邵壯

摘 要：“藏品保管是博物館一項(xiàng)經(jīng)常性的重要業(yè)務(wù)工作。”中國(guó)國(guó)家博物館館藏文物三維數(shù)字化，對(duì)于當(dāng)下和未來博物館藏品保護(hù)與研究，“發(fā)揮好國(guó)博在留存民族集體記憶、傳承國(guó)家文化基因方面的獨(dú)特作用”，率先做出了探索和實(shí)踐。進(jìn)而，使“智慧國(guó)博”建設(shè)和博物館專業(yè)品質(zhì)得到了有效提升。

關(guān)鍵詞：文物;藏品;數(shù)據(jù);三維數(shù)字化;3D掃描

1 概述

3D技術(shù)經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展，得到了廣泛應(yīng)用與普及，幾乎各行各業(yè)到處可見3D數(shù)字化身影的展現(xiàn)。在國(guó)外，3D技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、消費(fèi)等行業(yè)的創(chuàng)新基礎(chǔ)和新的競(jìng)爭(zhēng)高地。在國(guó)內(nèi)，據(jù)悉已經(jīng)有一些世界級(jí)文化遺產(chǎn)及一些博物館，如故宮、布達(dá)拉宮、上海博物館、南京朝天宮博物館等已經(jīng)開始了三維數(shù)字化嘗試和實(shí)踐。但目前對(duì)于可移動(dòng)文物—館藏文物三維數(shù)字化并未全面普及。中國(guó)國(guó)家博物館館藏文物三維數(shù)字化尚屬先例。

2017年2月，國(guó)家文物局發(fā)布實(shí)施的《國(guó)家文物事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），確定在全國(guó)范圍內(nèi)啟動(dòng)智慧博物館建設(shè)工程，“運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)，研發(fā)智慧博物館技術(shù)支撐體系、知識(shí)組織和‘五覺虛擬體驗(yàn)技術(shù)”?！兑?guī)劃》要求推進(jìn)文物信息化建設(shè)，全面推進(jìn)文物保護(hù)、利用、管理、研究信息化整合共享工作，建設(shè)國(guó)家文物大數(shù)據(jù)庫(kù)。文物三維數(shù)字化是文化遺產(chǎn)保護(hù)新的重要科技手段和發(fā)展趨勢(shì)。通過對(duì)博物館藏品的三維數(shù)據(jù)化重建，觀眾可以交互瀏覽，對(duì)文物進(jìn)行放大、縮小、360度旋轉(zhuǎn)、測(cè)量等操作，還有文物數(shù)字檔案、數(shù)字化展陳、文物虛擬修復(fù)、考古遺址虛擬漫游、文物高精度復(fù)制等，實(shí)現(xiàn)文物全方位的觀賞、收藏、管理，擴(kuò)大博物館在全社會(huì)的影響，具有深遠(yuǎn)意義和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2019年，法國(guó)巴黎圣母院遭遇大火，損毀極為嚴(yán)重。所幸，美國(guó)人安德魯·塔?。ˋndrew Tallon）早在2015年就已經(jīng)通過激光掃描為它建造了三維模型。借助于存留的三維模型，巴黎圣母院恢復(fù)原貌只是時(shí)間問題。然而，并不是所有文化遺產(chǎn)都有這種運(yùn)氣。巴西國(guó)家博物館發(fā)生火災(zāi)，館內(nèi)2000萬(wàn)件藏品化為灰燼。中國(guó)四川江油市全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位云巖寺東岳殿發(fā)生火災(zāi)，大殿主體建筑被燒毀。上述火災(zāi)的發(fā)生令人痛心，也為文物安全敲響了警鐘。

文物是不可再生的資源。“博物館藏品是國(guó)家寶貴的科學(xué)、文化財(cái)富，是博物館業(yè)務(wù)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。”①“博物館對(duì)藏品負(fù)有科學(xué)管理、科學(xué)保護(hù)、整理研究、公開展示和提供使用（對(duì)社會(huì)主要是提供藏品資料、研究成果）的責(zé)任?！雹凇吨腥A人民共和國(guó)文物保護(hù)法》明確提出“為了加強(qiáng)對(duì)文物的保護(hù)，繼承中華民族優(yōu)秀的歷史文化遺產(chǎn)，促進(jìn)科學(xué)研究工作”，“鼓勵(lì)文物保護(hù)的科學(xué)研究，提高文物保護(hù)的科學(xué)技術(shù)水平”。據(jù)國(guó)家文物局統(tǒng)計(jì)，截至2018年年底，全國(guó)博物館數(shù)量已達(dá)5354家，博物館文物藏品達(dá)3754.25萬(wàn)件/套。中國(guó)國(guó)家博物館作為國(guó)內(nèi)博物館行業(yè)發(fā)展的“頭雁”，“擁有藏品149余萬(wàn)件（套）。涵蓋到當(dāng)代及各個(gè)歷史階段社會(huì)發(fā)展變化不同方面的內(nèi)容，其中國(guó)家一級(jí)文物近6000件（套）。具有高度的歷史價(jià)值、科學(xué)價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值，全面系統(tǒng)完整地展現(xiàn)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、革命文化、社會(huì)主義先進(jìn)文化，是中華文明發(fā)展史的典藏寶庫(kù)?！雹俳陙?，中國(guó)國(guó)家博物館開展了對(duì)館藏文物三維數(shù)據(jù)化工作，主要是利用3D掃描、數(shù)碼攝影、三維建模等數(shù)字化手段，采集、加工、存儲(chǔ)館藏文物的三維數(shù)據(jù)。改寫了博物館一直以來對(duì)館藏文物保管、研究、展示“前生今世”，而躍然于觀眾和歷史面前“亮相”的，是館藏文物豐富、客觀、完整、生動(dòng)的“造型”，熠熠生輝，留存于世?；诖?，為“智慧國(guó)博”建設(shè)奠定了重要技術(shù)基礎(chǔ)。憑借這一技術(shù)，中國(guó)國(guó)家博物館對(duì)館藏文物的保護(hù)和研究又向前邁進(jìn)了堅(jiān)實(shí)的一步。

2 館藏文物三維數(shù)字化實(shí)施（以館藏文物兔首、鼠首為例）

館藏文物的三維數(shù)字化，完全不同于傳統(tǒng)的藏品保管做法，而是遵循和逐步摸索的一整套全新的、科學(xué)的、安全的操作規(guī)范、工作流程以及嚴(yán)格的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。下面以中國(guó)國(guó)家博物館收藏的于1860年英法聯(lián)軍燒毀圓明園時(shí)流失海外的十二生肖銅像中的兔首、鼠首為例（圖1），進(jìn)行三維數(shù)字化實(shí)施闡釋。

兔首、鼠首三維數(shù)字化最重要的前提是保證文物安全。因此，采集前期的準(zhǔn)備工作和全過程都異常細(xì)化、嚴(yán)格。根據(jù)文物在采集中的實(shí)際情況，不斷對(duì)數(shù)據(jù)采集工藝流程進(jìn)行摸索和改進(jìn)，以最大限度地保證文物安全。最終使得兔首、鼠首整體面貌以三維數(shù)據(jù)化真實(shí)、精準(zhǔn)、豐富地再現(xiàn)和完整留存。

2.1 整體工作流程圖

整體工作流程圖如圖2所示。

2.2 準(zhǔn)備階段

采集前的準(zhǔn)備階段重點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。

2.2.1 預(yù)案準(zhǔn)備

任務(wù)策劃：工作內(nèi)容、工作量、工期、應(yīng)急預(yù)案、安全措施、人員安全技術(shù)培訓(xùn)等。對(duì)兔首、鼠首的采集工期大約用了幾個(gè)小時(shí)，采集技術(shù)及保管人員有5人，全部進(jìn)行先期安全技術(shù)培訓(xùn)。

2.2.2 場(chǎng)地及設(shè)備準(zhǔn)備

采集場(chǎng)地特意選址在文物庫(kù)房的旁邊，以最大限度減少文物的搬運(yùn)和挪動(dòng)。同時(shí)，減少文物暴露在外時(shí)間。為保護(hù)文物安全，甚至不允許經(jīng)過有坡度的走廊。場(chǎng)地內(nèi)設(shè)置了掃描區(qū)、紋理拍照區(qū)、后期處理區(qū)、人員休息區(qū)、推車存放區(qū)（文物臨時(shí)存放）、信息登記區(qū)，并明顯標(biāo)示出“采集區(qū)域范圍，無關(guān)人員禁入”。防止文物暴露在空氣中受損，確保溫度和濕度達(dá)標(biāo)，并避免陽(yáng)光直射。

放置文物的臺(tái)面必須有3cm左右的柔性泡沫墊或其他保護(hù)性設(shè)施。由于兔首、鼠首頸部?jī)?nèi)構(gòu)造和基座相同，因此，制作了可以從頸部插入的通用支架，還有掃描臺(tái)通用坐墊，在掃描和拍照后，兔首、鼠首可以互換位置，再進(jìn)行掃描、拍照。掃描臺(tái)上底部的大圓盤是可以控制自動(dòng)旋轉(zhuǎn)360度的（圖3），省卻了人為挪動(dòng)文物變換掃描角度。這個(gè)轉(zhuǎn)盤適用于體積較小的文物，兔首、鼠首就是采用這個(gè)轉(zhuǎn)盤。轉(zhuǎn)盤中間，刻有文字，是為了后期拼圖時(shí)作為參照系。當(dāng)掃描小型文物時(shí)，文物不轉(zhuǎn)，底盤轉(zhuǎn)（山不轉(zhuǎn)水轉(zhuǎn)）。如果掃描大型文物，則選取帶軌道轉(zhuǎn)盤，軌道帶著掃描儀圍繞中間文物進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，文物和底盤都不可旋轉(zhuǎn)（圖4）。轉(zhuǎn)盤旁邊的桌面上，是一個(gè)溫度濕度儀器，時(shí)刻監(jiān)視場(chǎng)地溫度、濕度，時(shí)刻保持拍攝恒環(huán)境溫恒濕。