許寧

摘 要：壁畫是我國珍貴的歷史文化遺產(chǎn)，是我國的瑰寶，它反映了我國古代的歷史文明，具有極高的藝術(shù)價(jià)值。但隨著時(shí)間的推移，越來越多的壁畫出現(xiàn)了破損、褪色等問題，給我國保護(hù)歷史文化遺產(chǎn)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。隨著21世紀(jì)的到來，科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)也得到了突飛猛擊的進(jìn)步。如何將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到壁畫保護(hù)工作中成為越來越多的學(xué)者關(guān)注和研究的對象，將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到壁畫保護(hù)上也成為一種新的趨勢。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)；壁畫保護(hù)；應(yīng)用

中圖分類號：G122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0021-02

1 中國古代壁畫的問題及現(xiàn)狀

中國古代壁畫是我國悠久文明的體現(xiàn)，是我國燦爛的歷史文化財(cái)產(chǎn)之一，它不僅體現(xiàn)了我國悠久歷史，更向我們展現(xiàn)了不同時(shí)期各少數(shù)民族的悠久文化和各族特色。體現(xiàn)中國悠久文明的壁畫有很多，本文重點(diǎn)以敦煌莫高窟、大昭寺壁畫、以及云岡石窟有重點(diǎn)研究對象，揭示多年來古代壁畫面臨的問題以及存在的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

敦煌莫高窟是重點(diǎn)研究對象之一。它是我國目前存在的保存相對完善的壁畫之一，它也是數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的重要陣地之一。敦煌莫高窟壁畫是中國壁畫發(fā)展史上的重要一頁，它經(jīng)歷了相當(dāng)悠久的歷史，具有極高的史學(xué)價(jià)值和美學(xué)價(jià)值，是史學(xué)家、美術(shù)學(xué)家和文學(xué)家的重要參考依據(jù)和研究對象。敦煌莫高窟的壁畫主要宣傳的是佛教思想，繪畫方法主要是采用線描繪的方式，在加上豐富鮮艷的色彩，呈現(xiàn)出一幅幅色彩斑斕、栩栩如生的各個(gè)時(shí)期的不同風(fēng)俗習(xí)慣的一連串故事。敦煌莫高窟地處古代絲綢之路，位于甘肅地區(qū)。這里人煙稀少、環(huán)境惡劣，壁畫易出現(xiàn)脫落、褪色的狀況，目前整個(gè)甘肅境內(nèi)的壁畫都面臨極大的危機(jī)，對于壁畫的保存工作帶來了極大的壓力[1]。

大昭寺壁畫是西藏古代壁畫的典型之一，它于公元674年開始建設(shè)，中間耗費(fèi)了巨大的人力和物力，最終建設(shè)面積達(dá)到了4000多平方米，是我國史學(xué)家和文學(xué)家研究和撰寫藏族歷史的重要史料之一。大昭寺壁畫也面臨著巨大的危機(jī)，壁畫的脫落、開裂、變形，橫梁年久失修，屋頂?shù)臍埲逼茐牡榷际羌毙璞诋嫳Ｗo(hù)人員解決的難題。目前大昭寺壁畫迫切需要研究人員應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)來完成壁畫的保護(hù)和修復(fù)工作。作為我國古代不可替代的文化瑰寶，壁畫一旦毀壞就不能再生，如何在現(xiàn)有的技術(shù)下提取并重現(xiàn)古代壁畫的真正容貌成為壁畫保護(hù)和修復(fù)的關(guān)鍵。

2 壁畫保護(hù)技術(shù)及應(yīng)用

壁畫作為研究古代歷史文明的重要史料，無論在文學(xué)、歷史等那一方面都有著重要的價(jià)值，研究者們針對壁畫的研究和修復(fù)也付出了巨大的努力。隨著21世紀(jì)的到來，新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給壁畫保護(hù)領(lǐng)域帶來了新的機(jī)遇，在壁畫的提取、臨摹、分割、修復(fù)等方面取得了一定的成果，為保護(hù)和修復(fù)壁畫做出了巨大的貢獻(xiàn)[2]。

2.1 傳統(tǒng)的壁畫圖像分割技術(shù)

壁畫保護(hù)中的其中一種就是壁畫分割技術(shù)，它是壁畫保護(hù)和修復(fù)過程中關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)際的操作中應(yīng)用最廣的是圖像分割技術(shù)，它的操作方式包括特征值分割法、邊緣檢測分割法、區(qū)域提取分割法、遞歸像素分割法四種。因?yàn)檫@些方法在色彩鮮艷的壁畫上應(yīng)用的效果不盡相同，使得用這四種方法分割各有各的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，應(yīng)用的場景也略有不同。

特征值分割法和邊緣檢測分割法由于它們的精準(zhǔn)度和穩(wěn)定性較好，常被應(yīng)用在圖像分割的實(shí)際操作過程中，但由于壁畫的色彩范圍較為廣闊，特征值應(yīng)用的難度很大，所以特征值分割法很少應(yīng)用在壁畫的分割過程中。應(yīng)用較普遍的則是邊緣檢測分割法，利用壁畫表面的突變情況，通過檢測結(jié)果進(jìn)行圖像的分割。邊緣檢測分割法有三種不同的檢測方法，分別是從檢測各種彩色點(diǎn)，檢測亮度明顯的彩色點(diǎn)，根據(jù)三分量的特點(diǎn)分層次檢測三個(gè)方法，這三種方法可以根據(jù)壁畫的特點(diǎn)和具體情況使用，這也是邊緣檢測分割法應(yīng)用普遍的一個(gè)原因。但邊緣檢測分割法有一個(gè)很大的問題就是無法確保邊緣的連續(xù)性。所以，在實(shí)際的應(yīng)用過程中一般先采用邊緣檢測分割法把壁畫分成幾個(gè)大區(qū)域，再通過其他的方法對細(xì)節(jié)進(jìn)行分割。另外的兩種方法因?yàn)榉指畹木炔环€(wěn)定等因素在實(shí)際中應(yīng)用較少[3]。

2.2 高光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用

古代壁畫在一定程度上扮演著歷史的記錄者，它把當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐臍v史文化、風(fēng)俗經(jīng)濟(jì)、宗教傳統(tǒng)、以及信仰等都一一的記錄在壁畫中；另外，也通過壁畫的創(chuàng)作過程向我們展現(xiàn)當(dāng)時(shí)的繪畫水平和制作工藝。可見壁畫的保護(hù)和修復(fù)對史學(xué)家以及文學(xué)家的重要意義。但是隨著時(shí)間的推移，壁畫在歲月的長河中經(jīng)受各種的洗禮和破壞，有一些已經(jīng)變得模糊不再清晰，有些還出現(xiàn)了破損、殘缺?？梢姽鈱τ谀：磺宓谋诋嫷奶幚砟芰τ邢?，傳統(tǒng)上是采用紅外線來進(jìn)行操作的，紅外線具有較好的穿透力，能夠穿透壁畫的原始色彩；另外，壁畫的制作中所使用的木炭、石墨等原料能夠很好的吸收紅外線，可以輕松方便的形成壁畫的原始輪廓信息[4]。

隨著技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，高光譜技術(shù)得到了發(fā)展和應(yīng)用，這是一種全新的技術(shù)，它既包含可見光又包含紅外線，這些光譜信息可以迅速的對壁畫的原始輪廓進(jìn)行分析和獲得，可以更加客觀真實(shí)的記錄壁畫的信息。高光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)中的一個(gè)常用的分析方法是主成分分析法。主成分分析法的實(shí)質(zhì)是獲取壁畫信息的特征向量，工作人員?；谔卣飨蛄繉Ρ诋嫷幕拘畔⑦M(jìn)行分析和研究。這種高光譜數(shù)據(jù)處理技術(shù)得到的壁畫信息較為可靠，得到了研究人員較為廣闊的實(shí)踐和應(yīng)用。

2.3 三維激光掃描技術(shù)的應(yīng)用

在壁畫的保護(hù)和修復(fù)過程中最重要的是完成壁畫的模型構(gòu)建，其中最關(guān)鍵的步驟就是紋理映射。紋理映射不僅可以使我們更加清楚的了解壁畫各區(qū)域之間的聯(lián)系，而且能夠通過分析紋理信息了解壁畫的原始狀況。使我們獲得更真實(shí)、穩(wěn)定的壁畫信息。隨著數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)步，為了更好的完成壁畫的模型構(gòu)建過程，研究者應(yīng)用三維激光掃描技術(shù)來完成壁畫的紋理映射，獲得完整、真實(shí)、可靠的壁畫信息。三維激光掃描技術(shù)是運(yùn)用三維坐標(biāo)的原理，多角度的拍攝，使壁畫信息重疊來避免視覺偏差，使獲取的信息更加的可靠。另外，三維激光掃描技術(shù)還可以通過多站點(diǎn)數(shù)據(jù)配準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)壁畫信息的提取。多站點(diǎn)數(shù)據(jù)配準(zhǔn)可以通過一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算將多個(gè)坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)整合到一個(gè)坐標(biāo)系中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的搬運(yùn)。使壁畫信息的整理和分析更加的方便，可靠[5]。

2.4 數(shù)字圖像修復(fù)技術(shù)在文物壁畫中的運(yùn)用

數(shù)字圖像修復(fù)技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)對壁畫進(jìn)行輔助保護(hù)的一項(xiàng)技術(shù)。它可以運(yùn)用某些數(shù)學(xué)模型或算法對壁畫局部丟失的信息進(jìn)行補(bǔ)全復(fù)原，從而達(dá)到恢復(fù)壁畫完整性的目的。它作為一個(gè)新興的技術(shù)得到了越來越多研究者的關(guān)注。近些年來，隨著許多研究成果的出現(xiàn)，數(shù)字圖像修復(fù)技術(shù)在壁畫保護(hù)中的應(yīng)用越來越普遍，成為壁畫保護(hù)的一項(xiàng)基本技術(shù)[6]。它配合壁畫保護(hù)應(yīng)用廣泛的其他技術(shù)獲得了不俗的成果，使得壁畫保護(hù)和修復(fù)得到了更一步的發(fā)展。

3 結(jié)語

古代壁畫是歷史文明的見證者和記錄者，是中華民族的文化瑰寶，是史學(xué)家、文學(xué)家研究歷史的重要史料之一，具有極高的文化價(jià)值和史學(xué)價(jià)值，所以對于古代壁畫的保護(hù)和修復(fù)是一個(gè)任重而道遠(yuǎn)的工作。本文中的這些技術(shù)對壁畫的保護(hù)工作產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，雖然這些數(shù)字化技術(shù)仍然有許多的缺陷和不足，但我相信，隨著技術(shù)的發(fā)展和不斷接近，數(shù)字化技術(shù)在壁畫保護(hù)上的應(yīng)用一定會變得日臻完美，不斷提高壁畫修復(fù)的速度、精度和穩(wěn)定性，對壁畫的保護(hù)和修復(fù)做出卓越的成就。

參考文獻(xiàn)

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