蘆瀚
現(xiàn)如今,在科技的驅(qū)動下,數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用獲得了很大空間,各個領(lǐng)域都能看見數(shù)字技術(shù)的身影,可以說數(shù)字技術(shù)正在改變著世界。在殘損文物保護性修復(fù)方面,數(shù)字技術(shù)更是發(fā)揮著重要作用,在不破壞原本含義的情況下進行修繕,讓文物更具特點。其中,虛擬技術(shù)、三維數(shù)據(jù)采集等都能對文物進行數(shù)字化復(fù)原,將文物中的歷史價值重新展現(xiàn)出來,這樣極大解決了文物永久性保存的問題。文章將探討數(shù)字技術(shù)在文物保護與修繕中的應(yīng)用,要求相關(guān)單位一定要合理使用數(shù)字技術(shù),充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的價值。
數(shù)字技術(shù)在文物保護與修繕中應(yīng)用的必要性
能夠彌補傳統(tǒng)文物修復(fù)、展示手段的不足。隨著科技的快速發(fā)展,數(shù)字技術(shù)在文物保護與修繕中的應(yīng)用正在改變相關(guān)單位對文物的認知和保護方式。相較于傳統(tǒng)的文物修繕和展示手段,數(shù)字技術(shù)為文物的保護、修繕和展示提供了更多的可能性,同時也彌補了傳統(tǒng)方法的諸多不足。數(shù)字技術(shù)在文物的記錄和存檔上展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的文物記錄方式依賴于人工,不僅耗時而且容易出錯,然而,利用數(shù)字相機和掃描設(shè)備,則可以輕松地獲取文物的詳細信息,包括形狀、顏色、紋理等,并生成高精度的數(shù)字模型,這些數(shù)字信息可以長期存儲,并且可以隨時查閱和分享,極大地提高了文物的可訪問性和可研究性。數(shù)字技術(shù)在文物的修復(fù)過程中也發(fā)揮了重要作用,通過使用增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實技術(shù),能夠模擬出文物的原始狀態(tài),為修復(fù)人員提供準確的參考。此外,利用3D打印技術(shù),還可以制作出與文物1∶1大小的復(fù)制品,這不僅可以幫助相關(guān)單位更好地理解文物的原始形態(tài),還可以在保護文物本身的同時,為公眾提供更廣泛的接觸和了解文物的機會。數(shù)字技術(shù)改變了文物的展示方式。傳統(tǒng)的文物展示方式主要依賴于實物展示,這種方式不僅對文物本身可能造成損害,而且受空間、環(huán)境等因素的影響較大。然而,數(shù)字技術(shù)能夠把文物轉(zhuǎn)化為虛擬對象,通過計算機或其他智能設(shè)備進行展示,這樣,觀眾可以隨時隨地觀察、研究文物,而且不會對文物本身造成任何損害。未來,期待數(shù)字技術(shù)能夠在文物保護與修繕中發(fā)揮更大的作用,為人類的文化遺產(chǎn)保護和傳承作出更大的貢獻。
為文物保護與修繕提供新路徑。通過數(shù)字技術(shù),能夠更好地記錄、分析和呈現(xiàn)文物的原始狀態(tài),提高文物修復(fù)的準確性和效率,同時也為文物的保護和傳承提供了更多的可能性。例如,三維掃描和快速成型技術(shù)可以用來獲取文物的精確三維模型,這不僅可以記錄文物的原始形態(tài),還可以在修復(fù)過程中提供準確的參考;通過使用虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù),可以讓公眾更直觀地了解文物的原始狀態(tài),增強公眾對文物的認知和保護意識;云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的應(yīng)用,可以幫助相關(guān)單位更好地分析文物的歷史背景、材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等信息,為修復(fù)工作提供更多的技術(shù)支持。同時,這些技術(shù)也可以提高文物的存儲和管理效率,為文物的長期保護和傳承提供了便利。
數(shù)字技術(shù)本身優(yōu)勢突出。數(shù)字技術(shù)本身就具備非常突出的優(yōu)勢,包括數(shù)據(jù)采集、處理、存儲、傳輸?shù)?,若將該技術(shù)應(yīng)用到文物的保護與修繕工作中,能夠?qū)ξ奈镞M行數(shù)字化處理和保護。這些優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
高精度與穩(wěn)定性:數(shù)字技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)采集和圖像處理,使得文物信息的記錄和還原更加準確和穩(wěn)定。這不僅提高了文物的保護水平,同時也為文物的歷史研究提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支持。
保護原真性:數(shù)字技術(shù)可以通過對文物進行高精度的掃描和記錄,將文物的原始狀態(tài)進行數(shù)字化保存,從而在保護文物原真性的同時,也為后期的修繕工作提供了可靠的基礎(chǔ)。
存儲與傳輸便捷性:數(shù)字技術(shù)可以實現(xiàn)文物信息的海量存儲和快速傳輸,這使得文物的保護和修繕工作更加便捷和高效。同時,數(shù)字化技術(shù)也能夠更好地實現(xiàn)文物信息的共享和傳承,提高了文物的社會價值。
可重復(fù)利用性:數(shù)字技術(shù)可以實現(xiàn)對文物信息的無限次復(fù)制和傳輸,這使得文物的保護和修繕工作可以實現(xiàn)多次重復(fù)利用,從而更好地實現(xiàn)了文物的可持續(xù)性保護。
實時更新與維護:數(shù)字技術(shù)可以實現(xiàn)文物的實時更新與維護,這使得文物的保護和修繕工作能夠更好地適應(yīng)時代的發(fā)展和變化。同時,數(shù)字化技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)文物的預(yù)防性保護,來延長文物的壽命。
文物保護和修繕中數(shù)字技術(shù)的具體應(yīng)用
采集三維數(shù)據(jù)。在文物保護與修繕中,數(shù)字技術(shù)已經(jīng)成為一種重要的工具,能夠提供詳細且精準的數(shù)據(jù)支持,以提升修繕工作的準確性和效率。首先,三維數(shù)據(jù)采集技術(shù)在文物保護中的應(yīng)用是不可或缺的,這主要依賴于激光掃描、結(jié)構(gòu)光掃描、攝影測量等先進技術(shù),能夠精確地捕捉文物的三維形態(tài),形成詳盡的數(shù)字模型。其中包括激光掃描:通過激光掃描儀器,可以精確地測量文物的形狀、尺寸和表面紋理,獲取高精度的三維數(shù)據(jù),對于細節(jié)復(fù)雜的文物,如雕塑和建筑,尤其有效。結(jié)構(gòu)光掃描:結(jié)構(gòu)光掃描利用投射到物體表面的特殊光線,結(jié)合相機拍攝,能夠獲取物體的深度信息,對于獲取文物表面的細微特征和紋理非常有用。攝影測量:攝影測量是通過拍攝照片并進行分析,獲取文物的三維數(shù)據(jù),此方式對于獲取大面積、表面復(fù)雜的文物的數(shù)據(jù)時特別有效。一旦三維數(shù)據(jù)被采集,就可以在電腦中生成文物的數(shù)字模型,不僅可以提供文物在各個角度的詳細視圖,還可以進行虛擬修復(fù)和模擬保護實驗。例如,可以在數(shù)字模型上進行虛擬的清除、修補或染色等操作,預(yù)測這些操作在實際中可能產(chǎn)生的效果,從而更好地規(guī)劃和實施實際的修繕工作。此外,數(shù)字技術(shù)還可以用于文物的預(yù)防性保護,通過定期采集文物的三維數(shù)據(jù)來監(jiān)測文物的微小變化,如裂痕、腐蝕或脫落等,這樣可以在問題變得嚴重之前采取措施進行干預(yù),防止文物進一步受損。
建立三維模型。隨著數(shù)字技術(shù)的融入,發(fā)揮的作用也越來越重要,既能提高文物的修繕質(zhì)量和效率,也能更好地保存和傳承這些珍貴的文化遺產(chǎn)。其中,建立三維模型是數(shù)字技術(shù)在文物保護與修繕中的一項重要應(yīng)用,三維模型是通過數(shù)字技術(shù)將文物進行詳細的三維重建,以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)文物的原貌。這種模型不僅可以在計算機上進行查看,還可以通過一些三維打印技術(shù)將其進行實體呈現(xiàn)。對此,在文物保護與修繕中,建立三維模型可以帶來很多好處。首先,通過三維模型可以更加全面地了解文物的細節(jié)和結(jié)構(gòu),為修繕工作提供更加準確的數(shù)據(jù)支持。同時,三維模型還可以幫助文物保護者更好地發(fā)現(xiàn)文物的潛在損傷和缺陷,從而及時采取有效的保護措施。其次,三維模型還可以提高修繕工作的質(zhì)量和效率。在傳統(tǒng)的修繕工作中,文物保護者通常需要進行大量的測量和手工修復(fù),這不僅需要耗費大量的時間和人力,還難以保證修復(fù)的質(zhì)量和一致性。而通過三維模型,文物保護者可以更加精準地進行數(shù)字化修復(fù),不僅提高了修復(fù)的效率和質(zhì)量,還可以保證修復(fù)的一致性和可重復(fù)性。以故宮為例,故宮是我國著名的歷史文化遺產(chǎn),也是世界上最大的古建筑群之一。為了更好地保護和修繕故宮中的珍貴文物,我國采用了數(shù)字技術(shù)進行建模和修繕,通過高精度的三維掃描和重建技術(shù),建立了故宮建筑群的三維模型,并將其進行了實體打印和虛擬展示。同時,這些模型還為故宮的修繕工作提供了準確的數(shù)據(jù)支持,保證了修繕的質(zhì)量和效率??傊瑪?shù)字技術(shù)在文物保護與修繕中的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢,建立三維模型便是其中的一項重要應(yīng)用,可以為文物保護工作提供更加全面、精準和便捷的支持。
VR虛擬修復(fù)。VR技術(shù),又被稱為虛擬現(xiàn)實技術(shù),是近年來日益受到關(guān)注的一種方法。VR技術(shù)能夠創(chuàng)造出高度逼真的虛擬環(huán)境,讓用戶仿佛身臨其境,從而在修繕工作中提供更為準確、直觀的指導(dǎo)。案例一:意大利錫耶納大教堂的修繕。錫耶納大教堂是一座著名的中世紀建筑,但是由于年代久遠,教堂的壁畫和雕塑都受到了嚴重的破壞。為了修復(fù)這些珍貴的藝術(shù)品,意大利文物保護機構(gòu)采用了VR技術(shù),首先使用激光掃描儀和高清相機對教堂進行全面的三維掃描,并收集大量的圖像和數(shù)據(jù),然后利用這些數(shù)據(jù),創(chuàng)建了一個高精度的虛擬模型,在這個模型中,工作人員可以清晰地看到壁畫和雕塑的每一個細節(jié),甚至可以放大到毫米級別進行觀察。另外,在虛擬環(huán)境中,文物保護專家可以進行“預(yù)修復(fù)”操作,嘗試多種可能的修復(fù)方案,觀察其效果,這種方法大大提高了修復(fù)工作的準確性和效率,且VR技術(shù)也能讓公眾更為深入地了解文物保護工作的過程和挑戰(zhàn),提高公眾的文物保護意識。案例二:中國秦始皇陵兵馬俑的修復(fù)。秦始皇陵兵馬俑是中國最重要的考古發(fā)現(xiàn)之一,然而,這些珍貴的文物在長時間的埋藏中受到了嚴重的破壞。為了修復(fù)這些兵馬俑,中國文物保護機構(gòu)采用了VR技術(shù)和3D打印技術(shù)相結(jié)合的方法,首先使用激光掃描儀和高清相機對兵馬俑進行全面的三維掃描,并收集大量的圖像和數(shù)據(jù),然后利用這些數(shù)據(jù),創(chuàng)建了一個高精度的虛擬模型,在這個模型中,文物保護專家可以清晰地看到兵馬俑的每一個細節(jié),甚至可以放大到毫米級別進行觀察,同時還使用3D打印技術(shù)制作出兵馬俑的實物模型,這些模型不僅可以幫助文物保護專家更好地理解兵馬俑的結(jié)構(gòu)和材質(zhì),還可以為其提供更為直觀的修復(fù)參考。經(jīng)過對比實物模型和虛擬模型,文物保護專家能更為準確地判斷出所需要修復(fù)的部分,并制定出更為精確的修復(fù)方案。通過這些案例可以看出,數(shù)字技術(shù)在文物保護與修繕中發(fā)揮著越來越重要的作用。在未來,隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用方法的不斷拓展,數(shù)字技術(shù)將在文物保護與修繕中發(fā)揮更大的作用,為人類的文化遺產(chǎn)保護事業(yè)帶來新的可能和機遇。
AR技術(shù),又被稱為增強現(xiàn)實技術(shù),為文物的保護與修繕帶來了許多創(chuàng)新的可能性。增強現(xiàn)實技術(shù)可以在現(xiàn)實世界的基礎(chǔ)上,疊加虛擬的信息,使得用戶能夠通過感官體驗獲得更豐富的信息。對于文物保護而言,AR技術(shù)可以將文物的原始狀態(tài)、歷史背景、修繕過程等信息以生動、立體的方式展示出來,不僅加深了公眾對文物的了解和認識,還有助于文物保護意識的提升。在修繕過程中,AR技術(shù)也可發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢,比如,通過捕捉文物的3D模型,可以存儲并分析文物的原始形態(tài)和材質(zhì),為修繕工作提供精確的數(shù)據(jù)支持。不僅如此,AR技術(shù)還可以在虛擬環(huán)境中模擬文物的修繕過程,預(yù)測并評估修繕效果,從而在實施修繕之前,就對可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)測和防范。以故宮博物院為例,主要運用AR技術(shù)進行文物的數(shù)字化保護和修繕工作,通過對故宮內(nèi)的重要文物進行高精度的3D掃描和信息記錄,建立起了完整的文物數(shù)據(jù)檔案,而在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,可以通過AR技術(shù)在不同的時間和空間中,對文物進行虛擬的復(fù)原和修繕,且公眾也可以通過AR眼鏡觀看到文物的歷史背景、修繕過程等信息,大大增強了參觀體驗??傊?,AR技術(shù)在文物保護與修繕中的應(yīng)用優(yōu)勢已經(jīng)越來越明顯,進一步推動了文物保護意識的提升。
綜上所述,數(shù)字技術(shù)在文物保護與修繕中的運用,不僅為文物的復(fù)原和保護提供了強大的技術(shù)支持,也讓相關(guān)單位準確理解了文物的歷史和文化價值。通過數(shù)字化掃描和建模,能夠精確地記錄文物的每一個細節(jié),為以后的修繕工作提供依據(jù)。同時,數(shù)字技術(shù)也讓相關(guān)單位有能力對文物進行虛擬修復(fù),在不損害文物本身的情況下,預(yù)見并測試不同的修復(fù)方案。然而,數(shù)字技術(shù)并非萬能,其雖然可以提供詳盡的文物信息,但并不能替代傳統(tǒng)的修復(fù)方法,因此在修繕過程中,仍需要文物保護專家的經(jīng)驗和專業(yè)知識,將自身經(jīng)驗與數(shù)字技術(shù)相結(jié)合,形成一個完整的文物保護與修繕體系,給文物保護工作起到保障作用。
(作者單位:山西藍勝古建筑設(shè)計有限公司)