"仿制"云冈石窟 "永驻"佛像容颜

洞窟每年会风化脱落；专家们运用数字化技能收集数据，再经过3D打印呈现洞窟

坐落山西大同的云冈石窟，一千五百年耸峙不倒。但经过精密的丈量手法，维护它的人知道，每年在天然状况下，洞窟每平方米均匀有超越10立方厘米砂岩脱落。

看似微乎其微的形变，放在十年、百年、千年的规范里，便非常可观。尽管文物维护的手法越来越丰厚，但石窟的退化遵循天然的规则，无法完全遏止。

维护者正经过其他办法，款留这些精巧而历经沧桑的佛像。云冈石窟研究院经过数字化技能，正在将石窟的信息悉数记载、重现在数字空间里，再运用3D打印，将这些洞窟等大、逼真地再现。

云冈45个大窟和200多个小窟散布在武周山南麓，自东向西延绵一公里，其间立着约5.9万尊千姿百态的佛像。这些融汇我国、印度、希腊、罗马等中西风格的绚丽石窟，一千五百年来与山融为一体，仰望大同。

现在，被"仿制"的云冈大佛们，走出大山，走进青岛、北京、杭州等地，未来还计划环游国际。

10月20日晚上7点，潘鹏跟搭档打着手电，走进云冈第十一窟的窟檐。窟檐是一座三层仿古木质修建，为了维护石窟所建，紧贴在石窟外面，恰当于一层外壳。"壳"内还能够装置设备，为石窟调理干湿度。

这一天大同气温骤降，晚上现已低于10℃。他们穿戴抓绒开衫，外面套上冲锋衣，凉气仍然侵入身体，保温水壶必不可少。

一台无影灯和棚闪灯投向作业区，将漆黑的石窟照亮。李泽华和王超拿着单反相机，拍照东壁终究剩下的一部分，在内壁投下巨大的影子。为了补光均匀，相机都装置了特其他环形LED补光灯。窟檐里的作业预备区，立着十几个棚闪灯、无影灯，各种器件的黑色充电器铺了一地。

他们站立的当地，是距离地上十多米的脚手架，脚手架上铺着木板，行走时会晃动。脚手架的钢管从地上升起来，直通石窟，每隔1.5米左右分为一层。

第十一窟的数字化收集在本年国庆假日后发动，前几天刚完结窟顶第一层的作业，第一层木板随即撤除。现在是从上往下数的第二层，仰头便是窟顶。王超从木板上当心走过，脚边不远，木板边际现已显露半个佛头。

当天白日，洞窟里还进行了别的两种收集作业：手持三维扫描和站式三维扫描。

庞博手持三维激光扫描仪，如超市收银的扫码器巨细，一点点在壁面前移动，与之相连的电脑上实时呈现扫描出的画面。没接收到的当地，就构成一个黑洞，他一边扫一边盯着电脑查看，随时补偿缺失。

站式激光扫描仪则在整层根本收集完时启用，定位在一点，主动对周边空间进行360度扫描。站式激光扫描仪对安稳性要求极高，扫描时周边不能有任何晃动，除了担任操作的王家鑫，其余人悉数退出洞窟。

近景拍照丈量、手持三维激光扫描和站式三维激光扫描，三种收集办法各有所长。

"拍照的优势是像素比较高，纹路非常明晰，但因为是二维转三维，空间结构有过失。激光扫描的空间坐规范，能够对拍照丈量进行校准，使得三维结构更精确。"云冈石窟研究院数字化室第十一窟数字化项目担任人潘鹏解说。站式三维扫描则能够记载整个洞窟的空间规范，就像定制一个尺度规范的结构，将此前收集的三维图画装进去。终究产出的成果，是精确的三维五颜六色模型。

这三种办法结合的技能计划，云冈石窟数字化团队探究了10多年才构成。

云冈的约5.9万尊佛造像，最高达17.3米，最小仅2厘米高，拇指巨细。他们一寸寸收集图片和数据，正在将让这些佛造像在数字空间里"重生"，永久坚持今日的容貌和颜色。

一夜的赶工，第十一窟的第二层数据收集悉数完毕。

近景拍照组的两台单反相机，每台每天大约要摁1万次快门，总共收集近2万张相片。一个项目竣工，要收集50万张以上，快门根本被摁到失效。最困难的部分是佛龛内的死角，他们得换用卡片相机，"凹"出各种姿态，伸到佛像的耳后、旁边面拍照，脚下要注意安全，手上又不能触碰文物。

10月21日一早，工人师傅进场，撤除第二层的木板。拆完今后，木板将移到第三层铺设。整个进程继续一到两天，整层的数据收集需求一天半到两天，加起来，每一层的作业需求4天竣工。

"总共搭了九层，还有七层，那便是28天左右。"潘鹏算了一下，"有必要抓住工期了，要不然到时候就很冷了。"

他估计到11月下旬，窟内的收集就要中止了。前车之鉴就在眼前，前几年岁末年初，他们做了第十二窟的数据收集，其时气温低到相机主动关机，设备连续出了问题。

数据处理员赵晓丹的作业环境稍好，不用在窟内受冻。在作业室，她担任将前方拍照的相片导入电脑，快速阅读查看，除掉不合要求的相片，然后导入图画处理软件。软件会主动提取每张相片的特征点，抽离颜色信息和几许特征，变成距离0.02毫米的一个个点源。由点连成线，三条线组成一个面，面与面组成空间，完结从二维相片到三维模型的开端处理。

云冈石窟研究院数字化室的作业室里，五台电脑承担着这项作业，每台电脑的显示器衔接多达5台主机，才干满意运算才能。这样"叠罗汉"式的装备，能够用一夜时刻处理当天拍照的1万至2万张相片，白日则继续处理前晚加班收集的数据。

每逢一个新的收集项目发动，这些核算机都嗡嗡作响，废寝忘食。

最让赵晓丹忧虑的是，有时候算了一夜，成果核算出的模型出了过失，他们称之为"跑飞了"。有时，巨大的运算量还会让核算机宕机，只能从头再来。不过，云冈石窟研究院正在建造文物体系第一个先进核算中心，他们将"鸟枪换炮"，具有更大、更快的运算才能。

这时，远在深圳的协作工厂里，数十台3D打印机将三维模型的数据，打印成数百个立体模块。这以后，美术师与工人师傅一同，为与洞窟等大的十几米高3D模型上色。

这个进程将继续8个月。上一年夏天，平面规划身世的赵晓丹在深圳待了两个月，为此前收集完数据的第十二窟模型上色，"画面非常壮丽。"

本年6月，浙江大学艺术与考古博物馆迎来一个完好的云冈洞窟。经过3D打印和组装，第十二窟被等比例"仿制＋张贴"到杭州。

这是浙江大学文明遗产研究院与云冈石窟研究院联合完结的国际首个可拆卸3D打印数字化石窟，两边期望这个石窟未来能走向全球巡展。

第一个等比例3D打印的石窟，是2017年在青岛城市传媒集团广场永久落地的第三窟。第三窟是云冈最大的石窟，整个项目历经数据收集、数据处理、3D打印、结构体规划施工、打印件组装、光源规划装置、喷砂上色等工序，历时2年。

"假如你想看云冈石窟，有必要来现场，所以有人一辈子都不知道云冈石窟什么姿态。"云冈石窟研究院数字化室技能员王家鑫说，"最好的办法，便是让文物走到咱们身边。"

不过，一开端，石窟数字化的意图并非为了展现，而是出于对文物维护的迫切需求。

直观来看，云冈石窟或许每隔十年都有可见的改变。现代技能佐证了这一感触，从2012年起，协作云冈五华洞窟檐维护工程，云冈石窟研究院对第九、十窟的列柱进行了继续外表落沙量监测。监测成果表明，在未修建窟檐前，1平方米的面积上，均匀每年大约会剥坠落10点多立方厘米的砂岩。

在一些石窟最内侧的北壁，因山体渗水导致的壁面脱落尤为剧烈，造像现已模糊不清，乃至退化成近乎一个平面，无法知道从前是什么样。留存当下的数字材料，将为未来补偿这种惋惜。

上一年4月，巴黎圣母院遭受火灾。幸亏的是，此前完结的激光扫描数字化收集，用10亿多个数据点记载了圣母院的全貌，可为重修供给依据。这件事提示全国际文明遗产组织，为应对意外之虞，有必要尽早树立数字档案。

浙江大学文明遗产研究院副院长李志荣以为，其时石窟寺数字化最中心的意图，是了解我国石窟寺文物本体根本现状，用数字化办法，将我国大地上石窟一切信息在21世纪老老实实、体系记载下来。

近期方针来看，她期望5年之后，使我国能得到一个包括石窟寺详尽根本信息的大数据库，各石窟寺都能收成厚实的数字档案，使得其他各项业务都能晋级。

在云冈石窟研究院数字化室主任宁波看来，云冈石窟是展开数字化难度最高的一类石窟。

云冈石窟作为高浮雕石窟创作，体量巨大，"山是一座窟，窟是一座山"。并且空间结构杂乱，既有印度的穹庐顶，又有北魏皇家的中式宫廷款式，遍及希腊、罗马、印度、中式的修建、人物、动物、花草纹样的精深雕琢。"那么巨大的体量、杂乱的空间、精深的雕琢，形成的整个三维数字化作业的收集难、存储难、运用难。"宁波说。

最早，云冈石窟从前想借用敦煌的数字化收集办法来做，走了弯路，因为敦煌数字化的目标首要是岩画，而云冈石窟的主体是高浮雕造像。"大窟大像，从技能到工程遇到许多实际问题，咱们经过10多年的探究，才根本处理了云冈石窟三维数字化收集的难题。"

在此进程中，云冈石窟充沛凭借外力。例如，北京修建大学最早为云冈石窟处理了外立面数字化难题，浙江大学、武汉大学与云冈研究院协作，供给了充沛的技能支持。

因为云冈石窟在全国石窟寺中具有典型性，"当他们来到云冈时，都觉得处理了云冈的数字化收集难题，全国大部分石窟的难题也会方便的处理。"宁波说，这几家一起成立了"数字云冈联合实验室"，处理石窟收集、保存和运用难题。

当石窟树立起数据库，更多的前史缺憾将被补偿。一个典型事例，是坐落河南洛阳的龙门石窟，曾运用数字技能"康复"过残损的文物。

龙门石窟万佛洞前室南壁的观世音像龛，身形婀娜高雅，雕琢细腻流通，素有龙门"最美观世音"的美誉，但这尊造像的发髻以下至鼻子以上惨遭损坏，改头换面。上一年，龙门石窟研究院对其进行虚拟康复，不只重现菩萨面庞，还康复了颜色。

虚拟康复的依据，首要来自四个方面：老相片、三维数据丈量、颜色检测剖析陈述，以及自助链一起期、同类型造像参阅。研究人员运用三维扫描测绘数据，首要推断出缺失部位的体积、长宽、弧度等，然后结合老相片材料和一起期、同类型造像规则，进行造型康复。

因为没有第一手的材料，彩绘的康复也恰当困难。肉眼只能看到残留的赤色和黑色，但颜色检测剖析测出了少数金元素，意味着曾有金色。再依据其他洞窟颜色检测和出土文物对照，并考虑到褪色作用，康复了造像的彩绘。

现在，龙门石窟经过APP的AR扫描、纪录片、3D打印等多种形式，让观众在现场和线上都能够看到"最美观世音"的完好面貌，并了解虚拟修正背面的故事。

还有一种或许的运用途径，是让丢失海外的石窟文物"数字回归"。

例如一些佛像的佛头在前史上被盗，经过易手，成为外国博物馆的藏品。被盗文物的追索，仍然是一个难题。不过，在被返还之前，假如能收集到被盗文物的数字信息，就能经过数字化手法让佛像康复。

据统计，全国要点文物维护单位中，石窟寺及石刻超越三百处。石窟寺前史悠久，延绵近两千年，纵使有免遭雷火消灭的优势，但仍然遭受着风化、渗水等天然病害，以及前史上的人为损坏、被盗丢失。

此前不久，麦积山石窟艺术研究所数字中心主任董广强在云冈石窟举行的一次石窟寺数字化维护论坛上表明，现在麦积山石窟有数字中心，但没有专业队伍，人员培训和设备添加等没有同步跟上。

麦积山石窟游客量逐年添加，现已到达80万人次，可是因为多数是小型洞窟，绝大多数内部空间仅2至3立方米，往常都是处于关闭状况。董广强称，期望后续依据洞窟内塑像精巧程度等要素，完结部分要点洞窟的三维扫描，并在恰当方位树立麦积山石窟文物数字展现中心，为更多游客供给数字化观赏体会。

全国更多小型、涣散的石窟寺，更难以具有专业的数字化技能和团队。

宁波以为，全国石窟数量巨大，在短期内都将存在数字化作业量大，时刻急迫的问题，一起数字化收集、存储规范还不完善，将来的数据一切权也都会面对一些难题需求处理。

全国石窟寺正在经过一些渠道联合起来。例如，本年9月，我国文物维护基金会发动"数字重生——丝绸之路沿线石窟寺数字化维护项目"，云冈、龙门、麦积山三大石窟第一批参加，探究更多数字化维护运用办法。其久远意图在于，在其时石窟寺数字化作业基础上，推进丝绸之路沿线石窟全体数字化进程。

估计项目周期为6年，前三年更侧重于数字化记载存储、虚拟修正、数字回归，以及探究数字化规范树立，后三年更侧重于展览展现、大众教育、公益活动，以及文明价值阐释和传达，筹资与传达贯穿于全进程。

作为数字化起步较早、技能较为老练的石窟寺，云冈石窟正在走出去，协助其他文物单位树立数字档案。

近年来，该团队带着全套设备，走入北京明十三陵的长陵祾恩殿、山西运城广仁王庙、五台山南禅寺以及永乐宫和华严寺等。长陵祾恩殿是难度最大的一个项目，他们待了两个月，花的时刻比收集云冈石窟一个洞窟还要多。

潘鹏回想，长陵祾恩殿难度首要在于体量太大、结构杂乱，外部要用无人机拍照丈量，内部运用三维扫描仪。大殿地上铺设古砖，无法直接立钢柱，他们自己规划定制了一个气柱，底部为气垫，能够将钢柱升到十米多高，将扫描仪放在上面，扫描高处的修建细节。

从2005年云冈石窟发动外立面数字化收集开端，至今大约完结全体石窟三分之一的数据收集。不过，跟着技能的迭代，这项作业往往需求"从头再来"。

云核算、大数据、虚拟现实、常识图谱、人工智能等更多的数字技能，正摆到文保作业者面前。李志荣以为，要对技能持敞开情绪，新技能的介入将扩展石窟寺维护的手法，晋级石窟寺维护的流程，也将提高数字化的规范。

潘鹏说，四五年前进行了第五窟的数字化，现在看，其时的技能现已落后了，数据精度也不如现在。他估计，其时设备收集的数据，五到十年能够坚持在先进水平。但在那之后，新一轮的收集或许又要开端了。

A10-A11版拍照/新京报记者 浦峰

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