梁金星　萬曉霞　孫志軍　李嬋　李俊鋒

內(nèi)容摘要：提出了一種敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建方法：首先建立一套敦煌壁畫的基礎(chǔ)色標(biāo)體系，對(duì)色標(biāo)體系中每一個(gè)顏料色樣的光譜、顏色、顆粒、物質(zhì)屬性進(jìn)行量化標(biāo)定，建立敦煌壁畫色標(biāo)體系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；然后結(jié)合“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目的研究成果，針對(duì)已經(jīng)數(shù)字化洞窟的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)分區(qū)編目，針對(duì)每個(gè)精細(xì)分區(qū)進(jìn)行非接觸式無損測量標(biāo)定，獲得每個(gè)精細(xì)分區(qū)的顏色、物理、化學(xué)屬性等數(shù)據(jù)；最后建立每個(gè)精細(xì)分區(qū)和敦煌壁畫色標(biāo)體系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫色樣的映射關(guān)系，完成敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)的構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：敦煌壁畫；基礎(chǔ)色標(biāo)體系；顏料顏色數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào)：K870.6；K854.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-4106（2017）01-0132-09

引 言

文化遺產(chǎn)是人類歷史文明的載體，“文物不可再生，也不能永生”[1]，歷史文化遺產(chǎn)的保護(hù)是一項(xiàng)永不落幕的大工程。在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代背景下，中國歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)也將不可避免地走進(jìn)數(shù)字化時(shí)代，構(gòu)建完善的歷史文化遺產(chǎn)大型多維數(shù)字化數(shù)據(jù)庫檔案并進(jìn)行永久保存和利用，是當(dāng)前歷史文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)理論和方法的根本目的。敦煌莫高窟是一座珍貴的藝術(shù)寶庫，窟內(nèi)的壁畫蘊(yùn)含著深厚的歷史文化底蘊(yùn)及研究價(jià)值。然而，這些承載著珍貴歷史文明的寶貴載體卻無時(shí)無刻不在遭受著自然和人為因素的損害，出現(xiàn)各種各樣的病害，其原有的藝術(shù)風(fēng)格和表現(xiàn)內(nèi)容遭到破壞，可以顯現(xiàn)的藝術(shù)和歷史價(jià)值正不斷地消減[2-4]。

文物專家奮力投身于敦煌壁畫的保護(hù)工作中，采取多種多樣物理形式保護(hù)方法[5-6]，以期挽留這些富麗堂皇的珍貴歷史文物。事實(shí)證明，雖然這些方法在壁畫病害治理方面發(fā)揮了積極作用，但只能減緩壁畫病害損耗的進(jìn)程，不可能阻止這些藝術(shù)寶藏逐漸消亡的腳步。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，文物保護(hù)專家逐漸意識(shí)到采用科學(xué)的數(shù)字化保護(hù)方法可以有效克服物理保護(hù)方法的不足[7-11]，通過多種多樣的參數(shù)、數(shù)據(jù)以及高保真數(shù)字影像將當(dāng)前的壁畫永遠(yuǎn)定格在數(shù)字之中。歷史文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)方法也已逐漸成為全世界各個(gè)國家進(jìn)行歷史文物保護(hù)的研究熱潮，就敦煌莫高窟保護(hù)而言，國際敦煌項(xiàng)目（IDP）是一個(gè)非常成功的案例[12-13]，其構(gòu)建了一個(gè)開創(chuàng)性的古文獻(xiàn)保護(hù)、研究與數(shù)字化的國際合作平臺(tái)。此外，于20世紀(jì)初開展的“數(shù)字敦煌項(xiàng)目”也取得了可觀的成績[14-17]。該項(xiàng)目搶救性地完成了莫高窟A類重點(diǎn)洞窟的數(shù)字化采集，使之得以永久真實(shí)地保存，通過建立虛擬現(xiàn)實(shí)三維沉浸式敦煌石窟數(shù)字化展覽館，緩解了石窟開放的壓力，為保護(hù)壁畫提供了技術(shù)保障，得到了國家及國內(nèi)外多個(gè)基金會(huì)和機(jī)構(gòu)的資助。

盡管敦煌數(shù)字化項(xiàng)目當(dāng)前已經(jīng)取得了令人贊嘆的成就，但對(duì)于敦煌壁畫的數(shù)字化保護(hù)工作仍有很長的路要走，不斷地從不同的角度去挖掘敦煌莫高窟里的有用信息并推送出去，才會(huì)產(chǎn)生更大的影響。目前的敦煌壁畫數(shù)字化工作已經(jīng)從宏觀保護(hù)上取得成功[18]，但對(duì)于壁畫自身微觀屬性的研究尚存不足，缺少一個(gè)客觀科學(xué)的敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫來對(duì)壁畫每一處的顏色、物理、化學(xué)等屬性進(jìn)行條理系統(tǒng)的記錄和保存。在當(dāng)前高精度文物攝影技術(shù)以及非接觸式無損文物準(zhǔn)確測量標(biāo)定等方法的支撐下，建立這樣的一個(gè)數(shù)據(jù)庫是必要且可行的，其不僅可以保存壁畫的各種屬性數(shù)據(jù)，而且為未來壁畫的信息挖掘、虛擬現(xiàn)實(shí)、臨摹和虛擬修復(fù)等工作提供科學(xué)的指導(dǎo)，也是探究敦煌壁畫藝術(shù)創(chuàng)作和研究敦煌壁畫顏料使用的一個(gè)重要依據(jù)。

1 構(gòu)建敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫的

必要性

顏料是壁畫制作最重要的材料，敦煌壁畫幾乎全部使用礦物顏料制作，極少部分為植物顏料[19-20]，各種顏料類別、配比和技法的組合衍生了精美的敦煌壁畫。但是由于自然因素和人為因素的影響，壁畫產(chǎn)生了一系列起甲、酥堿、褪色、變色、脫落等病害，漸漸失去了創(chuàng)作之初的色貌。數(shù)字化技術(shù)為壁畫保護(hù)與修復(fù)提供了良好的手段和可能，當(dāng)前壁畫的數(shù)字化保護(hù)主要采用記錄洞窟的幾何特征信息和壁畫色彩信息的方法，已基本滿足壁畫信息數(shù)字傳播的需求，但其仍有不足。一方面，創(chuàng)作壁畫的顏料本身具有化學(xué)組成、微觀結(jié)構(gòu)以及光譜和顏色等多方面的綜合屬性，當(dāng)前的壁畫數(shù)字化保護(hù)方法僅僅記錄了壁畫的顏色屬性，壁畫信息的記錄不夠全面。另一方面，當(dāng)前數(shù)字化的方法對(duì)壁畫保護(hù)還存在以下兩方面問題：

（1）采用近景攝影數(shù)字化保護(hù)技術(shù)得到的壁畫相關(guān)信息與設(shè)備相關(guān)，無法獲得壁畫最真實(shí)的顏色信息。近景攝影技術(shù)是采用高分辨率CCD成像系統(tǒng)以RGB信息表征方式對(duì)壁畫進(jìn)行數(shù)字化獲取，得到壁畫表面的幾何信息和顏色信息。但由于該記錄方式以色度學(xué)三原色顏色科學(xué)理論為基礎(chǔ)，它只能表征物質(zhì)表面在特定環(huán)境與特定設(shè)備條件下的顏色信息。當(dāng)兩者發(fā)生改變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致顏色信息無法預(yù)測。因此現(xiàn)今數(shù)字化的壁畫信息適用范圍有限，無法準(zhǔn)確指導(dǎo)修復(fù)褪色壁畫時(shí)的顏料種類鑒別工作，目前該工作依舊需要依賴文保工作者的經(jīng)驗(yàn)。

（2）礦物質(zhì)顏料種類具有多樣性，結(jié)構(gòu)具有隨機(jī)性，粒徑分布具有多尺度性。研究發(fā)現(xiàn)敦煌壁畫使用的顏料大多是由天然礦石加工而成的礦石顏料，極少部分為植物顏料和人工合成顏料，經(jīng)由不同的原石及研磨工藝加工得到的礦物顏料具有顆粒大小不同、粗細(xì)不等等特征，呈現(xiàn)出不同的色相、光澤、粗糙度和紋理感，決定了礦物質(zhì)顏料種類具有多樣性和復(fù)雜性特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致壁畫表面在不同方向上會(huì)表現(xiàn)出不同的光學(xué)特性，因此僅憑借二維的攝影技術(shù)無法采集場景內(nèi)壁畫顏料顏色的多維度屬性信息。

綜上而言，目前已獲取的壁畫數(shù)字影像不能為壁畫保護(hù)修復(fù)創(chuàng)作提供全面且準(zhǔn)確的參考信息，導(dǎo)致壁畫在修復(fù)、再現(xiàn)和傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生顏色和信息失真現(xiàn)象。為解決上述問題，就必須增加顏料表征參量，以獲得全面的顏料信息，同時(shí)將信息用數(shù)字化的形式進(jìn)行表征和保存，在前期建立的壁畫以及顏料信息檔案中，增加顏料的光譜值、色度值、物質(zhì)譜以及顆粒度等綜合屬性，最終構(gòu)建敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫，建立完善的石窟壁畫保護(hù)檔案，真實(shí)地記錄壁畫的物質(zhì)基礎(chǔ)信息和顏色信息，為下一步修復(fù)和再現(xiàn)文物原貌提供最科學(xué)、完整、客觀的依據(jù)。

2 構(gòu)建敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫的

緊迫性

敦煌莫高窟作為我國三大石窟藝術(shù)寶庫之最，1987年被聯(lián)合國教科文組織列為世界文化遺產(chǎn)，敦煌莫高窟內(nèi)的壁畫出現(xiàn)的各種各樣受損問題仍在延續(xù)，而這些破壞不可逆轉(zhuǎn)，因此構(gòu)建敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫已經(jīng)刻不容緩。從環(huán)境影響角度分析而言，敦煌莫高窟巖體膠結(jié)性差，且窟區(qū)偶有突發(fā)性暴雨，崖體遇水易崩解，易出現(xiàn)風(fēng)化剝落問題；甘肅敦煌地區(qū)有地震活動(dòng)，容易造成洞窟卸荷裂隙和坍塌；窟區(qū)沙塵較多，易卷起風(fēng)沙，危害石窟壁畫；敦煌石窟大氣溫濕度和晝夜間溫濕度的差值較大，導(dǎo)致窟內(nèi)空氣溫濕度的變化受影響較大，再加上游客對(duì)窟內(nèi)大氣溫濕度和二氧化碳含量帶來的影響，造成的石窟壁畫損壞往往是無可挽救的。由此可見，構(gòu)建敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫工作顯得尤為重要且迫切，如文物工作者所言“與時(shí)間賽跑”，要在壁畫損壞劣化前，搶先將壁畫數(shù)字化保存。

從本體保存狀況要求角度分析，敦煌莫高窟是我國早期石窟壁畫的重要代表，它的建筑形式和建造工藝及使用材料不僅是研究中國早期壁畫制作技術(shù)和中國科技史的良好素材，而且對(duì)我國絲綢之路上石窟壁畫的建造有重要影響。經(jīng)過許多世紀(jì)的風(fēng)化侵蝕和人為破壞，產(chǎn)生了各種各樣病害，不少壁畫脫落變色褪色嚴(yán)重，鮮艷的色彩變得晦暗模糊。例如，紅色顏料中鉛丹在敦煌壁畫中使用廣泛，但目前幾乎已經(jīng)找不到保存完好的橘紅色鉛丹顏料，取而代之的是變色后的黑色二氧化鉛，洞窟中的許多藍(lán)色顏料層中含有大量的白色晶體顆粒，多為石膏和鹽分的結(jié)晶體，這些結(jié)晶顆粒會(huì)造成顏料粒子的脫落。顏料病害極大地威脅著壁畫的保存狀況，如不及時(shí)采取科學(xué)合理的保護(hù)修復(fù)措施，也將給國家和民族造成不可挽回的損失，因此建立完善的壁畫顏料數(shù)據(jù)庫是行之有效的搶救性保護(hù)手段。

從管理使用要求角度分析，壁畫屬于文化遺產(chǎn)，不可再生，極其珍貴，壁畫保護(hù)和游客量增加之間的矛盾日益突出。為解決上述矛盾，貫徹執(zhí)行“保護(hù)為主，搶救第一；合理利用，加強(qiáng)管理”的文物保護(hù)方針，落實(shí)文物保護(hù)科學(xué)發(fā)展觀，敦煌石窟壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫構(gòu)建項(xiàng)目的開展亦顯得迫切。構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫將記錄顏料最客觀真實(shí)的信息，可為文物工作者修復(fù)創(chuàng)作提供科學(xué)準(zhǔn)確的用色參考，減少工作人員對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴，防止破壞性保護(hù)的出現(xiàn)。

此外，由于壁畫顏料使用及繪畫技法均具有鮮明的時(shí)代特征，壁畫顏料信息的數(shù)據(jù)化也可為石窟考古研究提供科學(xué)依據(jù)。數(shù)據(jù)化的壁畫顏料信息還可以用于指導(dǎo)各種可視化移動(dòng)終端真實(shí)再現(xiàn)壁畫色彩，在滿足人們精神文明追求的前提下，有效減緩壁畫病害的發(fā)展，為石窟保護(hù)工作贏得更多時(shí)間。

3 敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫的

構(gòu)建方法

針對(duì)自然災(zāi)害、環(huán)境變化、人類活動(dòng)以及當(dāng)前保護(hù)技術(shù)水平限制等因素給敦煌壁畫帶來的不可逆損毀或消亡問題，當(dāng)前敦煌數(shù)字化項(xiàng)目保護(hù)方法獲取壁畫信息不全面問題，本文基于對(duì)敦煌壁畫顏料分析、美術(shù)創(chuàng)作學(xué)習(xí)、史料挖掘、色彩科學(xué)領(lǐng)域色彩感知研究以及文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)理論與方法實(shí)踐等多個(gè)方面經(jīng)驗(yàn)的綜合積累，提出了一套較為科學(xué)的敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法，整體的構(gòu)建方法如圖1所示。

首先建立一套敦煌壁畫顏料顏色的色標(biāo)體系，對(duì)色標(biāo)體系中每一個(gè)色樣的顏色、物理、化學(xué)、視覺感知屬性進(jìn)行量化標(biāo)定，建立敦煌壁畫色標(biāo)體系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；然后結(jié)合“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目的研究成果，針對(duì)已經(jīng)數(shù)字化洞窟的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)分區(qū)編目，針對(duì)每個(gè)精細(xì)分區(qū)進(jìn)行實(shí)際無損非接觸式測量標(biāo)定，獲得每個(gè)精細(xì)分區(qū)的顏色、物理、化學(xué)、視覺感知屬性數(shù)據(jù)；最后建立每個(gè)精細(xì)分區(qū)和敦煌壁畫色標(biāo)體系基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫色樣的映射關(guān)系，完成敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)構(gòu)建，并通過實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)測驗(yàn)對(duì)建立的敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫進(jìn)行最終完善。

3.1 敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

如圖2所示，建立敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，首先要對(duì)敦煌壁畫進(jìn)行實(shí)地調(diào)研、專家咨詢以及文獻(xiàn)查閱等工作，全面掌握敦煌壁畫創(chuàng)作的原材料、制作工藝和創(chuàng)作技法，配置好全部種類顏料及色標(biāo)制作配套工具；然后依據(jù)色標(biāo)的具體應(yīng)用情景及功用設(shè)計(jì)敦煌壁畫色標(biāo)實(shí)體樣式，并根據(jù)實(shí)際掌握的洞窟壁畫的制作工藝和技法進(jìn)行敦煌壁畫色標(biāo)實(shí)體制作和編排；最后針對(duì)制作和編排的敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)實(shí)體，進(jìn)行多個(gè)維度屬性的標(biāo)定，具體包括色標(biāo)的色度屬性、光譜屬性、物質(zhì)成分屬性及決定表面形貌屬性顏料顆粒度等各項(xiàng)指標(biāo)，最終歸檔存儲(chǔ)形成敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫。

3.1.1 敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的客觀基礎(chǔ)

敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建是完成敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的基礎(chǔ)。一套基礎(chǔ)敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫應(yīng)該包括敦煌壁畫所使用的所有顏料的種類。顏料種類的確定需進(jìn)行大量的文獻(xiàn)和實(shí)地調(diào)查來確定。關(guān)于敦煌壁畫所使用的顏料的種類的分析，敦煌學(xué)研究專家已經(jīng)對(duì)敦煌壁畫進(jìn)行過大量的實(shí)地調(diào)研與取樣分析。敦煌壁畫所使用的顏料的類別和種類目前已經(jīng)明晰[19-20]。此外，敦煌壁畫創(chuàng)作所使用的連接膠料是完成壁畫創(chuàng)造的一種重要材料，對(duì)于敦煌壁畫創(chuàng)作所使用的膠料鑒定分析也取得了卓越的成果。專家通過化學(xué)分析確定敦煌壁畫中主要使用的膠料為牛皮膠 [21]。敦煌壁畫的制作工藝和創(chuàng)作技法是完成敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建的另外一個(gè)重要的決定因素，基礎(chǔ)色標(biāo)數(shù)據(jù)庫的建立需有大量敦煌壁畫顏料模擬色樣的支撐，而借助敦煌研究院美術(shù)所專家的多年創(chuàng)作臨摹積累的經(jīng)驗(yàn)，完成敦煌壁畫模擬顏料色樣的制作已不再是難題。

3.1.2 敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)的設(shè)計(jì)制作

敦煌壁畫所使用顏料的色系主要分為紅、橙、黃、綠、藍(lán)和包括白和黑的中性色等多個(gè)色系，每種色系顏料又包括不同種類和數(shù)量的礦物顏料，且按照傳統(tǒng)礦物顏料的研磨制作工藝，不同種類的礦物顏料根據(jù)其研磨程度不同又分為多個(gè)顆粒等級(jí)，如石綠顏料在古代就有頭綠、貳綠、叁綠、肆綠、伍綠之分，不同粒徑的同種礦物質(zhì)顏料所表現(xiàn)出來的顏色色相、明度及飽和度各有不同，其顏色色樣給人的視覺感受也各不相同，圖3為天然辰砂在不同粒徑下的顏料色樣，從左至右粒徑逐漸減小，色樣明度越來越暗，飽和度越來越高，色樣表面的粗糙感和紋理感越來越弱。

因此應(yīng)充分考慮敦煌壁畫礦物顏料的上述特性，在建立敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫時(shí)合理地安排顏料的色系排列，有規(guī)律地將顏料按照顆粒度大小進(jìn)行放置，以便于更加有效地命名以及對(duì)敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。此外，為便于數(shù)據(jù)庫的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)體的敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫樣冊可按圖4設(shè)計(jì)，其中顏料色樣為單頁分布設(shè)計(jì)，實(shí)體數(shù)據(jù)庫樣冊采用活頁裝訂形式裝訂成冊，以便隨時(shí)取下其中單頁使用。單頁中的每個(gè)顏料色樣固定在定制的紙質(zhì)卡槽之內(nèi)，紙質(zhì)卡槽以嵌入的方式規(guī)則地固定在每一頁紙基之上，可方便隨時(shí)取下單個(gè)顏料色樣測量和使用。

為便于數(shù)字化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫實(shí)體樣冊的中的每一個(gè)顏料色樣可按照表1所示方法進(jìn)行命名存儲(chǔ)。其中第一行為色塊位置中文描述，如“敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)第1頁第1行第5列”；第二行對(duì)應(yīng)色塊的英文編目“DHMPCP-P1-R1-L5”，其中DHMPCP表示敦煌壁畫顏料色標(biāo)（Dunhuang Murals Pigment Color

Patches），P代表色塊所在頁碼（Page），R和C代

表色塊所在對(duì)應(yīng)頁碼下的行數(shù)（Row）和列數(shù)（Column）；第三行對(duì)應(yīng)顏料的中英文名稱；第四行為色塊在色標(biāo)數(shù)據(jù)庫中總的色序，其中總的色序從第一頁第一個(gè)色塊開始命名為CP-1，逐行色塊編序，直至最后一頁的最后一個(gè)色塊。在數(shù)字化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，每一個(gè)色樣都對(duì)應(yīng)有其屬性測量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間。

3.1.3 敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)的測量標(biāo)定

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，原位無損測量標(biāo)定分析技術(shù)發(fā)展日趨成熟，非接觸式原位無損測量標(biāo)定的方法在歷史文化遺產(chǎn)的調(diào)查保護(hù)工作中展現(xiàn)著突出的優(yōu)勢，近年來大量的非接觸式原位無損測量標(biāo)定技術(shù)越來越廣泛地被應(yīng)用到石窟寺壁畫及出土墓葬葬品的標(biāo)定之中。準(zhǔn)確全面地記錄敦煌壁畫的數(shù)字信息，除已有的偽彩色壁畫數(shù)字影像外，還需標(biāo)定記錄其真實(shí)色度屬性、光譜屬性、物質(zhì)屬性以及表觀屬性。相應(yīng)地，也需對(duì)敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)的上述相應(yīng)屬性進(jìn)行測量標(biāo)定，以獲得信息全面的敦煌壁畫顏料顏色色變基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。其中色度及光譜屬性可采用非接觸式光導(dǎo)分光光度計(jì)或光譜輻射度計(jì)進(jìn)行測量標(biāo)定，物質(zhì)屬性可采用非接觸手持拉曼光譜儀、手持式熒光光譜儀和便攜式手持礦物光譜儀等進(jìn)行測量標(biāo)定，方便快捷。壁畫的表觀屬性主要由顏料粒徑所決定。顏料色樣可由粒徑已知的顏料涂制，并可建立同種顏料粒徑與對(duì)應(yīng)光譜和色度屬性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。基于上述設(shè)備和方法即可準(zhǔn)確地表征敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中每個(gè)色塊的綜合屬性。

3.2 敦煌壁畫數(shù)字影像精細(xì)分區(qū)編目及多維度屬性標(biāo)定

針對(duì)前期數(shù)字化敦煌項(xiàng)目中采集獲得的洞窟資料和壁畫數(shù)字影像稿，通過計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理相關(guān)技術(shù)以及人工輔助操作等，對(duì)敦煌壁畫的數(shù)字影像資料進(jìn)行精細(xì)分區(qū)，獲得敦煌壁畫顏料顏色分布信息的位置數(shù)據(jù)，并按照一定規(guī)則對(duì)每一個(gè)精細(xì)分區(qū)進(jìn)行編目編號(hào)，編目信息包括分區(qū)所屬洞窟、在洞窟中的具體位置、壁畫內(nèi)容等，編號(hào)信息為每個(gè)洞窟壁畫中每個(gè)最小分區(qū)自身獨(dú)屬的身份標(biāo)識(shí)代碼，其功能等同于色標(biāo)書中每個(gè)色塊自身獨(dú)屬的代碼功能，以便于龐大數(shù)據(jù)量的管理，具體實(shí)施流程如圖5所示。

隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展，圖像分割算法和技術(shù)的發(fā)展日臻成熟，借助圖像分割技術(shù)，可以將現(xiàn)有的敦煌壁畫數(shù)字影像稿按照需求分成若干個(gè)特定的、具有獨(dú)特性質(zhì)的區(qū)域，然后對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行編號(hào)。其中，壁畫數(shù)字影像幾何分區(qū)信息的編目可以按照“敦煌石窟—洞窟編號(hào)—洞窟壁畫數(shù)字影像編號(hào)—對(duì)應(yīng)編號(hào)壁畫影像下分區(qū)數(shù)目—對(duì)應(yīng)編號(hào)壁畫影像下子分區(qū)編號(hào)”編排，如“敦煌石窟—249窟—1號(hào)壁畫數(shù)字影像—1號(hào)壁畫20個(gè)分區(qū)—1號(hào)壁畫1/20號(hào)子分區(qū)”指代敦煌石窟第249窟1號(hào)數(shù)字影像稿20個(gè)分區(qū)中第1號(hào)子分區(qū)，此子分區(qū)的獨(dú)屬性編號(hào)就定為“DHG-

GN249-DI1-PN20-SPN1/20”，其中字母DHG、GN、DI、

PN和SPN的含義分別為敦煌石窟（Dunhuang Grottoes，DHG）、石窟編號(hào)（Grotto Number，GN）、數(shù)字影像（Digital Image，DI）、分區(qū)編號(hào)（Partition Number，PN）、子分區(qū)編號(hào)（Sub-Partition

Number，SPN），第249窟1號(hào)數(shù)字影像稿其他分子區(qū)的編號(hào)按順序進(jìn)行編排，如DHG-GN249-DI1-

PN20-SPN2/20、DHG-GN249-DI1-PN20-SPN3/20等，本洞窟內(nèi)其他壁畫影像的分區(qū)編目方式按照上述編目方式進(jìn)行，詳細(xì)編號(hào)規(guī)則如流程圖6所示，同時(shí)為每一個(gè)最小分區(qū)元素分配待測量屬性數(shù)據(jù)的存放單元地址，便于數(shù)據(jù)錄入與存儲(chǔ)管理。

完成敦煌壁畫分區(qū)編目工作后，針對(duì)每一個(gè)壁畫的精細(xì)分區(qū)進(jìn)行洞窟內(nèi)實(shí)地測量工作，獲得每個(gè)最小分區(qū)元素的色度信息、光譜信息、物質(zhì)成分信息以及壁畫的表觀信息等綜合屬性數(shù)據(jù)，并按照所制定的各分區(qū)編號(hào)規(guī)則，將對(duì)應(yīng)的測量數(shù)據(jù)對(duì)號(hào)存儲(chǔ)，為下一工作內(nèi)容各分區(qū)與敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)之間索引關(guān)系的建立提供便利。

3.3 敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建

完成上述所有工作之后，對(duì)敦煌壁畫各分區(qū)與敦煌壁畫顏料顏色色標(biāo)之間測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的匹配，建立壁畫分區(qū)數(shù)據(jù)信息到敦煌窟壁畫顏料顏色色標(biāo)數(shù)據(jù)庫的索引表，以前期數(shù)字化保護(hù)工作采集的全部壁畫數(shù)字影像稿為載體，綜合壁畫數(shù)字影像稿的分區(qū)信息，最終完成敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，并借助計(jì)算機(jī)工程技術(shù)搭建敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，實(shí)施方案如圖7所示。

其中，從壁畫分區(qū)數(shù)據(jù)信息到敦煌石窟壁畫顏料顏色色標(biāo)索引的建立，應(yīng)綜合獲得色度屬性數(shù)據(jù)、光譜屬性數(shù)據(jù)、物質(zhì)屬性數(shù)據(jù)以及決定壁畫表觀屬性的顏料粒徑數(shù)據(jù)，提取幾種屬性的綜合特征，利用當(dāng)前較為成熟的特征空間構(gòu)建方法，構(gòu)建適用于色標(biāo)數(shù)據(jù)庫和壁畫的有效多維度特征匹配空間，并對(duì)色標(biāo)及壁畫分區(qū)內(nèi)容的多維度特征進(jìn)行提?。煌瑫r(shí)構(gòu)建客觀有效的特征匹配度評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)價(jià)指導(dǎo)壁畫分區(qū)多維度特征到色標(biāo)數(shù)據(jù)庫多維度特征的準(zhǔn)確映射，完成索引關(guān)系的建立，從而完成敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。

最后，對(duì)構(gòu)建的敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)際的測試檢驗(yàn)，具體為利用構(gòu)建的敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫指導(dǎo)敦煌壁畫的臨摹性修復(fù)、實(shí)體（本體）修復(fù)以及壁畫數(shù)字影像稿的虛擬修復(fù)，比如利用殘損壁畫周圍已知顏料信息，推算出殘損壁畫處可能的顏料種類及顏料粒度，利用推算出的顏料進(jìn)行臨摹性或計(jì)算機(jī)虛擬修復(fù)，查驗(yàn)實(shí)際的修復(fù)效果，對(duì)構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行測驗(yàn)評(píng)估，針對(duì)不足之處進(jìn)一步完善，確定最終的敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫。

4 結(jié) 語

歷史文化遺產(chǎn)的保護(hù)是一項(xiàng)永不落幕的工程，敦煌莫高窟作為世界歷史文化遺產(chǎn)之一，其所承載的歷史信息和研究價(jià)值不可估量，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展，通過數(shù)字化保護(hù)方式使得敦煌莫高窟壁畫得以永久地保存和傳播已成為現(xiàn)實(shí)。本文提出的敦煌壁畫顏料顏色數(shù)據(jù)庫構(gòu)建方法將為敦煌壁畫的數(shù)字化保護(hù)工程提供助力，應(yīng)用科學(xué)的方法獲取敦煌壁畫更多有價(jià)值的信息，并用數(shù)據(jù)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)和管理，不僅能為將來敦煌壁畫的各種類型的修復(fù)提供基礎(chǔ)可靠的參考依據(jù)，同時(shí)也將為更加深入地進(jìn)行敦煌石窟研究提供寶貴的資料。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊錦詩.敦煌石窟保護(hù)五十年[J].敦煌研究，1994（2）： 7-13.

[2]李最雄.敦煌石窟的保護(hù)現(xiàn)狀和面臨的任務(wù)[J].敦煌研究，2000（1）：10-23.

[3]蘇伯民.敦煌壁畫的鹽害與日常維護(hù)[J].敦煌研究， 2010（6）：14-16.

[4]王旭東.基于風(fēng)險(xiǎn)管理理論的莫高窟監(jiān)測預(yù)警體系構(gòu)建與預(yù)防性保護(hù)探索[J].敦煌研究，2015（1）：104-110.

[5]段文杰.敦煌文物的保護(hù)和臨摹[J].敦煌研究，1995（2）：13-15.

[6]孫儒僩.我經(jīng)歷的敦煌石窟保護(hù)：上世紀(jì)40至60年代[J].敦煌研究，2006（6）：203-218.

[7]樊錦詩.敦煌莫高窟的保護(hù)與管理[J].敦煌研究，2000（1）：1-4.

[8]樊錦詩.敦煌石窟保護(hù)與展示工作中的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用[J].敦煌研究，2009（6）：1-3.

[9]Cather S，Wang X，Su B，et al.Conservation research at Dunhuang：The pivotal role of Cave 260 for conservation education and policy[J].Studies in Conservation， 2014， 59（S1）： S17-S20.

[10]韓春平.敦煌學(xué)數(shù)字化研究綜述[J].敦煌學(xué)輯刊， 2009（4）：168-183.

[11]潘云鶴，魯東明.古代敦煌壁畫的數(shù)字化保護(hù)與修復(fù)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2003，15（3）：310-314.

[12]劉波.國際敦煌項(xiàng)目（IDP）與敦煌西域文獻(xiàn)數(shù)字化國際合作[J].數(shù)字圖書館論壇，2010（1/2）：42-49.

[13]國際敦煌項(xiàng)目[DB/OL].[2015-08-28].http：//idp.nlc.gov.cn.

[14]敦煌數(shù)字化項(xiàng)目介紹[EB/OL].（2010-04-30）[2015-

08-28].http：//public.dha.ac.cn/content.aspx？id=867132353856.

[15]Lu D，Pan Y.Digitally Aided Conservation and Restoration of Cultural Heritages[J].Digital Preservation for Heritages：Technologies and Applications，2010：89-120.

[16]王平，皮介鄭，郝春云，等.“數(shù)字敦煌” 建設(shè)方案設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù)，2006（11）：21-25.

[17]吳健.石窟寺文物數(shù)字化的內(nèi)涵：融學(xué)術(shù)，技術(shù)，藝術(shù)于一體[J].敦煌研究，2015（2）：125-129.

[18]夏生平，張?jiān)?數(shù)字時(shí)代：世界文化遺產(chǎn)地敦煌莫高窟遺產(chǎn)保護(hù)和信息資源組織與管理[J].數(shù)字圖書館論壇 ISTIC，2011（9）：48-58.

[19]徐位業(yè)，周國信，李云鶴.莫高窟壁畫、彩塑無機(jī)顏料的x射線剖析報(bào)告[J].敦煌研究，1983（創(chuàng)刊號(hào)）：187-197.

[20]李最雄.敦煌莫高窟唐代繪畫顏料分析研究[J].敦煌研究，2002（4）：11-18.

[21]李實(shí).敦煌壁畫中膠結(jié)材料的定量分析[J].敦煌研究，1995（3）：29-46.