河南地区小石窟数字化保护研究

摘 要：河南地区拥有数量众多、种类丰富的石窟艺术资源，由于其开凿时代较早，分布地域广，蕴含着极为重要的价值。石窟数字化是一项复杂、多层次的任务，涉及石窟保护、数字技术应用、艺术和历史研究等多个领域。在进行石窟数字化研究的过程中，需要采取一系列步骤和方法，以确保研究的有效性和可持续性。研究石窟数字化是一项复杂、多层次的工作，涉及考古学、艺术史、数字技术、文化保护等多个领域。虚拟现实技术为研究提供了有力的保障，促进了文化传承。未来，应继续发展数字化保护技术，结合标准化和大数据分析，提高小石窟资源的保护和研究水平，并制定有效的管理政策，确保这一宝贵文化遗产的可持续传承和利用。

关键词：河南地区小石窟；数字化；保护；虚拟现实；实景漫游

注：本文系河南省二○一八年科技发展计划软科学研究项目“河南地区小石窟数字化保护研究”（18240041425）研究成果。

一、河南地区小石窟概况

“石窟寺是我国辉煌灿烂古代文明的集中体现，是中华文明同其他古代文明交流互鉴的历史见证。”[1]河南地区小石窟是指龙门石窟以外的规模相对较小的石窟，它们分布广泛、开凿较早、内涵深厚，蕴含着极为重要的多重价值。“河南作为石窟寺大省，除一处世界文化遗产龙门石窟外，还有大大小小近百个石窟寺。其中，有13处为全国重点文物保护单位，8处为省级文物保护单位，23处为市县级文物保护单位，另有大量未定级的中小型石窟寺。这些石窟寺主要集中在安阳、三门峡、鹤壁、焦作等地，它们的历史可以追溯到千年前的北魏。”[2]

河南地區小石窟是历史的见证者，记录了古代人们的生活、信仰和艺术表现。例如：偃师水泉石窟的摩崖碑记是唯一记载北魏时期造像情况的碑记，羽毛龛楣是一种特殊的石窟装饰或构造，在河南地区其他石窟中未曾发现；巩义石窟寺中的《帝后礼佛图》主要展现了帝后行香的仪式过程，图中人物的服装配饰、手持的物品也具有极高的艺术研究价值；灵泉寺大住圣窟的神王浮雕图像，造型精美，刻花精细，实为罕见。这些具有代表性的小石窟在漫长的历史中均受到了病虫害、风化、水蚀、崩塌以及人为破坏等多种因素的影响，如今破损非常严重。石窟造像、天井壁画多使用天然矿物及植物颜料，虽然色彩仍显丰富、沉凝、厚重，但保护现状堪忧，抢救性的保护已迫在眉睫。

随着科技的进步，利用虚拟现实技术制作实景漫游系统可以有效地应对自然因素和人为因素带来的双重压力。在实景漫游系统中，可以根据需要添加文化信息、历史背景和音频解说，方便向受众传达有关石窟的重要信息和历史背景，满足不同受众需求，为受众提供个性化的文化体验，创造新的视觉感受，以期最大限度地弥补因文物不可抗拒的衰变与消失而带来的缺憾，这对石窟文化遗产的保护和传承具有重要意义。

二、河南地区小石窟的数字化记录

河南地区小石窟是多元文化交融的产物，保留着大量造像、建筑、美术、服饰、医药等方面的实物资料，其整体艺术特色是真实、客观、质朴、凝重。通过对石窟寺雕塑、绘画、装饰以及众多的刻经题记等遗存的记录，为研究河南地区的艺术史、文化思想史及雕塑艺术的发展流变提供了丰富的实物例证。

（一）发现与感知

首先，对石窟的拍摄要进行细心研究，通过仔细观察，在平凡中发现被摄体的美，不仅要研究石窟开凿的历史背景和艺术底蕴，而且要对石窟的艺术特征进行深入透彻的认知和体会，用心发现和感知石窟的风貌神韵；其次，在注重石窟造型特色、色彩属性、光线运用研究的同时，还应营造文物本体的氛围美感；最后，在拍摄过程中要制定严格的技术指标，避免出现图像变形、影像融合等问题，同时也要符合人们的视觉审美习惯。

（二）提炼与酝酿

对河南地区小石窟进行细致观察，寻找每个石窟不同的艺术特征和表现形式，然后进行题材的选择、主题的提炼、典型形象的分类，并对使用何种拍摄方式进行记录。

（三）创新与展示

首先，突破物理空间界限，从影像艺术纪实角度对石窟遗存进行全景拍摄，为保护及综合研究石窟艺术提供信息支撑；其次，借助互联网技术进行远程实时传输，让人们仿佛置身于石窟的旅游环境中，完全沉浸其中；最后，通过巧妙的设计和创意布局，充分利用实景漫游的展示空间，从整体的视角营造出独特的艺术氛围，从而将沉浸式体验、体感互动等多种形式的数字化展陈内容有机结合起来，让观众在虚实结合、动静相宜的氛围中感受石窟艺术的博大精深，这对中华优秀文化遗存的传承与可持续发展具有重要意义。

三、河南地区小石窟数字化的研究方法

“石窟寺数字化的方案集合了学术与技术，注入了科技含量，方案制定要以学术为根据，了解石窟寺被拍摄对象的历史、艺术和科学价值。”[3]河南地区小石窟数字化研究是一项复杂而精密的工作，需要综合运用多种技术和方法，旨在记录、分析和保护石窟的雕塑、壁画和结构。

（一）数据采集

通过实地勘察河南地区小石窟的地形地貌和周边村落，包括现场观察、测量绘图和数字信息的收集，以获取建立实景漫游系统所需的基础资料；数据采集立足于影像艺术纪实角度，对石窟遗存进行多视角拍摄，从影像维度满足社会大众对石窟文化的动态需求，在文化传承视角下拓宽全民阅读的途径，进而提升大众对传统文化的内在需求，促进中华优秀文化遗存的继承与可持续发展。

（二）相关案例研究

通过对河南地区小石窟龛窟群、造像、装饰纹样、铭文碑刻进行研究，探索在空间狭小区域进行全景拍摄的方法，进行数字化虚拟艺术再现的实验，并不断修改和完善研究方案，以寻求准确、高效的实景漫游再现方法。

（三）交叉学科分析

借助多学科知识体系作为石窟数字化的理论支撑，涵盖历史学、计算机应用科学、造型艺术学、摄影技术等多个领域，旨在深入研究河南地区小石窟的虚拟再现、文化传承和可持续发展路径。

（四）实体资源分类

将需要拍摄的小石窟按照文化、历史和艺术价值分为艺术资源类型和历史文化资源类型。艺术资源类型重点拍摄龛窟群、造像、装饰纹样、铭文碑刻等。历史文化资源类型重点研究石窟遗址的文化信息、题材内容、地理分布、艺术价值等。

（五）利用虚拟现实技术制作实景漫游系统

首先使用激光扫描技术和高分辨率摄影设备对石窟进行全面的三维扫描和拍摄，捕捉石窟的结构和细节；其次按照扫描和拍摄的数据，使用专业建模软件创建精确的虚拟三维模型；最后将三维模型转化为在VR设备中浏览的虚拟环境，使用户可以通过头戴式VR设备、平板电脑、智能手机等终端自由浏览虚拟石窟，进行缩放、旋转等操作，以便更仔细地研究石窟造像和装饰纹样。通过利用虚拟现实技术记录和重现石窟，可以实现石窟的数字保存和传承，同时为更多受众提供探索和欣赏这些珍贵的文化遗产的机会。

四、河南地区小石窟数字化技术路线

河南地区小石窟数字化技术路线主要围绕以下三个方面：一是数字化记录与保存。将石窟的实物资料、相关史料等各类文件进行数字化记录、保存和再现。这不仅有利于研究人员永久保存资料，还实现了资源共享，为更广泛的学术交流和文化传播提供了基础。二是应用最新数字化技术。通过运用最新的数字化技术，建立一套完整的数字化石窟保护方法，这不仅拓宽了数字化技术的应用领域，还为石窟的长期保存、有效保护和石窟文化的高效传播提供了全新的技术手段。三是利用信息共享平台和专家系统。通过利用信息共享平台和专家系统，为石窟的保护提供最优策略，有助于更有效地管理和保护石窟，保证其长期的保存和可持续传承。

（一）石窟造像数字储存的应用

“覆盖式拍摄可以获得高分辨率的壁画图像，拍摄方法是用平行于壁面移动的数码相机，依次对洞窟壁画分幅拍摄，然后把单幅数字图像拼接成完整的壁画图像，并通过相关的专业软件处理，保证图像色彩和几何比例的准确性。”[4]通过对河南地区不同石窟现场进行勘测和控制网的布设，利用数码相机和扫描仪精确采集石窟物体的三维数据，同时对采集的彩色图片进行整理和拼接，最终形成一幅全景照片。此外，利用覆盖式拍摄图像拼接所获得的分辨率高、色彩还原准确的图像资料，为美术临摹工作的线描稿起稿提供了技术支持，可以显著提高工作效率，降低工作强度。

（二）装饰纹样数字化保护

首先，对整体装饰纹样进行分析，然后设计采集方案。该方案包括将装饰纹样划分为若干个详细区域，每个区域使用数码相机和扫描仪进行拍摄。在拍摄时，要确保相邻照片有部分重叠，以便后续的拼接工作，特别是在处理曲面时需要平滑拼接。在数据处理和制作的過程中，必须进行色彩校正，确保所有数据的色彩具有一致性，对不均衡的色彩进行统一调整，以保证图像的准确性。另外，需要进行几何校正，确保数字图像与实际装饰纹样的准确匹配。通过这些步骤，可以实现对装饰纹样的数字化保护，保证其保存和传承，同时也为进一步的研究和文化传播提供了强有力的支持。

（三）铭文碑刻的数字化保护

河南地区小石窟铭文碑刻题材多样，有铭文、碑记、题字等，是研究石窟的重要文献史料。首先，对铭文进行实地考察和研究，以深入了解字体的大小、形状和特征；同时，对铭文进行分类记录，收集和整理相关资料，以明确数字化保护的对象。其次，对轮廓进行提取，使用专业的图像处理软件进行照片的剪裁、着色处理以及轮廓描摹。这些步骤有利于数字化保护铭文碑刻，保证字体和形状的准确性。

（四）搭建数字化实景漫游系统展示平台

石窟遗存数字化代表了虚拟与现实的融合，同时也是科技与艺术的结合。采用多种数字展示方式，融入可视、可感知、可聆听的元素，以打破传统的固定环境限制，目标是挖掘多元丰富的石窟艺术文化内涵，让观赏者在现代化多媒体视域中实现对传统石窟文化精粹的欣赏与感悟。探寻公共文化视域下文物保护与展览的有机结合方式，在促进旅游、教育与娱乐产业发展的同时，有效实现文物保护与宣传展示的辩证统一。

五、河南地区小石窟数字化保护的价值

（一）历史价值

河南地区小石窟的开凿年代较早，有的甚至可以追溯到千年前的北魏时期，反映了中国古代的社会历史面貌。这些石窟是历史的见证者，记录了古代人们的生活、信仰和艺术表现，对于研究中国古代历史和文化具有不可估量的价值。

（二）文化价值

河南地区小石窟中的壁画、雕塑和文字等承载了古代中国文化的精髓。它们包含佛教教义、神话传说、历史事件等各种文化元素，为人们提供了解古代文化和思想的窗口。这些艺术作品的风格和技巧也反映了不同时代的艺术发展，具有重要的艺术价值。

（三）旅游价值

河南地区分布广泛的小石窟，加上其独特的历史、文化价值，已经成为文化旅游胜地。石窟数字化为历史学家、考古学家、艺术史家提供了研究的宝贵资源。数字化技术可以帮助研究人员更深入地分析石窟中的壁画、雕刻和文字，从而挖掘小石窟中蕴含的古代社会信仰、艺术发展等方面的内涵。

六、结语

数字化保护提高了小石窟的物理保存水平，减弱了自然风化和人类破坏的影响。虚拟现实技术为教育和研究提供了有力的工具，促进了文化传承。未来，应继续发展数字化保护技术，结合标准化和大数据分析，提高小石窟资源的保护和研究水平，并制定有效的管理政策，确保这一宝贵成果的可持续传承和利用，为河南地区小石窟的数字化保护提供发展方向和改进措施。

参考文献：

[1]王明月.闽南石窟文化研究：以漳浦石窟寺调查为例[J].文化学刊，2023（8）：28-31.

[2]陈关，超鲁鑫.河南石窟寺：“活”下去，“火”起来[N].中国文化报，2021-09-07（8）.

[3]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.

[4]樊锦诗.敦煌石窟保护与展示工作中的数字技术应用[J].敦煌研究，2009（6）：1-3.

作者简介：

吴民庆，硕士，洛阳师范学院美术与艺术设计学院副教授，研究方向为摄影与数字媒体艺术。