陳永斌

(廣州美術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510261)

0 引言

關(guān)于檔案的保護(hù)，特別是涉及具有重要社會(huì)價(jià)值與歷史價(jià)值的珍稀檔案保護(hù)的問題，除了檔案原件修復(fù)之外，往往會(huì)提到仿真復(fù)制這種技術(shù)保護(hù)措施。社會(huì)信息化、數(shù)字化的深入發(fā)展與廣泛應(yīng)用，使檔案仿真復(fù)制對(duì)新技術(shù)的要求不斷增強(qiáng)，為了使檔案復(fù)制件呈現(xiàn)更佳更理想的效果，傳統(tǒng)復(fù)制方法不斷改進(jìn)，結(jié)合了數(shù)字技術(shù)等高新科技手段，復(fù)制工藝水平有了很大提升。一般而言，較為常見的檔案形態(tài)有兩種，“紙質(zhì)”與“實(shí)物”，而檔案仿真復(fù)制必須依據(jù)原件的實(shí)際形態(tài)(紙質(zhì)或非紙質(zhì))、保存現(xiàn)狀，采取科學(xué)合理的技術(shù)手段進(jìn)行復(fù)制，本文將結(jié)合目前數(shù)字技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等科技特點(diǎn)，探討相關(guān)高新技術(shù)措施在不同類型檔案復(fù)制中的應(yīng)用問題。

1 檔案復(fù)制的意義與數(shù)字化的作用

檔案的保護(hù)與利用，兩者關(guān)系密切又對(duì)立。利用檔案的時(shí)候，必定會(huì)對(duì)原件造成損害，這是客觀事實(shí)。檔案保管的最終目的是利用，并在利用中發(fā)揮其內(nèi)在的社會(huì)價(jià)值，但是檔案的不可再生性及唯一性限制其目的，因此，采用仿真復(fù)制手段能一定程度彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，它免去原件在酸度、濕度增加的環(huán)境中受到腐蝕的風(fēng)險(xiǎn),提高了利用率，平衡了檔案保護(hù)與利用兩者的關(guān)系，延長(zhǎng)了檔案原件的壽命。再者，檔案的仿真技術(shù)能為各類陳列展覽提供復(fù)制件，這是檔案開放的一個(gè)重要形式。檔案館或紀(jì)念館會(huì)根據(jù)情況舉辦各種形式的展覽，檔案作為歷史素材與歷史依據(jù)，是展覽不可缺少的重要組成部分，應(yīng)用仿真復(fù)制技術(shù),對(duì)劃入展覽計(jì)劃的檔案原件進(jìn)行仿制，用復(fù)制件替代展出，能避免對(duì)原件的損害，增強(qiáng)檔案實(shí)體保護(hù)，同時(shí)達(dá)到逼真的藝術(shù)效果。科學(xué)技術(shù)在檔案仿真復(fù)制中的應(yīng)用日益廣泛，逐漸成為檔案現(xiàn)代化建設(shè)的一個(gè)重要組成，這種應(yīng)用方式可理解為以數(shù)字技術(shù)、虛擬技術(shù)等措施對(duì)檔案原件進(jìn)行數(shù)字化處理，以數(shù)字形式再現(xiàn)原件，并采取科學(xué)的輸出技術(shù)仿真復(fù)制的過程。有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

1.1 增加檔案原件的安全性

檔案的價(jià)值體現(xiàn)于應(yīng)用，以數(shù)字形式再現(xiàn)原件，使檔案被間接利用，減少了原件受損、被盜的情況，特別是珍稀的歷史檔案原件，在展覽時(shí)若丟失或被盜，會(huì)給國家部門造成重大損失，數(shù)字形式再現(xiàn)原型，或者以數(shù)字形式為模板的仿真復(fù)制件作為展覽道具，能有效保護(hù)檔案實(shí)體安全。

1.2 方便保存與遷移

檔案經(jīng)過數(shù)字化、虛擬化加工后便具備電子文件的數(shù)字信息特征，具有游動(dòng)性、共享性、易操作性、復(fù)制性與遷移性等多種特性，且不受時(shí)空限制，有效存儲(chǔ)保護(hù)完整的檔案信息。對(duì)于沿海地區(qū)、地震或其他自然災(zāi)害高發(fā)地區(qū)的檔案部門來說尤其重要。

2 紙質(zhì)檔案仿真復(fù)制策略

傳統(tǒng)的紙質(zhì)檔案仿真方法可分為臨摹、木刻水印、坷羅版印刷等，對(duì)檔案形態(tài)有針對(duì)性要求，如臨摹針對(duì)壁畫、油畫等繪畫種類，木刻水印針對(duì)中國畫與書法。由于復(fù)制成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、效率低等因素影響，傳統(tǒng)的復(fù)制方法現(xiàn)已較為少用，或見于商業(yè)途徑，如榮寶齋利用其列入“國家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)”的木刻水印技術(shù)制作名人書畫復(fù)制件，作為藝術(shù)品銷售。相比較，運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)、印刷技術(shù)制作的仿真件，因成本低廉、生產(chǎn)時(shí)間短、靈活性高、圖像效果好等優(yōu)勢(shì)，備受推廣。數(shù)字仿真復(fù)制的主要環(huán)節(jié)包括：圖像采集、圖像處理、圖像輸出、后期加工及色彩管理五個(gè)方面。[1]色彩管理是復(fù)制過程的關(guān)鍵與核心。

2.1 數(shù)字圖像采集

數(shù)字圖像采集是指使用掃描或拍攝等手段，對(duì)檔案畫面進(jìn)行高精度全真色彩數(shù)字化采集，將原件模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息的過程。它是整個(gè)復(fù)制工作的基礎(chǔ)步驟，采集圖像的質(zhì)量直接影響下一個(gè)工作環(huán)節(jié)，特別是對(duì)于色彩要求高的紙質(zhì)檔案(如繪畫)要選用專業(yè)掃描儀、高精度數(shù)字采集系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行掃描處理，以保證采集圖像的效果與質(zhì)量。

2.2 數(shù)字圖像處理

該環(huán)節(jié)是通過Photoshop、Indesign等專業(yè)圖像處理軟件，運(yùn)用高端計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)采集的數(shù)字畫面進(jìn)行分析、調(diào)整、修正、銳化等處理，使數(shù)字圖像的色彩精度、細(xì)節(jié)表現(xiàn)貼近原件。按照數(shù)字化方法，可采取不同處理方式，如去污、清除、校正、修補(bǔ)、拼接等技術(shù)手段。為了保證圖像處理的精度與工作效率，圖像處理工作站的配置要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)質(zhì)選配。

2.3 數(shù)字圖像輸出

是指使用專業(yè)的打印設(shè)備(打印機(jī)、噴繪儀等輸出設(shè)備)、打印管理軟件，把已處理的數(shù)字圖像輸出到不同形式載體上，再現(xiàn)檔案原貌的過程。數(shù)字圖像的輸出要把握處理好，輸出墨量控制、輸出介質(zhì)選擇要切合原件實(shí)際需要，要按照?qǐng)D像幅面大小，選用不同型號(hào)打印設(shè)備。

2.4 后期處理

復(fù)制工作的最后環(huán)節(jié)，是對(duì)打印輸出的仿真件做進(jìn)一步加工細(xì)化處理，包括裁剪、磨邊、做舊、裝裱等辦法，盡可能使仿真復(fù)制件與檔案原件外貌保持高度一致，達(dá)到逼真效果。

2.5 色彩管理

色彩管理是以色彩空間變化為核心的色彩控制技術(shù)，它通過色空間轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)色彩逼真再現(xiàn)。色彩管理是數(shù)字技術(shù)在仿真復(fù)制應(yīng)用中的關(guān)鍵核心環(huán)節(jié)，它貫穿了整個(gè)復(fù)制流程的色空間轉(zhuǎn)換，仿真工作要求色彩信息在圖像采集、處理、輸出過程中顏色保持一致，但是色彩在傳遞過程中涉及對(duì)色彩的表達(dá)方式不完全相同的軟硬件環(huán)境，因此要保持色彩信息傳遞過程中的一致性和穩(wěn)定性，必須實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化管理。目前較為常用色彩管理軟件有ProfileMaker，它可創(chuàng)建和編輯優(yōu)質(zhì)、可靠的ICC配置文件，將色彩成像工作流程的各環(huán)節(jié)連接起來，有效實(shí)施色彩管理的參數(shù)控制，確保色彩精確一致，圖1。

圖1 色彩管理控制

3 實(shí)物檔案數(shù)字化復(fù)制策略

實(shí)物檔案的概念一直以來存在不同的理解，有肯定說，也有否定說或折中說。擱置爭(zhēng)論點(diǎn)，在檔案實(shí)際管理過程中，我們不可避免要面對(duì)檔案實(shí)物的存儲(chǔ)與保護(hù)問題。特別是一些歷史文化價(jià)值高的珍貴實(shí)物檔案，其狀態(tài)與性質(zhì)甚至接近文物，對(duì)于這類檔案，使用數(shù)字化等高技術(shù)手段進(jìn)行合理的復(fù)制保護(hù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。與紙質(zhì)檔案一樣，實(shí)物檔案同樣面臨保護(hù)與開發(fā)利用問題，由于其形成帶有一定的偶發(fā)性，以致收集的不確定與不可預(yù)知，檔案形態(tài)復(fù)雜多樣，有石膏、陶瓷、玻璃、金屬等多種復(fù)合材質(zhì)，結(jié)構(gòu)、體積、大小不一，給檔案的保管利用帶來一定困難與風(fēng)險(xiǎn)。[2]因此有學(xué)者提出利用信息化政策、技術(shù)，實(shí)施檔案數(shù)字化，能有效解決珍貴歷史實(shí)物檔案的保護(hù)問題。筆者認(rèn)為，目前涉及的技術(shù)方式主要有三種：三維激光掃描技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與快速成型技術(shù)。

3.1 三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)又稱實(shí)景復(fù)制技術(shù)，是一種先進(jìn)的現(xiàn)代測(cè)量繪圖技術(shù)，它對(duì)虛擬視景和模型生成實(shí)現(xiàn)了技術(shù)拓展，提供了簡(jiǎn)化模型構(gòu)造的可能。對(duì)于實(shí)物檔案而言，其工作原理是：儀器把激光脈沖發(fā)射到實(shí)物上，對(duì)其整體或局部進(jìn)行多角度全自動(dòng)高清度逐點(diǎn)測(cè)繪，通過記錄被測(cè)物件表面大量而密集的三維坐標(biāo)信息 (x，y，z)、RGB顏色信息和反色率信息，獲取它的線、面、體、空間等三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以具有一定分辨率的空間點(diǎn)云圖來表達(dá)物體表面的采樣結(jié)果，然后經(jīng)過點(diǎn)云處理及三維逆向建模，最終重建物件的真實(shí)視景世界。三維激光掃描技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)是能深入到任何復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè),比較適合雕塑實(shí)體檔案的掃描數(shù)字化處理。雕塑的形狀比光潔的工業(yè)造型物件要復(fù)雜，存在大量的掃描盲點(diǎn)，如皺折的衣服紋理、彎曲的手臂內(nèi)側(cè)等，用函數(shù)曲面來準(zhǔn)確表達(dá)數(shù)據(jù)很困難，為了還原實(shí)物真實(shí)性需要保留表面坑洼的肌理效果，因此3D掃描技術(shù)在細(xì)節(jié)處理上能貼切反映物件原狀?，F(xiàn)在的三維激光掃描儀都是針對(duì)工業(yè)逆向技術(shù)開發(fā)的,常見的逆向工程軟件有Rapidform和Geomagic Studio，這類軟件因使用新一代運(yùn)算模式，縮短了處理數(shù)據(jù)時(shí)間，對(duì)掃描品質(zhì)有顯著改善。三維激光掃描技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用面廣泛，在多個(gè)領(lǐng)域得到推廣，典型的例子有:美國斯坦福大學(xué)、華盛頓大學(xué)與Cyberware公司合作完成的數(shù)字化米開郎基羅計(jì)劃，該計(jì)劃使用激光掃描儀記錄了十座米開朗基羅塑造的大型塑像，包括著名的大衛(wèi)像。經(jīng)過三維激光掃描設(shè)備技術(shù)處理后，實(shí)物檔案形態(tài)由現(xiàn)實(shí)模擬信息轉(zhuǎn)化為虛擬數(shù)字信息，具備了一般數(shù)字信息的特征，如復(fù)制、保存、遷移、備份等，時(shí)空限制性減弱，傳播與利用通道拓展，便捷性增強(qiáng)，其價(jià)值得到更好實(shí)現(xiàn)與傳承。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱靈境技術(shù)(英文簡(jiǎn)稱VR)，是利用電腦模擬構(gòu)造一個(gè)三維虛擬空間，生成具有視覺、聽覺、觸覺等多種感知的模擬環(huán)境，讓使用者如身臨其境般體驗(yàn)交互式視景仿真和信息交流。它有三個(gè)關(guān)鍵特征：交互性 (Interactivity)、沉浸感 (Immersion)和想象力(Imagination)，也就是“3I”特性。[3]VR技術(shù)不是一種單一技術(shù)，是綜合計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感器技術(shù)、立體顯示技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)構(gòu)成的。它的實(shí)施過程包括四個(gè)方面：數(shù)據(jù)獲取、虛擬環(huán)境建模、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)。傳統(tǒng)VR中的視景生成辦法比較簡(jiǎn)單，獲取數(shù)據(jù)是通過二維攝像(拍照)取景，再由電腦三維視景整合而成，仿真結(jié)果的逆向還原工作受到限制，缺少對(duì)物件原始數(shù)據(jù)的全面實(shí)測(cè)，數(shù)據(jù)與真實(shí)之間存在一定偏差。[4]上文提到的三維激光掃描技術(shù)能有效填補(bǔ)這一缺陷，使獲取到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)切合物件真實(shí)性，以利于逆向反求工程的實(shí)施，因此，結(jié)合3D掃描技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的瓶頸得到突破與拓展，促使跨領(lǐng)域的推廣應(yīng)用步入實(shí)質(zhì)階段。VR技術(shù)作為一種前沿技術(shù)，在文物保護(hù)方面已取得初步成效，如近年的“數(shù)字長(zhǎng)城”、“虛擬紫禁城”等項(xiàng)目?；谔摂M的現(xiàn)實(shí)環(huán)境展示文物的方式能讓受眾得到真切的場(chǎng)景感受，是愛國教育、歷史教育、認(rèn)知教育行之有效的辦法，對(duì)重要的國家文物起到良好的保護(hù)作用，是文物開發(fā)延伸的一種先進(jìn)技術(shù)手段。在技術(shù)不斷更新與成本逐漸下降的前提下，VR技術(shù)應(yīng)用于檔案管理領(lǐng)域，用于保護(hù)實(shí)體檔案，特別是歷史價(jià)值大的實(shí)物檔案，是一種潛在可能，符合社會(huì)與科技發(fā)展的總體趨勢(shì)。

3.3 快速成型技術(shù)

快速成型技術(shù)(Rapid Prototyping Manufacturing,簡(jiǎn)稱RP)，是20世紀(jì)80年代中后期興起的，利用材料逐層迭加堆積成型的原理來制造產(chǎn)品的工業(yè)制造技術(shù)，可以扼要?dú)w結(jié)為“分層制造，逐層疊加”?，F(xiàn)時(shí)常說的3D打印技術(shù)，是快速成型技術(shù)的一種典型代表。RP集合了數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)、機(jī)械工程、軟件技術(shù)和新材料等多學(xué)科于一體，是由CAD模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體技術(shù)的總稱。[5]它的基本過程是：由三維軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)出計(jì)算機(jī)實(shí)體模型(CAD模型)，根據(jù)工藝要求將其按一定規(guī)則進(jìn)行離散(又稱分層),把三維電子模型變成二維平面信息,在微機(jī)控制下,數(shù)控系統(tǒng)以平面加工的方式有序地連續(xù)加工出每個(gè)薄層并使它們自動(dòng)粘接成型，得到一個(gè)三維物理實(shí)體。關(guān)鍵環(huán)節(jié)有:三維CAD造型、反求工程、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、原型制造、后處理等。[6]再者，CAD模型的獲取方式可結(jié)合上文所述，利用三維激光掃描技術(shù)，通過對(duì)物件進(jìn)行多維度的立體色彩掃描，以獲得實(shí)體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，借助逆向反求工程，按照實(shí)際測(cè)繪重構(gòu)曲面信息，建造CAD模型?？焖俪尚图夹g(shù)主要應(yīng)用于制造工業(yè)，現(xiàn)時(shí)在文物復(fù)制修復(fù)方面也較常見，并逐步在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、文化等領(lǐng)域迅速推廣，特別RP典型代表3D打印技術(shù)，它因精度高、打印成本相對(duì)低廉等特點(diǎn)，受到各行業(yè)的青睞與關(guān)注?；跉v史原因，我國檔案管理部門積累形成了大量珍貴的實(shí)物檔案，有些幾近文物的價(jià)值，類似這種情況，利用3D打印技術(shù)對(duì)其仿真復(fù)制亦是保護(hù)思路的拓展。目前而言，3D打印設(shè)備、成型材料等價(jià)格仍較高，特別是成型材料價(jià)格高昂，當(dāng)前研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)為材料方面的開發(fā)與應(yīng)用，以探求降低其成本的方法?；诖?，利用RP制造實(shí)體檔案復(fù)制件的應(yīng)用方式在短期內(nèi)推行不符合現(xiàn)實(shí)需求，但作為 “第三次工業(yè)革命技術(shù)”，RP其效率性與優(yōu)點(diǎn)是十分顯著的，它為未來科技發(fā)展提供了一種可行的研究方向，值得檔案部門的重視和關(guān)注。

4 結(jié)語

數(shù)字技術(shù)、3D激光掃描技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、快速成型技術(shù)等高新科技的發(fā)展進(jìn)步，為歷史檔案的仿真復(fù)制工作提供了更為便捷的選擇，尤其是數(shù)字技術(shù)，它使檔案在形式載體上發(fā)生根本性的變化而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，這種新形態(tài)的出現(xiàn)標(biāo)志著檔案事業(yè)發(fā)展的一種根本性轉(zhuǎn)變，檔案的管理不再局限于實(shí)際物件，同時(shí)也包括數(shù)字虛擬信息，這是對(duì)當(dāng)前檔案管理工作提出新的思路與探索。如前文所述，多種高新科技的應(yīng)用，亦可理解為對(duì)數(shù)字信息的深層次開發(fā)，無論哪種技術(shù)哪種檔案載體(紙質(zhì)或?qū)嵨?，在復(fù)制工作開展前期，都要轉(zhuǎn)換為數(shù)字形態(tài)。

總的來說，以數(shù)字技術(shù)等高科技手段制作的仿真復(fù)制品，在效率方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，仿真效果與傳統(tǒng)方法制作的復(fù)制件比較，更為理想、逼真。目前，色彩管理技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)應(yīng)用于檔案的復(fù)制保護(hù)已經(jīng)具備足夠的社會(huì)條件，可加以推行，但是由于技術(shù)成本偏高、技術(shù)環(huán)境不成熟等諸條件受限，把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、快速成型技術(shù)應(yīng)用于檔案實(shí)際工作，短期內(nèi)存在一定困難，對(duì)于一些歷史因素復(fù)雜，社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值特別高的實(shí)體檔案，我們可在策略上做大膽的嘗試與技術(shù)創(chuàng)新，也是對(duì)檔案事業(yè)未來發(fā)展的探索與期待。

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