保護(hù)既要關(guān)注莫高窟文物本體，也要注重探尋文物病害生成機(jī)理

　　一幅完整壁畫的數(shù)字化，需要拍攝數(shù)千張照片。拼接則更為復(fù)雜，根根發(fā)絲都要“無(wú)縫銜接”。近年來(lái)，隨著三維激光掃描技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，洞窟數(shù)據(jù)采集精度和效率大大提升

　　來(lái)自莫高窟等石窟遺址及敦煌藏經(jīng)洞文獻(xiàn)的6500余份高清數(shù)字檔案面向全球開放

　　文 |《瞭望》新聞周刊記者 宋常青 任延昕 張玉潔

　　到過(guò)莫高窟的人，都會(huì)贊嘆其精美。

　　開鑿于公元366年的敦煌莫高窟，歷經(jīng)十個(gè)朝代1000多年不間斷營(yíng)建。這里不僅保存有4.5萬(wàn)余平方米壁畫，藏經(jīng)洞中還出土了6萬(wàn)多件文物。1987年，敦煌莫高窟被聯(lián)合國(guó)教科文組織世界遺產(chǎn)委員會(huì)批準(zhǔn)列入世界文化遺產(chǎn)名錄。

　　歷經(jīng)千年、地處大漠，這處人類文明瑰寶不可避免面臨風(fēng)吹雨蝕。如何讓飽經(jīng)歲月滄桑的文化遺產(chǎn)得到更好保護(hù)傳承，是全人類的共同課題。

　　20世紀(jì)40年代以來(lái)，一代代莫高窟人持續(xù)接力，嘗試以科研之力助千年莫高窟“跑贏時(shí)間”。

　　從防風(fēng)治沙到病害成因分析，從被動(dòng)的搶救性保護(hù)到主動(dòng)的預(yù)防性保護(hù)，敦煌研究院探索出一套較為完善的科學(xué)保護(hù)體系。如今，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在全國(guó)20余個(gè)省區(qū)市的500余項(xiàng)全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位的保護(hù)工程。

　　與此同時(shí)，文物數(shù)字化技術(shù)，讓莫高窟的古老壁畫走出昏暗洞窟、走出大漠戈壁，實(shí)現(xiàn)了全球共享、永久保存和永續(xù)利用。

　　留住莫高窟

　　被譽(yù)為“沙漠中的藝術(shù)殿堂”的敦煌莫高窟，東臨三危山、西接鳴沙山，身處沙漠懷抱中。

　　這里一年有一半以上時(shí)間在刮風(fēng)。就地而起的沙子落在莫高窟崖頂、堆積在棧道上，也會(huì)進(jìn)入洞窟，污染、磨蝕壁畫和彩塑。

　　沙害治理最早開始于上世紀(jì)40年代。清理窟區(qū)積沙是常書鴻等第一代莫高窟文物保護(hù)者的日常工作之一，每年要清理的沙子達(dá)3000到4000立方米。他們通過(guò)修筑擋沙墻、開挖輸沙溝、扎設(shè)防沙柵欄等，起步探索可行的防沙措施，為莫高窟風(fēng)沙防治奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　20世紀(jì)80年代末，莫高窟的風(fēng)沙危害防治步入科學(xué)研究與防治階段。研究人員在窟頂安裝全自動(dòng)氣象站，開始對(duì)莫高窟區(qū)域環(huán)境特別是風(fēng)況進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，查明沙的物質(zhì)來(lái)源和遷移特點(diǎn)，總結(jié)窟頂戈壁風(fēng)沙流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從人工清沙邁向科學(xué)治理。

　　2008年，敦煌莫高窟保護(hù)利用工程啟動(dòng)，其中投資1381萬(wàn)元的莫高窟崖頂風(fēng)沙治理項(xiàng)目有效緩解了風(fēng)沙對(duì)莫高窟的侵蝕。在這套綜合防護(hù)體系中，114萬(wàn)平方米草方格沙障和119萬(wàn)平方米礫石壓沙解決就地起沙問(wèn)題，10萬(wàn)平方米沙生植物人工林帶擋風(fēng)固沙，長(zhǎng)6000米的高立式尼龍網(wǎng)柵欄形成最后的防護(hù)。項(xiàng)目于2011年完工。

　　監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，項(xiàng)目實(shí)施后，進(jìn)入莫高窟窟區(qū)的年積沙量較實(shí)施前減少了85%。

　　一年四季不再“下沙”的莫高窟換了模樣，綠色的面積由最初一小片逐漸向北面延伸。盛夏時(shí)，窟區(qū)前林木蓊郁。

　　游客數(shù)量連年增長(zhǎng)，給莫高窟文物保護(hù)帶來(lái)了新課題。

　　在敦煌研究院敦煌石窟監(jiān)測(cè)中心，每個(gè)開放洞窟的溫度、濕度、二氧化碳濃度、客流量等數(shù)據(jù)，正被集中顯示在一整面墻的大屏幕上，甚至幾百公里內(nèi)的降雨、洪水、風(fēng)沙情況，也在大屏幕上實(shí)時(shí)更新。

　　這套預(yù)防性保護(hù)監(jiān)測(cè)預(yù)警體系，依靠在窟區(qū)范圍內(nèi)投放的600多個(gè)不同類型傳感器，實(shí)現(xiàn)了莫高窟大環(huán)境、洞窟微環(huán)境、文物本體、崖體、展陳和游客承載量等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和交互分析。它在及時(shí)預(yù)警潛在風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，為開展預(yù)防性保護(hù)提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

　　“如果我們通過(guò)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)洞窟中的相對(duì)濕度、二氧化碳等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)預(yù)警值，洞窟就會(huì)停止開放并自然通風(fēng)，最大限度確保文物安全。”敦煌研究院助理館員柴鵬飛說(shuō)。

　　保護(hù)既要關(guān)注莫高窟文物本體，也要注重探尋文物病害生成機(jī)理。

　　2020年底，歷經(jīng)多年建設(shè)的國(guó)家古代壁畫與土遺址保護(hù)工程技術(shù)研究中心多場(chǎng)耦合實(shí)驗(yàn)室在敦煌投運(yùn)。“多場(chǎng)耦合，簡(jiǎn)言之就是同時(shí)模擬多種不同的環(huán)境條件。”敦煌研究院副院長(zhǎng)郭青林說(shuō)。

　　在實(shí)驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)，放置著重達(dá)數(shù)噸的大型土遺址樣品。工作人員操作設(shè)備，實(shí)驗(yàn)倉(cāng)內(nèi)就能模擬出刮風(fēng)、下雨、飄雪、太陽(yáng)照射等各種氣象條件。樣品中間層鋪設(shè)了系列溫度、含水率傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)溫度高低、降雨大小變化對(duì)樣品劣化影響規(guī)律，以期揭示土遺址表面風(fēng)化病害的發(fā)育機(jī)制。

　　據(jù)介紹，多場(chǎng)耦合實(shí)驗(yàn)室具有時(shí)間可控、變量可控、條件可重復(fù)、能進(jìn)行足尺模型試驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn)。文物保護(hù)工作者可通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究揭示病害發(fā)育機(jī)理，再對(duì)保護(hù)加固的技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，從而采取相對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施。從多場(chǎng)耦合實(shí)驗(yàn)室走出來(lái)的研究成果，也將投入到全國(guó)不同環(huán)境下文物的保護(hù)應(yīng)用中。

    在敦煌莫高窟正在保護(hù)修繕的第55窟內(nèi)，文保工作者對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理（2023年8月3日攝）   李賀攝/本刊

　　再造莫高窟

　　在探索彩塑、壁畫數(shù)字化保存上，莫高窟走在前列。

　　上世紀(jì)80年代，敦煌研究院的文物工作者看到莫高窟被侵蝕前后照片對(duì)比，意識(shí)到了數(shù)字化保存的必要性。

　　上世紀(jì)80年代末，敦煌研究院首次嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)永久保存敦煌壁畫、彩塑等珍貴資料。文物工作者們進(jìn)入洞窟，將攝影機(jī)架在了壁畫前。最初，他們用柯達(dá)膠卷拍照、洗照片，后來(lái)用高保真數(shù)字相機(jī)拍攝，再用計(jì)算機(jī)技術(shù)拼接還原。從提出構(gòu)想，到真正做成高保真數(shù)字檔案，花了20年。

　　由于石窟特殊的結(jié)構(gòu)、布局，且必須遵從諸多文物保護(hù)原則，敦煌文物數(shù)字化過(guò)程繁復(fù)。影像采集時(shí)，人員在逼仄的窟內(nèi)空間小心騰挪，以確保不會(huì)傷害壁畫；進(jìn)入窟內(nèi)后，要不斷測(cè)光，避免最終成像有陰影；必須采用恒溫冷光源，將對(duì)文物本體的影響降到最低……

　　采集完成后，還要將照片拼接還原成高保真的壁畫圖。拼接誤差要控制在毫米級(jí)，根根發(fā)絲都要做到“無(wú)縫銜接”。

　　“一個(gè)十幾平方米的壁畫，需要拍攝幾千張照片。經(jīng)過(guò)拼接，數(shù)碼生成的壁面是原作的四倍大，在銀幕上看遠(yuǎn)比在洞窟看更清晰。”敦煌研究院文物數(shù)字化研究所所長(zhǎng)俞天秀說(shuō)。

　　近年來(lái)，隨著三維激光掃描技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，洞窟數(shù)據(jù)采集精度和效率大大提升。圖像精度從75DPI提升到300DPI，處理能力從一年一兩個(gè)洞窟提升到一年二三十個(gè)洞窟……

　　截至2022年底，敦煌研究院已完成289個(gè)洞窟的數(shù)字化攝影采集，178個(gè)洞窟的圖像處理，45身彩塑、140個(gè)洞窟、7處大遺址的三維重建，162個(gè)洞窟的全景漫游節(jié)目制作，以及5萬(wàn)余張檔案底片的數(shù)字化。

　　同時(shí)，敦煌研究院持續(xù)推進(jìn)文物數(shù)字化成果應(yīng)用，服務(wù)于考古研究、文物保護(hù)、大眾傳播等。

　　2014年，伴隨著莫高窟數(shù)字展示中心的試運(yùn)營(yíng)，活化利用敦煌文物數(shù)字資源的8K球幕電影《夢(mèng)幻佛宮》上線。這部20分鐘的電影對(duì)莫高窟7個(gè)經(jīng)典洞窟進(jìn)行了全方位展示。觀眾坐在影廳，如同置身實(shí)景，甚至比在莫高窟現(xiàn)場(chǎng)參觀看得更加清晰。

　　除了《夢(mèng)幻佛宮》，敦煌研究院還制作了主題電影《千年莫高》。敦煌研究院名譽(yù)院長(zhǎng)樊錦詩(shī)說(shuō)：“游客們抵達(dá)敦煌，在一睹莫高窟真容前，先在莫高窟數(shù)字展示中心看完這兩部電影，了解敦煌的歷史和文化價(jià)值，然后進(jìn)入實(shí)體洞窟參觀，體驗(yàn)會(huì)更好。”

　　傳揚(yáng)莫高窟

　　2022年底，全球首個(gè)基于區(qū)塊鏈的數(shù)字文化遺產(chǎn)開放共享平臺(tái)——“數(shù)字敦煌·開放素材庫(kù)”正式上線，來(lái)自莫高窟等石窟遺址及敦煌藏經(jīng)洞文獻(xiàn)的6500余份高清數(shù)字檔案面向全球開放。

　　“以前老先生們?cè)谀呖咦鲅芯浚呃锒际侨诘模耦}上的字都看不清。他們就搭起梯子，拿著手電、望遠(yuǎn)鏡去夠著看。”俞天秀說(shuō)。現(xiàn)在，世界各地的學(xué)者、文化愛好者只需坐在家中輕點(diǎn)鼠標(biāo)，就可高速瀏覽超高分辨率的窟內(nèi)圖像。

　　在“數(shù)字敦煌·開放素材庫(kù)”平臺(tái)上，每一份高清圖像都是對(duì)莫高窟數(shù)字化采集后生成的第一手資料，且每一張都備注了相應(yīng)的學(xué)術(shù)介紹說(shuō)明。“素材庫(kù)以開放、共創(chuàng)、共享模式，實(shí)現(xiàn)了文物數(shù)字資源的有效利用和可持續(xù)發(fā)展。”敦煌研究院院長(zhǎng)蘇伯民說(shuō)。

　　2023年4月，在國(guó)家文物局指導(dǎo)下，“數(shù)字藏經(jīng)洞”也正式上線。這個(gè)“沉浸式”線上博物館通過(guò)數(shù)字照掃、三維建模等技術(shù)，高精度重現(xiàn)敦煌藏經(jīng)洞。

　　“數(shù)字藏經(jīng)洞”力求“好玩”。用戶只需登錄“云游敦煌”小程序，便可進(jìn)入高清還原的藏經(jīng)洞中，近距離觀賞洞窟細(xì)節(jié)，還可通過(guò)人物角色扮演，穿越到不同時(shí)代與歷史人物互動(dòng)，“親歷”藏經(jīng)洞從晚唐到清末的面貌變遷。

　　從“飛天”專題游覽線路帶給人虛實(shí)結(jié)合的體驗(yàn)，到超過(guò)2億人次參與“云游敦煌”微信小程序線上互動(dòng)，再到虛擬人“伽瑤”問(wèn)世……在“云端”，敦煌文化正通過(guò)信息化技術(shù)，以更豐富的形態(tài)，與更廣大范圍的受眾互聯(lián)互通。

　　在線下，敦煌文物保護(hù)技術(shù)也在進(jìn)一步提升其世界范圍內(nèi)影響力。

　　作為世界上最大的石窟寺保護(hù)科研機(jī)構(gòu)，敦煌研究院在壁畫保護(hù)、土遺址保護(hù)、文物數(shù)字化研究、開放利用等方面在全國(guó)乃至全世界具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。其大量創(chuàng)新型成果已經(jīng)推廣應(yīng)用于甘肅、西藏、新疆、寧夏、青海、山西、河北等20余省（區(qū)）500余項(xiàng)全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位的保護(hù)工程。

　　以敦煌石窟為代表的“中國(guó)特色·敦煌經(jīng)驗(yàn)”文物保護(hù)模式已基本形成，其影響擴(kuò)散至阿富汗、尼泊爾、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦等共建“一帶一路”國(guó)家。

　　敦煌研究院也為全球文物保護(hù)人才培養(yǎng)作貢獻(xiàn)。蘇伯民介紹，敦煌研究院先后與美國(guó)、日本、英國(guó)、澳大利亞、法國(guó)等10多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的30多家機(jī)構(gòu)以及國(guó)內(nèi)40多家科研院所、大專院校持續(xù)開展多種形式的交流與合作，全方位探索文化遺產(chǎn)的科學(xué)保護(hù)問(wèn)題，培養(yǎng)了一大批在石窟、壁畫、土遺址和文物數(shù)字化保護(hù)方面的專業(yè)技術(shù)人才和管理人才。

　　“文物保護(hù)，永遠(yuǎn)在路上。”蘇伯民表示，未來(lái)將持續(xù)聚焦國(guó)際前沿和國(guó)家文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域的重大需求，以文化遺產(chǎn)科學(xué)保護(hù)和有效利用為使命，積極與共建“一帶一路”國(guó)家開展國(guó)際合作與交流，不斷推進(jìn)研究成果推廣應(yīng)用，奮力開創(chuàng)文化遺產(chǎn)保護(hù)、研究、弘揚(yáng)的新局面。