河南地區(qū)小石窟數(shù)字化保護研究

摘 要：河南地區(qū)擁有數(shù)量眾多、種類豐富的石窟藝術(shù)資源，由于其開鑿時代較早，分布地域廣，蘊含著極為重要的價值。石窟數(shù)字化是一項復(fù)雜、多層次的任務(wù)，涉及石窟保護、數(shù)字技術(shù)應(yīng)用、藝術(shù)和歷史研究等多個領(lǐng)域。在進行石窟數(shù)字化研究的過程中，需要采取一系列步驟和方法，以確保研究的有效性和可持續(xù)性。研究石窟數(shù)字化是一項復(fù)雜、多層次的工作，涉及考古學(xué)、藝術(shù)史、數(shù)字技術(shù)、文化保護等多個領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為研究提供了有力的保障，促進了文化傳承。未來，應(yīng)繼續(xù)發(fā)展數(shù)字化保護技術(shù)，結(jié)合標準化和大數(shù)據(jù)分析，提高小石窟資源的保護和研究水平，并制定有效的管理政策，確保這一寶貴文化遺產(chǎn)的可持續(xù)傳承和利用。

關(guān)鍵詞：河南地區(qū)小石窟；數(shù)字化；保護；虛擬現(xiàn)實；實景漫游

注：本文系河南省二○一八年科技發(fā)展計劃軟科學(xué)研究項目“河南地區(qū)小石窟數(shù)字化保護研究”（18240041425）研究成果。

一、河南地區(qū)小石窟概況

“石窟寺是我國輝煌燦爛古代文明的集中體現(xiàn)，是中華文明同其他古代文明交流互鑒的歷史見證?！盵1]河南地區(qū)小石窟是指龍門石窟以外的規(guī)模相對較小的石窟，它們分布廣泛、開鑿較早、內(nèi)涵深厚，蘊含著極為重要的多重價值?！昂幽献鳛槭咚麓笫?，除一處世界文化遺產(chǎn)龍門石窟外，還有大大小小近百個石窟寺。其中，有13處為全國重點文物保護單位，8處為省級文物保護單位，23處為市縣級文物保護單位，另有大量未定級的中小型石窟寺。這些石窟寺主要集中在安陽、三門峽、鶴壁、焦作等地，它們的歷史可以追溯到千年前的北魏?！盵2]

河南地區(qū)小石窟是歷史的見證者，記錄了古代人們的生活、信仰和藝術(shù)表現(xiàn)。例如：偃師水泉石窟的摩崖碑記是唯一記載北魏時期造像情況的碑記，羽毛龕楣是一種特殊的石窟裝飾或構(gòu)造，在河南地區(qū)其他石窟中未曾發(fā)現(xiàn)；鞏義石窟寺中的《帝后禮佛圖》主要展現(xiàn)了帝后行香的儀式過程，圖中人物的服裝配飾、手持的物品也具有極高的藝術(shù)研究價值；靈泉寺大住圣窟的神王浮雕圖像，造型精美，刻花精細，實為罕見。這些具有代表性的小石窟在漫長的歷史中均受到了病蟲害、風(fēng)化、水蝕、崩塌以及人為破壞等多種因素的影響，如今破損非常嚴重。石窟造像、天井壁畫多使用天然礦物及植物顏料，雖然色彩仍顯豐富、沉凝、厚重，但保護現(xiàn)狀堪憂，搶救性的保護已迫在眉睫。

隨著科技的進步，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作實景漫游系統(tǒng)可以有效地應(yīng)對自然因素和人為因素帶來的雙重壓力。在實景漫游系統(tǒng)中，可以根據(jù)需要添加文化信息、歷史背景和音頻解說，方便向受眾傳達有關(guān)石窟的重要信息和歷史背景，滿足不同受眾需求，為受眾提供個性化的文化體驗，創(chuàng)造新的視覺感受，以期最大限度地彌補因文物不可抗拒的衰變與消失而帶來的缺憾，這對石窟文化遺產(chǎn)的保護和傳承具有重要意義。

二、河南地區(qū)小石窟的數(shù)字化記錄

河南地區(qū)小石窟是多元文化交融的產(chǎn)物，保留著大量造像、建筑、美術(shù)、服飾、醫(yī)藥等方面的實物資料，其整體藝術(shù)特色是真實、客觀、質(zhì)樸、凝重。通過對石窟寺雕塑、繪畫、裝飾以及眾多的刻經(jīng)題記等遺存的記錄，為研究河南地區(qū)的藝術(shù)史、文化思想史及雕塑藝術(shù)的發(fā)展流變提供了豐富的實物例證。

（一）發(fā)現(xiàn)與感知

首先，對石窟的拍攝要進行細心研究，通過仔細觀察，在平凡中發(fā)現(xiàn)被攝體的美，不僅要研究石窟開鑿的歷史背景和藝術(shù)底蘊，而且要對石窟的藝術(shù)特征進行深入透徹的認知和體會，用心發(fā)現(xiàn)和感知石窟的風(fēng)貌神韻；其次，在注重石窟造型特色、色彩屬性、光線運用研究的同時，還應(yīng)營造文物本體的氛圍美感；最后，在拍攝過程中要制定嚴格的技術(shù)指標，避免出現(xiàn)圖像變形、影像融合等問題，同時也要符合人們的視覺審美習(xí)慣。

（二）提煉與醞釀

對河南地區(qū)小石窟進行細致觀察，尋找每個石窟不同的藝術(shù)特征和表現(xiàn)形式，然后進行題材的選擇、主題的提煉、典型形象的分類，并對使用何種拍攝方式進行記錄。

（三）創(chuàng)新與展示

首先，突破物理空間界限，從影像藝術(shù)紀實角度對石窟遺存進行全景拍攝，為保護及綜合研究石窟藝術(shù)提供信息支撐；其次，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行遠程實時傳輸，讓人們仿佛置身于石窟的旅游環(huán)境中，完全沉浸其中；最后，通過巧妙的設(shè)計和創(chuàng)意布局，充分利用實景漫游的展示空間，從整體的視角營造出獨特的藝術(shù)氛圍，從而將沉浸式體驗、體感互動等多種形式的數(shù)字化展陳內(nèi)容有機結(jié)合起來，讓觀眾在虛實結(jié)合、動靜相宜的氛圍中感受石窟藝術(shù)的博大精深，這對中華優(yōu)秀文化遺存的傳承與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

三、河南地區(qū)小石窟數(shù)字化的研究方法

“石窟寺數(shù)字化的方案集合了學(xué)術(shù)與技術(shù)，注入了科技含量，方案制定要以學(xué)術(shù)為根據(jù)，了解石窟寺被拍攝對象的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價值?！盵3]河南地區(qū)小石窟數(shù)字化研究是一項復(fù)雜而精密的工作，需要綜合運用多種技術(shù)和方法，旨在記錄、分析和保護石窟的雕塑、壁畫和結(jié)構(gòu)。

（一）數(shù)據(jù)采集

通過實地勘察河南地區(qū)小石窟的地形地貌和周邊村落，包括現(xiàn)場觀察、測量繪圖和數(shù)字信息的收集，以獲取建立實景漫游系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)資料；數(shù)據(jù)采集立足于影像藝術(shù)紀實角度，對石窟遺存進行多視角拍攝，從影像維度滿足社會大眾對石窟文化的動態(tài)需求，在文化傳承視角下拓寬全民閱讀的途徑，進而提升大眾對傳統(tǒng)文化的內(nèi)在需求，促進中華優(yōu)秀文化遺存的繼承與可持續(xù)發(fā)展。

（二）相關(guān)案例研究

通過對河南地區(qū)小石窟龕窟群、造像、裝飾紋樣、銘文碑刻進行研究，探索在空間狹小區(qū)域進行全景拍攝的方法，進行數(shù)字化虛擬藝術(shù)再現(xiàn)的實驗，并不斷修改和完善研究方案，以尋求準確、高效的實景漫游再現(xiàn)方法。

（三）交叉學(xué)科分析

借助多學(xué)科知識體系作為石窟數(shù)字化的理論支撐，涵蓋歷史學(xué)、計算機應(yīng)用科學(xué)、造型藝術(shù)學(xué)、攝影技術(shù)等多個領(lǐng)域，旨在深入研究河南地區(qū)小石窟的虛擬再現(xiàn)、文化傳承和可持續(xù)發(fā)展路徑。

（四）實體資源分類

將需要拍攝的小石窟按照文化、歷史和藝術(shù)價值分為藝術(shù)資源類型和歷史文化資源類型。藝術(shù)資源類型重點拍攝龕窟群、造像、裝飾紋樣、銘文碑刻等。歷史文化資源類型重點研究石窟遺址的文化信息、題材內(nèi)容、地理分布、藝術(shù)價值等。

（五）利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作實景漫游系統(tǒng)

首先使用激光掃描技術(shù)和高分辨率攝影設(shè)備對石窟進行全面的三維掃描和拍攝，捕捉石窟的結(jié)構(gòu)和細節(jié)；其次按照掃描和拍攝的數(shù)據(jù)，使用專業(yè)建模軟件創(chuàng)建精確的虛擬三維模型；最后將三維模型轉(zhuǎn)化為在VR設(shè)備中瀏覽的虛擬環(huán)境，使用戶可以通過頭戴式VR設(shè)備、平板電腦、智能手機等終端自由瀏覽虛擬石窟，進行縮放、旋轉(zhuǎn)等操作，以便更仔細地研究石窟造像和裝飾紋樣。通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)記錄和重現(xiàn)石窟，可以實現(xiàn)石窟的數(shù)字保存和傳承，同時為更多受眾提供探索和欣賞這些珍貴的文化遺產(chǎn)的機會。

四、河南地區(qū)小石窟數(shù)字化技術(shù)路線

河南地區(qū)小石窟數(shù)字化技術(shù)路線主要圍繞以下三個方面：一是數(shù)字化記錄與保存。將石窟的實物資料、相關(guān)史料等各類文件進行數(shù)字化記錄、保存和再現(xiàn)。這不僅有利于研究人員永久保存資料，還實現(xiàn)了資源共享，為更廣泛的學(xué)術(shù)交流和文化傳播提供了基礎(chǔ)。二是應(yīng)用最新數(shù)字化技術(shù)。通過運用最新的數(shù)字化技術(shù)，建立一套完整的數(shù)字化石窟保護方法，這不僅拓寬了數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，還為石窟的長期保存、有效保護和石窟文化的高效傳播提供了全新的技術(shù)手段。三是利用信息共享平臺和專家系統(tǒng)。通過利用信息共享平臺和專家系統(tǒng)，為石窟的保護提供最優(yōu)策略，有助于更有效地管理和保護石窟，保證其長期的保存和可持續(xù)傳承。

（一）石窟造像數(shù)字儲存的應(yīng)用

“覆蓋式拍攝可以獲得高分辨率的壁畫圖像，拍攝方法是用平行于壁面移動的數(shù)碼相機，依次對洞窟壁畫分幅拍攝，然后把單幅數(shù)字圖像拼接成完整的壁畫圖像，并通過相關(guān)的專業(yè)軟件處理，保證圖像色彩和幾何比例的準確性?！盵4]通過對河南地區(qū)不同石窟現(xiàn)場進行勘測和控制網(wǎng)的布設(shè)，利用數(shù)碼相機和掃描儀精確采集石窟物體的三維數(shù)據(jù)，同時對采集的彩色圖片進行整理和拼接，最終形成一幅全景照片。此外，利用覆蓋式拍攝圖像拼接所獲得的分辨率高、色彩還原準確的圖像資料，為美術(shù)臨摹工作的線描稿起稿提供了技術(shù)支持，可以顯著提高工作效率，降低工作強度。

（二）裝飾紋樣數(shù)字化保護

首先，對整體裝飾紋樣進行分析，然后設(shè)計采集方案。該方案包括將裝飾紋樣劃分為若干個詳細區(qū)域，每個區(qū)域使用數(shù)碼相機和掃描儀進行拍攝。在拍攝時，要確保相鄰照片有部分重疊，以便后續(xù)的拼接工作，特別是在處理曲面時需要平滑拼接。在數(shù)據(jù)處理和制作的過程中，必須進行色彩校正，確保所有數(shù)據(jù)的色彩具有一致性，對不均衡的色彩進行統(tǒng)一調(diào)整，以保證圖像的準確性。另外，需要進行幾何校正，確保數(shù)字圖像與實際裝飾紋樣的準確匹配。通過這些步驟，可以實現(xiàn)對裝飾紋樣的數(shù)字化保護，保證其保存和傳承，同時也為進一步的研究和文化傳播提供了強有力的支持。

（三）銘文碑刻的數(shù)字化保護

河南地區(qū)小石窟銘文碑刻題材多樣，有銘文、碑記、題字等，是研究石窟的重要文獻史料。首先，對銘文進行實地考察和研究，以深入了解字體的大小、形狀和特征；同時，對銘文進行分類記錄，收集和整理相關(guān)資料，以明確數(shù)字化保護的對象。其次，對輪廓進行提取，使用專業(yè)的圖像處理軟件進行照片的剪裁、著色處理以及輪廓描摹。這些步驟有利于數(shù)字化保護銘文碑刻，保證字體和形狀的準確性。

（四）搭建數(shù)字化實景漫游系統(tǒng)展示平臺

石窟遺存數(shù)字化代表了虛擬與現(xiàn)實的融合，同時也是科技與藝術(shù)的結(jié)合。采用多種數(shù)字展示方式，融入可視、可感知、可聆聽的元素，以打破傳統(tǒng)的固定環(huán)境限制，目標是挖掘多元豐富的石窟藝術(shù)文化內(nèi)涵，讓觀賞者在現(xiàn)代化多媒體視域中實現(xiàn)對傳統(tǒng)石窟文化精粹的欣賞與感悟。探尋公共文化視域下文物保護與展覽的有機結(jié)合方式，在促進旅游、教育與娛樂產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，有效實現(xiàn)文物保護與宣傳展示的辯證統(tǒng)一。

五、河南地區(qū)小石窟數(shù)字化保護的價值

（一）歷史價值

河南地區(qū)小石窟的開鑿年代較早，有的甚至可以追溯到千年前的北魏時期，反映了中國古代的社會歷史面貌。這些石窟是歷史的見證者，記錄了古代人們的生活、信仰和藝術(shù)表現(xiàn)，對于研究中國古代歷史和文化具有不可估量的價值。

（二）文化價值

河南地區(qū)小石窟中的壁畫、雕塑和文字等承載了古代中國文化的精髓。它們包含佛教教義、神話傳說、歷史事件等各種文化元素，為人們提供了解古代文化和思想的窗口。這些藝術(shù)作品的風(fēng)格和技巧也反映了不同時代的藝術(shù)發(fā)展，具有重要的藝術(shù)價值。

（三）旅游價值

河南地區(qū)分布廣泛的小石窟，加上其獨特的歷史、文化價值，已經(jīng)成為文化旅游勝地。石窟數(shù)字化為歷史學(xué)家、考古學(xué)家、藝術(shù)史家提供了研究的寶貴資源。數(shù)字化技術(shù)可以幫助研究人員更深入地分析石窟中的壁畫、雕刻和文字，從而挖掘小石窟中蘊含的古代社會信仰、藝術(shù)發(fā)展等方面的內(nèi)涵。

六、結(jié)語

數(shù)字化保護提高了小石窟的物理保存水平，減弱了自然風(fēng)化和人類破壞的影響。虛擬現(xiàn)實技術(shù)為教育和研究提供了有力的工具，促進了文化傳承。未來，應(yīng)繼續(xù)發(fā)展數(shù)字化保護技術(shù)，結(jié)合標準化和大數(shù)據(jù)分析，提高小石窟資源的保護和研究水平，并制定有效的管理政策，確保這一寶貴成果的可持續(xù)傳承和利用，為河南地區(qū)小石窟的數(shù)字化保護提供發(fā)展方向和改進措施。

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作者簡介：

吳民慶，碩士，洛陽師范學(xué)院美術(shù)與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院副教授，研究方向為攝影與數(shù)字媒體藝術(shù)。