摘要：文物作為重要的文化遺產(chǎn)之一，是對某區(qū)域特定時期文化、歷史、藝術(shù)等的真實反映，具有考古、科學(xué)研究及觀賞、教育等價值。但部分文物受埋藏環(huán)境、自然腐蝕等因素影響，遭到損壞、腐蝕。如何采取科學(xué)的保護(hù)與修繕手段對其進(jìn)行復(fù)原、保存及利用，使其歷史價值再現(xiàn)，是當(dāng)前文物保護(hù)和利用亟需思考的問題。本文以嘴子前墓出土的青銅器為例，對文物保護(hù)與修繕中數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的必要性進(jìn)行分析，并結(jié)合青銅器文物自身的特點、傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝等，提出數(shù)字技術(shù)在青銅器保護(hù)與修繕中的具體應(yīng)用，希望充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，實現(xiàn)對文物的保護(hù)，為其他文物保護(hù)和利用工作的實施提供新思路。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；文物保護(hù)；修繕

在科技驅(qū)動下，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用獲得了良好的空間，在越來越多的文物保護(hù)和修繕工作中得到廣泛應(yīng)用，尤其是在殘損文物保護(hù)性修復(fù)方面，更是發(fā)揮著重要作用。虛擬技術(shù)、三維數(shù)據(jù)采集等技術(shù)可對文物進(jìn)行數(shù)字化復(fù)原，將其歷史文化價值重新呈現(xiàn)出來，這樣不僅解決了文物永久性保存問題，而且促使文物修復(fù)速度、文化遺產(chǎn)的傳播速度提高，為人們身臨其境地感知文物所承載的歷史文化提供了有效路徑。因此，將數(shù)字技術(shù)合理應(yīng)用于文物保護(hù)和修繕具有一定的現(xiàn)實意義。

一、數(shù)字技術(shù)在文物保護(hù)與修繕中應(yīng)用的必要性

（一）能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)文物修復(fù)、展示手段的不足

傳統(tǒng)文物保護(hù)與修繕主要是由專門的修復(fù)人員以手繪的方式對其圖案進(jìn)行修復(fù)，二者在美術(shù)風(fēng)格方面保持一致。對于損毀面積較大的文物而言，以傳統(tǒng)手工方式修復(fù)，會消耗大量時間，且修復(fù)人員工藝水平參差不齊，加之文物修復(fù)具有不可逆性，容易導(dǎo)致文物本身的內(nèi)容被覆蓋，無法還原其本身的內(nèi)涵，或者對其造成二次損害。同時，文物保存作為文物保護(hù)工作的一部分，其對空氣、光線等環(huán)境要求比較高，這就無法使人們近距離欣賞、研究，而文物保護(hù)與修繕過程中合理運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，只需借助數(shù)碼設(shè)備對其掃描采集相關(guān)數(shù)據(jù)，利用相關(guān)軟件進(jìn)行虛擬修復(fù)，這種文物修繕方式工作效率較高，在不損壞文物的情況下可反復(fù)進(jìn)行多次修復(fù)，以達(dá)到理想的修復(fù)效果，有效指導(dǎo)實體文物修繕工作實施的同時，降低文物修復(fù)風(fēng)險[1]。此外，數(shù)字技術(shù)在文物保護(hù)與修繕中應(yīng)用，打破了以往文物展示方面的局限性，借助3D技術(shù)、高清掃描等技術(shù)將文物以立體化、動態(tài)化形式呈現(xiàn)出來，便于人們近距離了解和認(rèn)識文物，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用打破了文物傳播時空方面的界限，使更多人得以了解其文化內(nèi)涵，以達(dá)到更好的展示和宣傳效果。

（二）為文物保護(hù)與修繕提供新路徑

在文物保護(hù)與修繕中合理運(yùn)用數(shù)字技術(shù)，可為文化遺產(chǎn)保護(hù)與利用提供新路徑。從技術(shù)層面來說，基于大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將數(shù)字技術(shù)本引入文物保護(hù)與修繕中，能夠解決以往文物修復(fù)工作量大、修復(fù)流程復(fù)雜、修復(fù)記錄不規(guī)范等問題。其中，借助數(shù)字技術(shù)搭建文物檔案庫、展覽館及網(wǎng)站等，實現(xiàn)文物數(shù)字化存檔、永久保存。從文化遺產(chǎn)繼承的視角來說，文物保護(hù)與利用中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，即賦予文物強(qiáng)大生命力，能夠?qū)崿F(xiàn)文化遺產(chǎn)展示、傳播面的擴(kuò)大，間接促使文物管理服務(wù)水平提升。此外，將多種新型技術(shù)相結(jié)合融入文物保護(hù)與修繕工作線，可以增強(qiáng)文物實際影響力，更好地傳播和繼承中華文化，凸顯文物保護(hù)與修繕工作實施的價值和意義。

（三）數(shù)字技術(shù)本身優(yōu)勢突出

數(shù)字技術(shù)作為一種以計算機(jī)為基礎(chǔ)的新型技術(shù)，在自動化程度高、精度高、效率高及環(huán)境要求低等方面具有明顯的優(yōu)勢。其中三維激光掃描技術(shù)在無人干預(yù)的情況下可對被測物體進(jìn)行連續(xù)掃描，且獲取的數(shù)據(jù)精度高，無需接觸被測物體就可以獲取所需的數(shù)據(jù)信息，即對文物產(chǎn)生的破壞性小，能夠防止破損文物二次損害。另外，數(shù)字技術(shù)具有很強(qiáng)的抗干擾性能，即對環(huán)境要求比較低，可在惡劣環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析等工作。以上數(shù)字技術(shù)所具備的優(yōu)勢，與青銅器文物保護(hù)與修繕的要求相一致，能夠確保該項工作順利、高效實施。

二、青銅器保護(hù)和修繕中數(shù)字技術(shù)的具體應(yīng)用

以嘴子前墓出土的破損、缺損青銅器修復(fù)為例，分析三維掃描、三維建模及3D打印等數(shù)字技術(shù)在文物保護(hù)與修復(fù)中的具體應(yīng)用情況。修復(fù)流程為：先使用三維掃描設(shè)備對青銅器碎片進(jìn)行無接觸式掃描，然后對獲取的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，獲得數(shù)字模型，并使用3D打印技術(shù)對文物碎片進(jìn)行復(fù)制，拼合、編號及記錄，按照順序進(jìn)行原件的拼合，最后，利用逆向工程技術(shù)獲取缺損位置的三維數(shù)據(jù)，依次完成打印、打磨及修復(fù)工序，實現(xiàn)缺損青銅器的修復(fù)[2]。比如出土于山東省海陽市盤石店鎮(zhèn)嘴子前村的銅甗（yǎn），在修復(fù)過程中就利用三維掃描技術(shù)，逼真地呈現(xiàn)原有的樣貌，使得修復(fù)過程更加順利。

（一）采集三維數(shù)據(jù)

三維數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用原理是：結(jié)合被測物體表面特點、提前設(shè)置的標(biāo)靶點，自動地對多次獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，去除冗余數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的精確度，該設(shè)備測量中需多次掃描被測物體，才能獲取全面的數(shù)據(jù)，所以，采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)從多個角度對被測物體進(jìn)行多次測量，確保所采集的數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。本文以嘴子前墓出土的青銅器文物為例，來分析數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，具體操作時，依據(jù)不同青銅器表面特征、體量來設(shè)定點云分辨率，若青銅器表面紋飾比較復(fù)雜、細(xì)膩，應(yīng)將點云分辨率設(shè)置為0.05 mm，反之，對于紋飾較簡單的青銅器，將點云分辨率設(shè)置為0.1 mm[3]，既可以減少數(shù)據(jù)采集量，提高后期數(shù)據(jù)處理效率，又可以將三維數(shù)字模型的外部細(xì)節(jié)特點凸顯出來。

同時，嘴子前墓出土的青銅器文物表面富有銹蝕物，如圖2所示的青銅蓋頂。為了更好地將其原有的色彩還原，在紋理數(shù)據(jù)采集中需重視色彩管理內(nèi)容，選擇適宜的色彩管理系統(tǒng)，實際紋理數(shù)據(jù)采集時，先合理布設(shè)光線，確保光照均勻、明暗柔和，便于后期對拍攝的文物紋理照片進(jìn)行無縫拼接，為了提高所拍攝的文物紋理照片質(zhì)量，拍攝前需對相機(jī)白平衡定義，設(shè)置文件生成格式，當(dāng)調(diào)整光源后，對色溫值進(jìn)行記錄，以達(dá)到色彩管理的效果。

（二）建立三維模型

獲取青銅器文物三維點云數(shù)據(jù)后，借助計算機(jī)軟件對其處理，由于獲取的三維數(shù)據(jù)量較大，所以，應(yīng)合理選用處理大量數(shù)據(jù)的軟件，將點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入該軟件中，刪去冗余、不滿足測量效果的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行降噪、平滑處理。同時，為了提高數(shù)據(jù)分析和利用效率，需對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化，既可以實現(xiàn)文件數(shù)據(jù)量的減少，又可以保留青銅器紋飾特征。此外，受數(shù)據(jù)掃描角度、青銅器表面材質(zhì)等因素的影響，所采集的數(shù)據(jù)存在一定漏洞，所以，數(shù)據(jù)建模環(huán)節(jié)，可采取相應(yīng)的孔洞修補(bǔ)方式對漏洞進(jìn)行修補(bǔ)，確保修補(bǔ)部位與原有部位連接光順。其中青銅器文物數(shù)字化結(jié)果如圖3所示。

（三）VR虛擬修復(fù)

受歷史變遷、外部自然因素等影響，大多數(shù)青銅器文物在出土?xí)r，就存在不同程度的損毀，尤其是擠壓變形的青銅器文物殘塊，其修復(fù)難度較大，傳統(tǒng)人工修復(fù)方式程序過于繁瑣，且可能在修復(fù)中對其造成二次損害。為了解決這一問題，可將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用至青銅器殘塊修復(fù)保護(hù)中，借助計算機(jī)對其虛擬復(fù)原，針對輕微的變形問題，可以結(jié)合光滑區(qū)域曲率連續(xù)這一原理，運(yùn)用隱式曲面函數(shù)對其修復(fù)；反之，對于復(fù)雜變形問題，可運(yùn)用交互式編輯法，對其碎片進(jìn)行修復(fù)[4]，比如關(guān)于銅鏡碎片的修復(fù)，先對碎片間的鄰接關(guān)系進(jìn)行計算，簡化修復(fù)過程，比如使用圖像處理算法獲取各碎片的輪廓線、輪廓特點，使多個碎片進(jìn)行自動拼接，達(dá)到銅鏡修復(fù)的效果，解決以往修復(fù)時間過長、修復(fù)質(zhì)量低等問題。

（四）AR技術(shù)

青銅器文物展示作為文物保護(hù)與利用中的一部分，旨在傳播文物所蘊(yùn)含的歷史文化信息，在青銅文化繼承和創(chuàng)新方面發(fā)揮著重要作用。同時，博物館作為青銅文物文化信息傳播和重要窗口，主要將青銅文物放于玻璃展示柜中進(jìn)行展示，參觀者主要從各個角度觀察文物外觀及其標(biāo)簽來獲取其尺寸、年代及出土地等相關(guān)信息，在一定程度上反映了青銅器在展示形式、規(guī)劃及展品更新等方面存在不足，無法給參觀者留下深刻印象，弱化了文物展品的實際價值，不利于博物館文化的普及和傳播。針對這種現(xiàn)狀，可以嘗試將數(shù)字技術(shù)引入其中，比如博物館在展示文物時，可借助多媒體融入視頻、文字、聲音等元素，即通過改變視覺、聲音等因素，增強(qiáng)參觀者的體驗感，便于其深入了解青銅器文物及其蘊(yùn)含的文化內(nèi)涵。此外，博物館青銅器文物的展示，還可以應(yīng)用聲控、光控等技術(shù)，增強(qiáng)其趣味性、互動性，讓參觀者直觀地了解青銅器展品所傳遞的歷史、文化，加快青銅文化的普及。

同時，青銅器文物的保存對空氣濕度、污染度等要求較高，而博物館每天會涌入大量的參觀者，不利于對環(huán)境因素進(jìn)行控制，即不利于青銅器實物的保護(hù)和傳承。為了解決這一問題，可充分利用數(shù)字技術(shù)設(shè)計一款應(yīng)用，來代替青銅器實物，在打破人們參觀時空限制的同時，利于青銅器實物的保護(hù)。比如在青銅器文物展出中利用AR技術(shù)，參觀者通過相關(guān)軟件就可以全方位地觀察和欣賞青銅器文物，了解其相關(guān)歷史信息，并將青銅器實物按照保存要求置于適宜的環(huán)境，既可以解決傳統(tǒng)青銅器文物展示形式單一問題，滿足當(dāng)前人們對文物參觀的實際需求，又可以實現(xiàn)對青銅文物的保護(hù)。

三、結(jié)語

數(shù)字技術(shù)作為信息時代科技發(fā)展的產(chǎn)物，在青銅器文物保護(hù)與修繕中應(yīng)用該技術(shù)，為文物保護(hù)與修繕提供了新的路徑，是對傳統(tǒng)文物保護(hù)與修繕手段的補(bǔ)充和創(chuàng)新，有助于輔助考古科研工作的有效實施，實現(xiàn)文物真實原貌、文化內(nèi)涵的再現(xiàn)，達(dá)到長久、安全保存文物的效果。此外，文化傳播和繼承還是文物保護(hù)的目標(biāo)之一?；跀?shù)字技術(shù)，人們可建立數(shù)字化平臺，身臨其境地了解、認(rèn)識及探索文物及其背后蘊(yùn)含的文化內(nèi)涵，更好地激發(fā)和培養(yǎng)大眾參與文物保護(hù)的意識，實現(xiàn)青銅文化的廣泛傳播和普及。

作者簡介

邢金國，男，山東海陽人，助理館員，研究方向為文物保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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