李麗寧 王聰華

[摘要]文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)已成為新的研究熱點(diǎn)和方向，數(shù)字化保護(hù)技術(shù)在文化遺產(chǎn)永久性保存、文物修復(fù)速度和展示傳播平臺(tái)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。將數(shù)字化保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于古格遺址文物群，科學(xué)地繼承了少數(shù)民族傳統(tǒng)文化遺產(chǎn)保護(hù)方法。古格文化是中華文明的一部分，其遺址為我們留下了豐富的文化遺產(chǎn)——古格遺址文物群。古格遺址文物群作為西藏文化資源的精華篇章，是研究西藏歷史和文化的重要載體。如何利用數(shù)字化技術(shù)保護(hù)古格遺址文物群，讓更多的人感受到古格文化所蘊(yùn)含的魅力，對(duì)傳承西藏少數(shù)民族特色文化具有重要意義。本文首先綜述了古格遺址文物群的基本概況，闡述了數(shù)字化保護(hù)古格遺址的意義，論證了古格遺址文物群數(shù)字化保護(hù)的技術(shù)可行性，介紹了三維建模、展示交互等可以應(yīng)用于古格遺址文物群的數(shù)字化保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)此做了總結(jié)與展望，以期為古格遺址文物群的數(shù)字化保護(hù)提供有益探索。

[關(guān)鍵詞]古格;文物群;數(shù)字化保護(hù)

[中圖分類號(hào)]G122 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1671-5918（2019）06-0192-03

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2019.06.085 [本刊網(wǎng)址]http：//www.hbxb.net

一、古格遺址文物群概況

古格遺址即古格王國(guó)遺址，位于中國(guó)西藏阿里地區(qū)札達(dá)縣，其歷史最早可以追溯到1000多年前。吐蕃王朝末期，王室內(nèi)爭(zhēng)，西藏進(jìn)入藩王割據(jù)時(shí)代。至公元9世紀(jì)中葉，阿里地區(qū)被一分為三，德祖貢獲封其一，古格王國(guó)正式建立。據(jù)《西藏臣記》記載，古格政權(quán)一共延續(xù)700多年，前后世襲16個(gè)國(guó)王。根據(jù)西藏自治區(qū)文管會(huì)1985年組織的實(shí)地測(cè)量考察情況，古格遺址的總面積有72萬(wàn)平方米。包含445間房屋遺跡、879孔窯洞、58座碉堡、4條暗道、28座各類佛塔等;同時(shí)還發(fā)現(xiàn)武器庫(kù)1座，石鍋庫(kù)1座，洞葬1處，壁葬1處，木棺土葬1處。廣義上，古格遺址的范圍遍布象泉河谷兩岸，由上南部、下南部、上北部和下北部四片區(qū)域，其中上南部包括茫囊、達(dá)巴、邦查、董布和瓊隆等地，下南部包括噶惹、日德崗、日巴、曲色、薩讓、杰嘎、當(dāng)巴等地，上北部包括扎莫、拜東布、東嘎、皮央等地，下北部包括香孜、江當(dāng)、日澤覺、拉巴、夏耶、魯巴、底雅和楚魯松杰等地。而古格王國(guó)遺址則是建在一個(gè)高約300米的小土山上。遺址自上而下可以分為三層，上層有王宮大殿、經(jīng)堂、壇城、神殿和供王室成員居住的冬宮、夏宮等;中層為寺廟，建有高大的廟宇和密集的僧房;下層為民居，有成排窟洞和簡(jiǎn)陋房屋300余間，是當(dāng)時(shí)奴隸與百姓們的住所。

事實(shí)上，作為吐蕃世襲的延續(xù)，古格王國(guó)既繼承了阿里地區(qū)遠(yuǎn)古象雄文明的遺脈，又吸收了周圍地區(qū)文化營(yíng)養(yǎng)，因此古格遺址文物群既表現(xiàn)出遠(yuǎn)古象雄文化特征，又帶有印度佛教因素，同時(shí)也與吐蕃文化有一定聯(lián)系。古格遺址文物群有古老的寺廟和石窟壁畫共50余處，佛教寺廟和石窟壁畫藝術(shù)融匯東西、獨(dú)樹一幟。紅廟、白廟內(nèi)保存著相對(duì)完整，有價(jià)值的吐蕃歷代贊普和古格王國(guó)國(guó)王世系畫像，其中1997年出土的“古格銀眼”銅像，被視為佛像中的精品?？傊鸥襁z址文物群的塑像、雕刻、鑄造、服飾和建筑藝術(shù)，是留給后世的極為珍貴的文化財(cái)富。

二、數(shù)字化保護(hù)古格遺址文物群的意義

古格王國(guó)在西藏歷史上具有重要意義。古格王國(guó)被認(rèn)為是吐蕃王朝滅亡以后勢(shì)力較為強(qiáng)大的王朝，從古格遺址的建筑規(guī)模和建筑藝術(shù)，不難窺見當(dāng)年古格王國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、文化繁榮的盛況。古格緊鄰?fù)鈬?guó)，不僅使印度的佛教從這里傳人西藏中心地區(qū)，還是古代西藏商路對(duì)外貿(mào)易的重要商埠，更在連年與鄰國(guó)作戰(zhàn)、抵御外來(lái)侵略中為作出了極大的貢獻(xiàn)。

古格文化在西藏的文化史上占有重要的地位。神秘的古格王國(guó)給后人留下了無(wú)數(shù)不解之謎：關(guān)于古格與象雄、古格與吐蕃、古格與藏傳佛教甚至于古格文明自身，至今依然籠罩著神秘的面紗，存在許多未解之謎，一個(gè)具有數(shù)百年歷史、燦爛文化的王國(guó)因何不復(fù)存在，一個(gè)創(chuàng)造了如此成熟且融匯東西方文化精華的文明又是因何戛然失落，其文化價(jià)值、學(xué)術(shù)價(jià)值值得深入研究。從古格王國(guó)滅亡直至1912年英國(guó)人麥克活斯·揚(yáng)首次到達(dá)古格進(jìn)行考察，世人對(duì)其一無(wú)所知，也因此古格的建筑、街道、文字、宗教、壁畫等都沒有人類活動(dòng)破壞的痕跡，甚至保留著遭到毀滅的現(xiàn)場(chǎng)。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)保護(hù)古格遺址文物群，可以使這一文明展現(xiàn)于今天傳于后人，為進(jìn)一步解讀古格王國(guó)的真實(shí)提供技術(shù)支撐，對(duì)探尋古格滅亡原因、研究古格文化與象雄文化淵源以及豐富西藏文化內(nèi)涵具有重要意義。

古格遺址文物群是一座獨(dú)一無(wú)二、不可替代、博大精深的藝術(shù)寶庫(kù)，為研究西藏美術(shù)史提供了豐富的實(shí)物資料，具有極高的藝術(shù)鑒賞價(jià)值和文化研究?jī)r(jià)值。對(duì)古格遺址文物群實(shí)施數(shù)字化保護(hù)，其學(xué)術(shù)意義和現(xiàn)實(shí)意義在于可以把古格文化介紹給國(guó)內(nèi)外學(xué)者，便于深入挖掘研究，拓寬古格文化保護(hù)研究思路，展示其文化魅力。

此外，作為西藏少數(shù)民族文化品牌的代表之一，利用數(shù)字化保護(hù)技術(shù)復(fù)原、展示古格遺址文物群，有助于樹立西藏文化品牌新高地，展示西藏文化新形象。對(duì)古格遺址文物群進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)，傳承好、利用好這一寶貴的文化遺產(chǎn)資源，對(duì)西藏建設(shè)重要的世界旅游目的地和中華民族特色文化保護(hù)地、促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展、文化發(fā)展和社會(huì)發(fā)展都具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的歷史文化保護(hù)意義和重大的現(xiàn)實(shí)發(fā)展意義。

三、數(shù)字化保護(hù)古格遺址文物群的技術(shù)可行性分析

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域?qū)I(yè)應(yīng)用軟件日趨成熟，且易于操作，為數(shù)字化保護(hù)文化遺產(chǎn)和迅速展示傳播提供了技術(shù)支撐，而隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們足不出戶就可以知曉世界各地發(fā)生的變化。應(yīng)該說(shuō)，利用數(shù)字化保護(hù)技術(shù)來(lái)解決古格遺址文物群復(fù)原及展示問題當(dāng)是上佳途徑，它既解決博物館建設(shè)、維護(hù)資金困難問題，顯著提高復(fù)原文物效率節(jié)約文物保護(hù)成本，又能以最快捷的傳播速度、最便捷的觀賞方式、最大的傳播平臺(tái)將這一重大文明展示給世人，甚至還能為研究遠(yuǎn)古時(shí)期象泉河流域的自然環(huán)境、宗教信仰、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況、文化藝術(shù)發(fā)展等提供重要依據(jù)。

便捷、準(zhǔn)確、高速、高效是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于遺址保護(hù)研究與展示的顯著優(yōu)勢(shì)。北京師范大學(xué)的周明全教授認(rèn)為，“相比較于傳統(tǒng)膠片、影像等記錄手段，三維建模技術(shù)可以更準(zhǔn)確地獲得文物和遺址完整的高精度幾何信息、拓?fù)湫畔⒑图y理信息，能夠更全面、永久地保存和傳播文化遺產(chǎn)”。一般情況下，古代遺址在發(fā)掘保護(hù)過(guò)程中一些信息會(huì)遭到二次破壞或者丟失，傳統(tǒng)的數(shù)字化保護(hù)手段只能是拍攝、繪制、標(biāo)注文字說(shuō)明，存在數(shù)據(jù)采集技術(shù)手段單一，信息記錄不夠完整全面、保護(hù)過(guò)程受制于周圍環(huán)境因素較大、后期展示過(guò)程受限于地理位置因素等問題，容易給后期開展的理論研究帶來(lái)一定困難。而隨著新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)文物進(jìn)行實(shí)景化建模、虛擬化復(fù)原、數(shù)字化展示，可以突破時(shí)間、空間、環(huán)境以及人為因素的諸多限制，使文物得到更好的保護(hù)和展示。

傳統(tǒng)意義上的文物復(fù)原或修復(fù)，只是利用或焊接或膠粘或澆鑄或仿舊等手段對(duì)文物進(jìn)行修復(fù)，這種“以新代舊”的方式難以準(zhǔn)確展現(xiàn)文物本來(lái)的面貌。而虛擬修復(fù)技術(shù)則旨在恢復(fù)文物的歷史原貌，以期“修舊如舊”，它以文物保護(hù)和展示、傳播人類文化為直接目的，可以使得文物得到長(zhǎng)期保存和展示。目前利用Cult3D、Dreamweaver、mustrator、Maya、PhotoShop、QT VR、Quest3D、Rhino、Sofiimagexsi、3dsmax、Virtools等專業(yè)的成熟軟件，就可以對(duì)古格遺址文物群進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)古格遺址文物群資源保護(hù)、傳播、共享、教育等功能。

文物數(shù)字化展示技術(shù)最早成熟應(yīng)用于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。早在1905年法國(guó)盧浮宮就已將簡(jiǎn)單介紹博物館歷史和一些參觀信息放在了互聯(lián)網(wǎng)上，2000年他們又利用3D虛擬技術(shù)將十幾萬(wàn)件藏品對(duì)外進(jìn)行展示。21世紀(jì)初，美國(guó)一些企業(yè)和高校相繼參與推出了“永恒的埃及”“重現(xiàn)羅馬城”“耶路撒冷圣殿山”等一批比較有代表性的虛擬展示項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)數(shù)字展示技術(shù)也取得了很大的成果如：浙江大學(xué)實(shí)現(xiàn)了敦煌壁畫的真實(shí)感虛擬展示;北京師范大學(xué)對(duì)破碎兵馬俑及北京胡同的三維建模、虛擬復(fù)原和虛擬展示研究;西北大學(xué)對(duì)殘缺文物及小雁塔遺址的三維建模及虛擬展示研究等。

從以上分析可以看出，數(shù)字化保護(hù)技術(shù)已然成為歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)與展示的必要手段，且技術(shù)日趨成熟，可供借鑒參考的經(jīng)驗(yàn)積累較多，可以滿足古格遺址文物群保護(hù)展示的需要。古格遺址文物群主要以建筑、洞窟、壁畫、雕像為主，現(xiàn)場(chǎng)遺址主要是寺廟、窯洞、佛塔、壁畫、雕刻、銅像等，數(shù)字化的技術(shù)難度不大，借鑒國(guó)內(nèi)外數(shù)字化保護(hù)項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行建模復(fù)原和虛擬展示，從而保護(hù)好這一西藏少數(shù)民族特色文化是值得探究和能夠?qū)崿F(xiàn)的。

四、數(shù)字化保護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）三維建模技術(shù)

古格遺址文物群既包括像雕刻、雕像這一類文物，也包括像寺廟佛塔洞窟壁畫這一類的古建筑遺址，因此，對(duì)古格遺址文物群的建模包括遺址場(chǎng)景的建模和遺址內(nèi)文物的建模兩種類型。本文主要介紹基于圖像的文物建模和三維實(shí)景建模兩種技術(shù)，前者適用于古格遺址的建筑和文物，而后者多針對(duì)古格遺址場(chǎng)景。

1.基于圖像的文物建模技術(shù)

基于圖像的文物建模技術(shù)有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一種是基于深度圖像建模，另一種是基于序列圖像建模。

基于深度圖像建模技術(shù)需要通過(guò)激光掃描儀或結(jié)構(gòu)光掃描儀等設(shè)備從不同角度進(jìn)行多次掃描獲取物體表面的幾何和紋理信息，接下來(lái)通過(guò)三維模型處理、深度圖像配準(zhǔn)、深度圖像融合等技術(shù)實(shí)現(xiàn)建模。深度圖像建模的核心和關(guān)鍵是算法，即深度圖像的自動(dòng)高精度配準(zhǔn)算法。該算法主要解決兩個(gè)問題，一是深度圖像間對(duì)應(yīng)關(guān)系的尋找，二是深度圖像變換矩陣的計(jì)算，前者應(yīng)用的方法如基于人工標(biāo)定、微分不變量、積分不變量、統(tǒng)計(jì)不變量和紋理特征相似度等，后者主要應(yīng)用迭代最近點(diǎn)方法。

基于序列圖像建模主要通過(guò)圖像處理、攝像機(jī)標(biāo)定、點(diǎn)云模型生成、點(diǎn)云三角化等過(guò)程實(shí)現(xiàn)三維建模。它主要針對(duì)照相機(jī)拍攝的序列圖像，即連續(xù)拍攝的同個(gè)物體不同角度的照片，連續(xù)照片之間必須有足夠的重疊區(qū)域，一般重復(fù)率保持在30%一60%之間。

2.三維實(shí)景建模技術(shù)

三維實(shí)景建模技術(shù)是一項(xiàng)實(shí)景還原技術(shù)，也是一項(xiàng)高新技術(shù)，它近年來(lái)廣泛應(yīng)用于測(cè)繪測(cè)量、地理信息系統(tǒng)、教學(xué)展示、城市規(guī)劃、建筑建設(shè)、游戲制作、智慧城市、智慧景區(qū)、古文物數(shù)字化存檔保護(hù)等各行各業(yè)。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)影像采集設(shè)備從多個(gè)角度采集物體的影像信息，使用專業(yè)軟件進(jìn)行三維重建，能夠快速制作地物的三維實(shí)景模型。一般需要用到的影響采集設(shè)備包括相機(jī)、航空無(wú)人機(jī)等。利用該技術(shù)最終生成的三維實(shí)景模型具有高精度、高分辨率、高清晰度的特點(diǎn)。相較于傳統(tǒng)的文字描述、測(cè)量測(cè)繪圖紙等數(shù)字化保護(hù)方式，三維實(shí)景建模技術(shù)的出現(xiàn)為文物數(shù)字化提供了新的方法。

3.基于彩色點(diǎn)云建模

三維激光掃描儀一般能同時(shí)獲取兩種數(shù)字產(chǎn)品——全息影像和激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。三維激光點(diǎn)云是物體表面的高精度三維坐標(biāo)，通過(guò)點(diǎn)云直接可以獲取坐標(biāo)及特征信息。全息影像數(shù)據(jù)具有形象的紋理和顏色信息，可以作為三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的紋理補(bǔ)充。將點(diǎn)云與全息影像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，融合兩者信息，通過(guò)三維激光點(diǎn)云可以找到對(duì)應(yīng)影像像素，進(jìn)行點(diǎn)云著色，將全息影像與點(diǎn)云嚴(yán)密配準(zhǔn)融合，實(shí)現(xiàn)紋理提取、建模和建庫(kù)一體化的三維快速建模技術(shù)。

（二）展示交互技術(shù)

展示交互技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)、博物館學(xué)和傳播學(xué)等多學(xué)科融合的信息技術(shù)，通過(guò)展示交互技術(shù)，可以真正意義上實(shí)現(xiàn)“數(shù)字古格”。如“數(shù)字圓明園”沉浸式展示交互體驗(yàn)，通過(guò)5R技術(shù)即VR虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）、AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AugmentedReality）、MR混合現(xiàn)實(shí)（MixedReality）、ER感映現(xiàn)實(shí)（Emo-re-sponsive Reality）、ARG交互現(xiàn)實(shí)游戲（Alternate Reality Game）為觀眾展示了11項(xiàng)數(shù)字互動(dòng)體驗(yàn)、6部數(shù)字影片、1個(gè)mini弧幕影院、4大沉浸式體驗(yàn)空間、50個(gè)景區(qū)場(chǎng)景，甚至結(jié)合AR設(shè)備模擬出了當(dāng)年皇帝臨朝理政的真切場(chǎng)景，利用全息柜虛擬搭建了田子房，觀眾可徜徉在虛實(shí)交織的奇異場(chǎng)景中。未來(lái)，通過(guò)遺址信息采集與記錄、樣式房建造技術(shù)分析、殘損構(gòu)件虛擬拼接等一系列高科技數(shù)字技術(shù)讓古格遺址文物群煥發(fā)新生、讓古格文明為更多人所知令人期待。

五、總結(jié)與展望

古格遺址是全國(guó)首批重點(diǎn)文物保護(hù)地之一，文化價(jià)值巨大。但目前對(duì)其保護(hù)尚存在很多問題，主要是古格遺址文物群裸露在自然狀態(tài)下，對(duì)其所在環(huán)境整體保護(hù)無(wú)從下手，無(wú)論是建設(shè)實(shí)體博物館還是采用數(shù)字化技術(shù)都需要高科技設(shè)備，而且龐大無(wú)比，耗時(shí)耗力。還有就是古格遺址文物群受關(guān)注和知名度不高，對(duì)打造西藏文化品牌的貢獻(xiàn)度還不夠。利用三維建模、虛擬修復(fù)和展示交互等數(shù)字化保護(hù)技術(shù)對(duì)古格遺址文物群進(jìn)行虛擬復(fù)原，進(jìn)而建設(shè)“網(wǎng)上古格”“數(shù)字古格”，可以有效解決當(dāng)前古格遺址文物復(fù)原和展示中存在的效率低、耗時(shí)長(zhǎng)、存儲(chǔ)保護(hù)難度大、建設(shè)展館人力物力成本高等一些實(shí)際問題，為今后快速?gòu)V泛傳播古格遺址文化成果，傳承西藏古格文化，打造西藏文化品牌探索出一條切實(shí)可行之路。同時(shí)也應(yīng)該看到，盡管數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于古代遺址保護(hù)工作具有廣闊發(fā)展空間，但目前它還無(wú)法完全替代像損毀的實(shí)體文物修復(fù)這類傳統(tǒng)文物保護(hù)工作，況且實(shí)體博物館建設(shè)仍然是我們了解古代社會(huì)生活、傳承人類文化的重要場(chǎng)所，因此，在古格遺址文物群的保護(hù)上應(yīng)兼顧二者關(guān)系。