內(nèi)容摘要：本文結(jié)合敦煌研究院成功的數(shù)字展示案例和“一帶一路”文化旅游的需求，通過(guò)現(xiàn)有大量的敦煌石窟數(shù)字化資源轉(zhuǎn)化為多元的可視的數(shù)字化成果，使不可移動(dòng)文物突破物理空間和地域局限，走出文物本體環(huán)境，面向國(guó)內(nèi)外，以新的展示環(huán)境、新的視覺(jué)表達(dá)、新的文化旅游模式呈現(xiàn)在公眾的面前，精心組織、合理布局、科學(xué)設(shè)計(jì)，以虛擬和現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，以藝術(shù)和高科技相融合，從而營(yíng)造一個(gè)全新的多元異構(gòu)的數(shù)字文化。

關(guān)鍵詞：敦煌石窟；多元；異構(gòu)；數(shù)字文化

中圖分類(lèi)號(hào)：K879.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-4106（2016）01-00123-05

Abstract： Taking advantage of the digital presentation provided by Dunhuang Academy and the“one belt one road”requirements of cultural tourism， the massive amounts of digital data documenting the Dunhuang caves can now be transformed into various digitalized visual works， rendering immovable cultural relics accessible for people around the world through new methods of visual expression and new patterns of tourism. Careful organization and layout， research and design combining art and high-end technology， and virtual and real spaces will create a brand new poly-isometric digital tourism culture.

Keywords： Dunhuang caves； diversity and heterogeneity（poly-isometry）； digital culture

（Translated by WANG Pingxian）

0 引 言

文化遺產(chǎn)見(jiàn)證人類(lèi)文明的發(fā)展歷程，真實(shí)展現(xiàn)當(dāng)時(shí)的歷史背景與人文風(fēng)貌，是重要的不可再生的資源。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是多媒體技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在生活中的普及與應(yīng)用，文化遺產(chǎn)數(shù)字化逐漸被人們所重視，并形成獨(dú)立的文化呈現(xiàn)形式，深得社會(huì)公眾的認(rèn)可。文化遺產(chǎn)信息不僅可以在時(shí)間和空間維度上不斷積累，而且可以突破物理與地域的界限，走出文物本體環(huán)境，面向國(guó)內(nèi)外，以新的展示環(huán)境、新的視覺(jué)表達(dá)、新的文化旅游模式呈現(xiàn)在公眾的面前，從根本上改變了傳統(tǒng)而又單一的展陳方式，形成了獨(dú)特的數(shù)字展陳模式?！岸鼗退囆g(shù)走出莫高窟暨敦煌研究院建院70周年數(shù)字化成果展”以及敦煌莫高窟數(shù)字展示中心主題電影《千年莫高》和球幕電影《夢(mèng)幻佛宮》都是這種全新的數(shù)字展示模式的集中反映，并為日新月異的文化旅游打開(kāi)了新的體驗(yàn)窗口，對(duì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)與應(yīng)用具有重要的作用。

1 豐富的石窟文物數(shù)字化資源

絲綢之路（中國(guó)段）作為中西方文化交匯與碰撞最為重要的古道之一，包涵了多種文明體系和舉不勝舉的文化遺產(chǎn)。就石窟寺而言，如新疆龜茲石窟、敦煌莫高窟、天水麥積山石窟等都是極具代表性的石窟群。由于絲綢之路文化遺產(chǎn)數(shù)量多、分布廣，部分文化遺產(chǎn)所處的位置自然環(huán)境惡劣，交通、通訊不便，文化旅游遇到了瓶頸。面對(duì)自然因素與人為因素的雙重壓力，以數(shù)字技術(shù)為支撐，全面展示絲綢之路及石窟藝術(shù)精華的文物數(shù)字化資源，為滿(mǎn)足不同觀眾的多種需求和個(gè)性化的文化體驗(yàn)創(chuàng)造了新的領(lǐng)域，構(gòu)建絲綢之路（中國(guó)段）文化旅游展示與體驗(yàn)創(chuàng)新服務(wù)模式迫在眉睫。

以敦煌石窟為例，敦煌石窟藝術(shù)是集建筑、壁畫(huà)、塑像為一體的綜合性藝術(shù)，壁畫(huà)內(nèi)容豐富、塑像題材多樣、石窟建筑形制囊括中外，蘊(yùn)含了中國(guó)中世紀(jì)社會(huì)宗教、歷史、藝術(shù)、科技、民俗等多方面的信息，具有極高的歷史、藝術(shù)和科學(xué)價(jià)值。自上世紀(jì)90年代開(kāi)始，敦煌研究院秉承對(duì)外協(xié)作宗旨，與國(guó)內(nèi)外知名的科研機(jī)構(gòu)、高等院校等進(jìn)行了廣泛的合作，經(jīng)過(guò)近20年的努力，目前已經(jīng)形成了一整套適合石窟不可移動(dòng)特點(diǎn)的文物數(shù)字化技術(shù)規(guī)范體系，積累了許多數(shù)字化資源。敦煌目前已完成了110個(gè)洞窟的高保真壁畫(huà)數(shù)字化采集、40個(gè)洞窟的整窟高保真數(shù)字化圖像處理以及110個(gè)360°虛擬漫游全景節(jié)目、近20余身敦煌石窟重點(diǎn)彩塑的三維重建，還有莫高窟、榆林窟等大遺址的三維重建數(shù)據(jù)等（圖1）。這些數(shù)據(jù)成為一種永久的海量數(shù)據(jù)資源，為敦煌研究院即將構(gòu)建的“數(shù)字敦煌”項(xiàng)目奠定了重要的數(shù)字資源基礎(chǔ)。

與此同時(shí)，敦煌研究院趨近成熟的數(shù)字化模式得到了行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可與推廣，目前，已經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)一些文化遺產(chǎn)單位所轄的石窟寺進(jìn)行了數(shù)字化項(xiàng)目支撐，并取得了良好的社會(huì)效益，如西藏夏魯寺壁畫(huà)數(shù)字化項(xiàng)目、新疆克孜爾石窟壁畫(huà)數(shù)字化項(xiàng)目、山東岱廟天貺殿壁畫(huà)數(shù)字化項(xiàng)目、河北曲陽(yáng)北岳廟壁畫(huà)數(shù)字化項(xiàng)目、河北毗盧寺壁畫(huà)數(shù)字化項(xiàng)目等。

2 數(shù)字資源的成果轉(zhuǎn)化

敦煌石窟數(shù)字化包括攝影采集、圖像處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等環(huán)節(jié)。敦煌研究院上世紀(jì)90年代開(kāi)始壁畫(huà)數(shù)字化，從而揭開(kāi)了敦煌石窟文物數(shù)字化的序幕。隨著高科技的發(fā)展、計(jì)算機(jī)性能的不斷提升、圖像處理軟件的升級(jí)、數(shù)碼相機(jī)像素的提高，為了滿(mǎn)足數(shù)字化成果的不同應(yīng)用需求，針對(duì)敦煌石窟壁畫(huà)的特點(diǎn)，攝影采集精度從75dpi提升至300dpi。300dpi的攝影采集標(biāo)準(zhǔn)，截至目前是石窟寺壁畫(huà)數(shù)字化一個(gè)成熟的規(guī)范，在業(yè)內(nèi)具有推廣和引領(lǐng)作用。

文化遺產(chǎn)是重要的不可再生資源，種類(lèi)繁多，不同的文化遺產(chǎn)對(duì)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的需求也不同。以石窟寺為例，一個(gè)專(zhuān)業(yè)的石窟寺數(shù)字化方案應(yīng)結(jié)合主題需求，對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行遴選，以學(xué)術(shù)為指導(dǎo)，技術(shù)為支撐，結(jié)合石窟寺數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)制訂方案，在方案中要體現(xiàn)被采集對(duì)象的特點(diǎn)，針對(duì)主題需求開(kāi)展規(guī)范的數(shù)字化流程工作[1]。

敦煌研究院壁畫(huà)數(shù)字化數(shù)據(jù)已產(chǎn)生超過(guò)70TB的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)容量每年仍在大幅度增加，所以，數(shù)字化數(shù)據(jù)永久保存，同樣面臨著挑戰(zhàn)。數(shù)字化時(shí)代最大的特色就是合理利用與資源共享。通過(guò)數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、攝像機(jī)等設(shè)備對(duì)石窟文物資源進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，首先要建立一整套的色彩管理系統(tǒng)，真實(shí)還原數(shù)據(jù)采集、處理、輸出等環(huán)節(jié)的色彩。利用采集設(shè)備獲取到以數(shù)字形式表現(xiàn)的原始數(shù)據(jù)，例如圖像、音頻、視頻、文本、網(wǎng)頁(yè)和三維數(shù)據(jù)等。通過(guò)文物數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行交互傳輸、加工處理，轉(zhuǎn)化為可視數(shù)據(jù)，即物質(zhì)的二維和三維數(shù)據(jù)資源成果。采用圖像處理技術(shù)對(duì)原始圖像進(jìn)行預(yù)處理、圖像配準(zhǔn)、建立變換模型、統(tǒng)一坐標(biāo)變換、圖像融合[2]，拼接完成整幅圖像，達(dá)到色彩均勻、亮度一致、無(wú)拼接痕跡的效果。利用超大容量壁畫(huà)快速瀏覽技術(shù)，對(duì)大容量的高精度壁畫(huà)數(shù)字化整幅數(shù)字圖像，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，在個(gè)人電腦和移動(dòng)終端中快速瀏覽展示。數(shù)字化資源不同于文物本體，它超越了物理限制，隨著數(shù)字化事業(yè)的蓬勃發(fā)展，由此也產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)。敦煌石窟海量數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)傳輸系統(tǒng)結(jié)合敦煌壁畫(huà)數(shù)字化工作流程特性，已得到了良好的應(yīng)用（圖2）。

再如定位糾正技術(shù)，首先采集洞窟的三維空間點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云拼接、模型構(gòu)建、強(qiáng)度圖像輸出等數(shù)據(jù)處理；基于強(qiáng)度圖像定位糾正拼接完成的壁畫(huà)數(shù)字圖像，確保壁畫(huà)圖案形變控制在毫米級(jí)別。雕塑的三維重建將采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具有彩色紋理的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)行降噪、網(wǎng)格化、配準(zhǔn)、重構(gòu)、平差等數(shù)據(jù)處理，建立塑像的三維彩色模型。

通過(guò)主題需求選擇不同的展陳方式，確定組織形式，最大可能地利用數(shù)據(jù)形成新的文化資源，展示數(shù)據(jù)再次加工，展示場(chǎng)所的異構(gòu)結(jié)合，展示主題內(nèi)容的需求、技藝的融合與渲染等，都凸顯了展示數(shù)據(jù)的類(lèi)型、組合及形式美；進(jìn)而將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為視覺(jué)藝術(shù)，將豐富多彩的文化遺產(chǎn)資源以不同空間數(shù)據(jù)處理和獨(dú)特的數(shù)字化成果展示等手段，轉(zhuǎn)化為多元異構(gòu)、內(nèi)涵深刻的數(shù)字文化成果。

石窟寺數(shù)字化內(nèi)涵是虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，更是科技與藝術(shù)的融合，以可視、可感、可聽(tīng)、可觸的多種數(shù)字展陳方式呈現(xiàn)在公眾面前，打破原有的固定的環(huán)境界限，最終營(yíng)造石窟藝術(shù)多元、異構(gòu)的文化內(nèi)涵和觀賞氛圍。

3 數(shù)字成果的文化呈現(xiàn)

習(xí)近平總書(shū)記明確提出：“要系統(tǒng)梳理傳統(tǒng)文化資源，讓收藏在禁宮里的文物、陳列在廣闊大地上的遺產(chǎn)、書(shū)寫(xiě)在古籍里的文字都活起來(lái)。”[3]如何有效盤(pán)活和合理利用這些資源，讓更多的觀眾感知石窟文物文化精髓和文物本體以外的豐富信息資源，讓觀眾利用已獲得的數(shù)字化數(shù)據(jù)更好地感受豐富的敦煌文化價(jià)值，讓觀眾進(jìn)一步感悟數(shù)字化展示與藝術(shù)高度融合的新成果，變得尤為重要。敦煌研究院對(duì)現(xiàn)行敦煌石窟數(shù)字化資源進(jìn)行分類(lèi)研究、加工處理、布局設(shè)計(jì)，目前已將獲取的大量高保真圖像、視頻、動(dòng)漫、虛擬漫游、三維重建等不同類(lèi)型的多元的可視化數(shù)字成果，在異地場(chǎng)所成功展示。數(shù)字化成果除呈現(xiàn)與展示以外，還可將數(shù)字化成果發(fā)揮到極致，再次深度挖掘其文化內(nèi)涵，結(jié)合創(chuàng)意設(shè)計(jì)，提取更多的知識(shí)與藝術(shù)元素；將設(shè)計(jì)理念與文化遺產(chǎn)數(shù)字化成果完美結(jié)合，深入研發(fā)相關(guān)數(shù)字文化衍生品，創(chuàng)作出具有民族特色的品牌，以滿(mǎn)足文化旅游市場(chǎng)的多種體驗(yàn)的需求。

主要成果呈現(xiàn)形式如下。

3.1 實(shí)景洞窟復(fù)制

用激光掃描獲取精準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)，修建真實(shí)的三維空間模型，選取合適的材質(zhì)，高保真輸出洞窟內(nèi)容，并實(shí)施1∶1原大復(fù)制，忠實(shí)原作，逼真還原，讓不能親臨實(shí)體洞窟的觀眾有身臨其境的感受。例如“敦煌藝術(shù)走出莫高窟——數(shù)字化成果展”對(duì)第220窟進(jìn)行1∶1復(fù)制，洞窟總面積達(dá)113.8平方米，獲得了良好的觀眾口碑，引發(fā)公眾熱議。

3.2 沉浸式展示

沉浸式展示基于洞窟建筑形制特征搭建覆斗形窟頂模型，利用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、背投影形式、動(dòng)靜結(jié)合的藝術(shù)手段，將莫高窟不同時(shí)代的精美窟頂與藻井有機(jī)編程、分時(shí)呈現(xiàn)。置身于其中，使觀眾可深切感受到高科技技術(shù)支撐下的佛教藝術(shù)的獨(dú)特魅力?！岸鼗退囆g(shù)走出莫高窟——數(shù)字化成果展”利用高科技手段展示了敦煌莫高窟不同時(shí)段的藻井、飛天及蓮花形象（圖3），以沉浸式的展陳手法給人以身臨其境的感受，達(dá)到了動(dòng)靜結(jié)合的效果。

全球首部展示文化遺產(chǎn)8K高分辨率實(shí)景的球幕電影——《夢(mèng)幻佛宮》（圖4），也是運(yùn)用沉浸式展陳方式對(duì)莫高窟7個(gè)代表性洞窟進(jìn)行全方位展示的成果。通過(guò)圖像采集、數(shù)據(jù)處理、三維掃描等手段，形成三維模型的敦煌莫高窟數(shù)字展示中心所展示的球幕電影，高清美觀、栩栩如生，讓觀眾置身于其中，獲得最佳的觀影體驗(yàn)。

3.3 彩塑三維重建

將已獲取的洞窟雕塑三維數(shù)據(jù)進(jìn)行高保真三維打印，等比例地呈現(xiàn)了真實(shí)的洞窟雕塑形象，視覺(jué)上可達(dá)到形神兼?zhèn)?、惟妙惟肖的視覺(jué)藝術(shù)效果。例如利用先進(jìn)的三維打印技術(shù)等比例原型輸出的莫高窟第332窟、第259窟的彩塑三維重建作品，使觀眾可以近距離地欣賞莫高窟北魏與唐代雕塑造像的藝術(shù)魅力。

3.4 主題投影展示

運(yùn)用投影，將敦煌悠久的歷史、自然風(fēng)貌、名勝古跡和石窟藝術(shù)的精華，經(jīng)過(guò)巧妙構(gòu)思和合理安排，以計(jì)算機(jī)編程處理，并配以音樂(lè)和解說(shuō)展現(xiàn)給觀眾，完美解讀敦煌以及周邊乃至絲綢之路的多種文化內(nèi)涵。

3.5 虛擬體驗(yàn)

通過(guò)虛擬漫游技術(shù)，集成視頻、音頻和高精度圖像，對(duì)文化遺產(chǎn)資源編輯制作成豐富多彩的虛擬漫游節(jié)目，讓觀眾根據(jù)自己的不同需求和興趣，自主地進(jìn)行交互體驗(yàn)，在虛擬的世界中暢游絲綢之路和欣賞敦煌石窟藝術(shù)。

3.6 高保真壁畫(huà)精品

以敦煌石窟不同時(shí)代的代表性壁畫(huà)為題材，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、加工、修復(fù)，打印、裝裱，復(fù)制出原大或等比例的二維數(shù)字壁畫(huà)精品，不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息可視化，而且將數(shù)字化資源變成了“物”，將數(shù)據(jù)信息以“物”的形式呈現(xiàn)出來(lái)。

3.7 多媒體展現(xiàn)

將觀眾耳熟能詳?shù)谋诋?huà)題材及內(nèi)容通過(guò)數(shù)據(jù)加工、編輯，制作成一個(gè)綜合的視頻、動(dòng)漫等多媒體節(jié)目，以豐富數(shù)字化展示的內(nèi)涵。動(dòng)漫制作技術(shù)首先要撰寫(xiě)動(dòng)畫(huà)腳本、繪制分鏡圖、設(shè)計(jì)人物角色，設(shè)計(jì)機(jī)械造型、背景、色彩；其次要繪制原畫(huà)、動(dòng)畫(huà)中間畫(huà)，提取影片中人物動(dòng)作精準(zhǔn)線條、繪制影片中人物、場(chǎng)景著色，制作影片中特殊效果；最后剪輯影片鏡頭、 配音、音樂(lè)、合成效果音，完成動(dòng)漫節(jié)目制作。如“舍身飼虎”“玄奘取經(jīng)”等動(dòng)漫節(jié)目深受觀眾的喜愛(ài)。不僅如此，觀眾還可以從移動(dòng)終端設(shè)備獲取洞窟更多的文化信息，靈活定制個(gè)人的文化體驗(yàn)。

以上數(shù)字化技術(shù)與成果在“敦煌藝術(shù)走出莫高窟——數(shù)字化成果展”、莫高窟展示中心的主題電影《千年莫高》和球幕電影《夢(mèng)幻佛宮》中得到了充分的應(yīng)用和展示，營(yíng)造了多元異構(gòu)的敦煌石窟藝術(shù)氛圍，創(chuàng)造了全新的文化旅游模式，形成了絲綢之路（中國(guó)段）文化旅游展示與體驗(yàn)的示范點(diǎn)，為文化遺產(chǎn)數(shù)字化的弘揚(yáng)與發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著國(guó)家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略和“華夏文明傳承創(chuàng)新區(qū)”的構(gòu)建，進(jìn)一步推動(dòng)了絲綢之路沿線的文化遺產(chǎn)數(shù)字化事業(yè)的傳承與發(fā)展。運(yùn)用不同空間數(shù)據(jù)處理的數(shù)字化技術(shù)，將不同地域種類(lèi)豐富的文化遺產(chǎn)資源“盤(pán)活”，突破物理空間局限，將學(xué)術(shù)、技術(shù)與藝術(shù)融為一體，構(gòu)成多元異構(gòu)的數(shù)字文化，面向大眾，探索與構(gòu)建文化遺產(chǎn)保護(hù)與利用的新模式。

參考文獻(xiàn)：

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