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浙江大学利用数字复制技术成功“克隆”莫高窟

发布时间:2017-05-20 出处:淡无盐


浙江讯 中国规模最大、保存最完整的古代石窟之一的敦煌石窟日前在浙江大学科技工作者的努力下成功实现仿真重建。

被“克隆”的敦煌莫高窟第220窟,原窟凿于初唐。窟室为覆斗顶,洞窟的南、北两面墙壁上,覆盖着创作于初唐时期的大型壁画。虽然经过后代的重修,但其中迦叶及菩萨像的下半身,均较好保留了初唐时的风貌,是研究初唐时期塑像的标准作品。

复制窟采用1:1比例尺寸,石窟形制按三维数据精确重建。壁画采用宣纸喷绘,附于泥底地仗层上,最大程度还原了原窟的色彩与质感。

“为了复制这个石窟,我们会搭建整个石窟墙壁的形状进行三维数据扫描。”浙江大学文化遗产研究科技考古中心副教授刁常宇说,为了拍摄壁画,他们还自主研发了一套拍摄设备。该设备可以向上自动升高到4.5米、通过铺轨道的方式向前无限延伸,顶部的灯光能够自动调节,从而保证照片整体效果。

刁常宇说,相机系统工作的时候,从壁画的起始到结束,每分钟拍4张照片,每张照片的拍摄面积是60×40厘米,采样率达到每英寸300个像素,像220号洞窟的仅仅一面墙就有24平方米,需要拍摄五六千张照片。

“在得到高分辨率的图像后,然后我们用自己研制的拼接校正的软件,得到壁画的每一个墙面几乎没有变形的正投影图像和数据,”刁常宇说。

为了最大程度还原壁画的原始色彩,系统会抽出原画的几百种典型色彩,在拼接、制图的同时校色,对图像颜色还原度能够达到95%以上。而系统中“保持人物身材”的软件,能够做到将100米长的壁画,整体变形的偏差控制在1毫米之内。一整面墙的图像采集和拼接过程,需要大约1个月时间。

电子图拼完成之后,工作人员将敦煌墙上的壁画,打印在一种特殊的宣纸上。同时,根据三维建模的数据,搭建好复制窟的建筑。“我们先是按照壁画制作的原工艺上了一层泥层,然后再上一层白灰层,最后把我们打印复制的、分块的宣纸把它一块一块的贴回去,这样就得到了一个还原度非常高的一个窟。”刁常宇说。

完全一样的尺寸、一样的画作、一样的色彩、一样的斑驳,甚至完全一样的细小的起伏和泥底上剥露出的细麻和麦秸,不一样的是,这个洞窟,不会再剥落,它可以让人们亲近它,仔仔细细地看它,不用再害怕光照和氧化变色。

目前,浙江大学联合敦煌研究院已经完成了敦煌60个石窟的壁画数字化,但是对于数量庞大的敦煌莫高窟来说,其所占比例仍然非常小。“我们希望能够用这样的技术,更多地应用到壁画的文物,甚至更多的文物上面,从而通过文化遗产资源的数字化将文物更好的保护下来。”刁常宇说。