、拓片等数字资源进行了全面具体的数字化处理和存储，使得多维度、互动式的数字资源展示与传播具有可行性。数字虚拟展示系统主要包括3个子系统：数据库原始资料系统、三维数字沙盘展示系统、农耕场景复原展示系统等。其中，黄河流域汉画像石农耕图像三维数字沙盘展示系统是所有数字资源的宏观载体，数据库资源信息都分布在数字沙盘内对应的区域节点上，它们将通过文字解说、原始图像展示、播放音视频、三维复原模型等，对黄河流域各个遗址的农耕图像进行详细介绍。

3.2.1 运用立体数字沙盘对农耕图像分布格局进行展示传播。黄河流域汉画像石农耕图像金石档案资源分布广、数量多、线路长，但呈现出较为明显的空间集聚特征，利用立体数字沙盘虚拟黄河流域汉画像石农耕图像地理空间分布格局，并对重要分布区域节点进行分析、标记和测量，使受众清晰观察到黄河流域汉画像石农耕图像在时间、地理空间层面上的统一性和延续性。同时，通过触控屏任意缩小或放大沙盘尺寸，不仅能使受众全面观察到汉画像石农耕图像在黄河流域的分布特征，而且能任意浏览和查询重要区域节点的数字资源信息。另外，数字沙盘上各个重要区域节点，都植入有解说、动画、图像等，观众可以根据个人习惯、需求进行互动控制，通过原始图像、数字化三维模型、拓片、图书文献等数字资源信息对黄河流域各个重要区域的农耕活动与农事文化有更加翔实的了解。

3.2.2 利用3D交互技术对农耕场景进行展示传播。黄河流域汉画像石农耕图像金石档案将抽象艺术与具体实物相结合，高度还原了汉代农事活动场面，是汉代农业文化鲜活的标本，也是整个中国古代农耕文明历史的一个缩影，举凡农作物、农业生产工具、谷物贮藏和量器、田地形态、灌溉、施肥等无不有所反映，鉴于此，利用3D交互展示技术，从“历史演化连续”切入，将黄河流域汉画像石农耕图像中一些标志性农事活动“浓缩”打造为交互式三维场景，用户可以“穿越”屏幕，结合视觉、听觉、触摸感知等立体手段，身临其境地感受农耕劳作的场景，感慨于汉代人民的勤劳和智慧，深刻体会到农耕图像映现的文化内涵和天时、地利、人和三位一体的农业生态观。交互式三维场景由“牛耕播种”“中耕除草”“收获割穗”等三部分组成。每一幕场景结束后，用户都能够自由点击三维模型，具体了解农具造型、耕作技术、典型的生产技艺等。利用3D交互展示技术能卓有成效地重构黄河流域汉代农耕场景，提高受众的互动性，最大限度拓宽黄河流域汉画像石农耕图像传播的覆盖面。

总之，通过多维度的展示与传播可以宏观地将黄河流域汉画像石农耕图像金石档案资源的全貌呈现给受众，并利用数字媒体技术帮助民众深入认识黄河流域汉代耕作技术，以及朴素的农业生态观，重新审视传统农耕的价值，汲取有利于现代农业发展的要素，推进黄河流域生态保护和高质量发展。