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摘要：敦煌莫高窟壁画数字化是数字遗产领域影响较大的项目，数字化工作较有典型性——通过数字化技术最终让文化遗产活起来，传承其承载的文化内涵。敦煌莫高窟通过与国内外的合作，完成了各项科研攻关，最终形成了一整套敦煌石窟数字化的方法和规范流程，拥有多项关键技术。后来又以科研单位为依托，发挥企业平台，将科研成果充分转化，形成科研与服务的新模式。壁画类遗产数字化的采集、处理、存储等关键技术的研究，壁画数字化成果价值的深入挖掘，数字化成果在学术研究、数字展览和文创产品的开发等领域的应用，都是值得探讨和期许的。
关键词：壁画类遗产；敦煌莫高窟；数字化保护；数字化成果应用
一、引言
壁画是人类历史上最早的绘画形式之一，壁画类文化遗产主要出现在洞窟、宫殿、寺观和墓葬之中，与其周围的建筑物相融合，承载着人类历史文明。…从原始社会刻画记事至今，国内外保存有大量的古代壁画，如印度壁画、欧洲宗教壁画、中国佛教石窟壁画等。敦煌莫高窟集壁画、建筑和彩塑于一体，是人类文化艺术的瑰宝，经过1600余年的发展，目前保存有十六国、北魏、西魏、隋、唐、宋等十个时期的壁画，壁画色彩丰富、题材形式多样，有经变画、故事画、服饰、图案等，具有极高的历史价值、艺术价值和科学价值。面对如此珍贵的古代壁画，近百年来保护工作者们已投入大量的人力、财力和物力，采取了积极有效的措施，进行了卓有成效的保护，但是文物是不可再生的，如何将壁画类文化遗产永久保存，在上世纪始终是一个难题。敦煌石窟壁画数字化经过20多年的发展，已经形成了一套标准规范流程，掌握了多项数字化核心技术。本文将以敦煌莫高窟的数字化为例，介绍敦煌石窟壁画数字化的内涵、历程、关键技术和数字化成果应用，以及各个时期数字化技术对数字化保护与展示的影响。
二、壁画类文化遗产数字化的内涵
壁画类文化遗产目前存在多种病害，例如起甲、龟裂、疱疹、酥碱和空臌等，并且易发生颜料层脱落、褪色等现象。壁画类遗产数字化技术是通过摄影采集和计算机等技术，将壁画类遗产当前的信息以计算机数据的形式永久地记录下来，并且能够多次重复使用。壁画数字化的生命周期为数据采集、加工、存储、传输、交换和服务，所以，壁画数字化的内涵不仅仅是单纯的摄影与计算机相加。经过对敦煌石窟壁画20余年的数字化探索与研究，总结壁画类遗产数字化的内涵，即融学术、技术和艺术于一体。
壁画类文化遗产数字化，不能盲目地去采集数据，首先，需要了解石窟寺被拍摄对象的历史、艺术和科学价值。遵循文物保护法则，深入学习壁画类数字化相关专业技术的理论知识，最终制定科学的实施方案。
壁画类遗产数字化具体的工程实施，需要通过多种技术手段实现，要严格执行标准规范，把握流程中的每一个细微环节，将不同阶段的数据科学、永久存储。在壁画类遗产数字化的不同阶段，要有创新的理念，积极引进新技术，并且应用在实际工作之中。
壁画类遗产数字化的目的首先是为了永久保存壁画信息，但是更重要的是如何利用这些数据，充分展现壁画的艺术价值。在保护好文物数字化数据的前提下，针对不同的应用领域，如何将尘封的数据鲜活起来，注入新的生命活力，在高品质还原文物本体的同时，精心设计、艺术加工、拓展思路、凭添氛围、加强利用、再现辉煌。
三、壁画类文化遗产数字化历程
1990年代，在美国梅陇基金会的支持下，敦煌研究院与美国西北大学合作，开展敦煌石窟壁画数字化研究工作。最开始采用胶片进行数据采集，将胶片冲印、扫描，再进行拼接，由于胶片在敦煌冲印不便，胶片扫描过程中信息的损失，最终没有采取这种形式。自1980年代数码相机的诞生至1990年代，数据相机的技术有了大幅度的提升：像素提高、存储能力增加、镜头成像能力增强。敦煌研究院与美国西北大学再次合作实验，利用数据相机采集数据，随着实验成功，最终确定了敦煌壁画数字化技术的基本形式，数据采集精度确定为75DPI，将数码相机架设在摄影采集架上，利用轨道进行散点分幅拍摄，通过专业图像处理软件进行图像拼接，最终完成整幅壁画的数字图像。截至2005年底，敦煌研究院与美国大学合作完成了22个敦煌石窟典型洞窟的数字化，完成基于OuickTime VR技术的虚拟漫游洞窟5个。另外，敦煌石窟壁画数字化团队还与浙江大学、武汉大学等高校在壁画数字化图像处理、图像定位纠正等领域常年合作。
敦煌研究院自1990年代开始，先后承担完成多项有关敦煌壁画数字化技术研究和攻关的科研项目，如甘肃省科委“八五”重点科技攻关项目“敦煌壁画的计算机贮存与管理系统的研究”，国家“九五”重点科技攻关项目“濒危珍贵文物信息的计算机存贮与再现系统”，国家“863”项目“曙光天演Power PC工作站在文物保护中的应用”，国家科技支撑项目“基于三维和沉浸式展示文物数字展示关键技术研究”、“文化遗产动态表现与影视系统技术研究”和“丝绸之路（中国段）文化遗产资源地理信息系统及文化旅游服务集成技术研发与应用示范”等。尤为重要的是承担了国家科技支撑计划课题“不可移动文物数字化保护关键标准研究与示范（以石窟寺为例）”制定完成不可移动文物数字化保护（以石窟寺为例）采集、加工、存储、传输、交换、服务等系列关键标准，解决目前不可移动文物数字化采集、加工、存储、传输、交换、服务等方面的方式方法众多、形式多样、杂乱无章、参差不齐，没有统一的规范标准体系的问题以及信息孤岛问题，提高不可移动文物机构问的资源共享、业务协同、安全保证和互联互通能力。
为了加快敦煌石窟壁画数字化工作，2006年敦煌研究院成立了“数字中心”，并于2014年更名为“文物数字化研究所”，下分五个专业工作室：图像采集研究室、图像处理研究室、多媒体研究室、视频采编室、数据信息管理研究室，将承担不可移动文物和可移动文物的数据采集、加工、存储、传输、交换和展示等数字化关键技术研究，以及数字化工程方案的制定与实施工作。随着科学技术的不断发展，敦煌石窟壁画数字化采集精度从75 DPI，提升至150PDI，最终确定为300DPI，壁画数字化的最终成果能够满足出版印刷、展览展示等各种需求。
关键词：壁画类遗产；敦煌莫高窟；数字化保护；数字化成果应用
一、引言
壁画是人类历史上最早的绘画形式之一，壁画类文化遗产主要出现在洞窟、宫殿、寺观和墓葬之中，与其周围的建筑物相融合，承载着人类历史文明。…从原始社会刻画记事至今，国内外保存有大量的古代壁画，如印度壁画、欧洲宗教壁画、中国佛教石窟壁画等。敦煌莫高窟集壁画、建筑和彩塑于一体，是人类文化艺术的瑰宝，经过1600余年的发展，目前保存有十六国、北魏、西魏、隋、唐、宋等十个时期的壁画，壁画色彩丰富、题材形式多样，有经变画、故事画、服饰、图案等，具有极高的历史价值、艺术价值和科学价值。面对如此珍贵的古代壁画，近百年来保护工作者们已投入大量的人力、财力和物力，采取了积极有效的措施，进行了卓有成效的保护，但是文物是不可再生的，如何将壁画类文化遗产永久保存，在上世纪始终是一个难题。敦煌石窟壁画数字化经过20多年的发展，已经形成了一套标准规范流程，掌握了多项数字化核心技术。本文将以敦煌莫高窟的数字化为例，介绍敦煌石窟壁画数字化的内涵、历程、关键技术和数字化成果应用，以及各个时期数字化技术对数字化保护与展示的影响。
二、壁画类文化遗产数字化的内涵
壁画类文化遗产目前存在多种病害，例如起甲、龟裂、疱疹、酥碱和空臌等，并且易发生颜料层脱落、褪色等现象。壁画类遗产数字化技术是通过摄影采集和计算机等技术，将壁画类遗产当前的信息以计算机数据的形式永久地记录下来，并且能够多次重复使用。壁画数字化的生命周期为数据采集、加工、存储、传输、交换和服务，所以，壁画数字化的内涵不仅仅是单纯的摄影与计算机相加。经过对敦煌石窟壁画20余年的数字化探索与研究，总结壁画类遗产数字化的内涵，即融学术、技术和艺术于一体。
壁画类文化遗产数字化，不能盲目地去采集数据，首先，需要了解石窟寺被拍摄对象的历史、艺术和科学价值。遵循文物保护法则，深入学习壁画类数字化相关专业技术的理论知识，最终制定科学的实施方案。
壁画类遗产数字化具体的工程实施，需要通过多种技术手段实现，要严格执行标准规范，把握流程中的每一个细微环节，将不同阶段的数据科学、永久存储。在壁画类遗产数字化的不同阶段，要有创新的理念，积极引进新技术，并且应用在实际工作之中。
壁画类遗产数字化的目的首先是为了永久保存壁画信息，但是更重要的是如何利用这些数据，充分展现壁画的艺术价值。在保护好文物数字化数据的前提下，针对不同的应用领域，如何将尘封的数据鲜活起来，注入新的生命活力，在高品质还原文物本体的同时，精心设计、艺术加工、拓展思路、凭添氛围、加强利用、再现辉煌。
三、壁画类文化遗产数字化历程
1990年代，在美国梅陇基金会的支持下，敦煌研究院与美国西北大学合作，开展敦煌石窟壁画数字化研究工作。最开始采用胶片进行数据采集，将胶片冲印、扫描，再进行拼接，由于胶片在敦煌冲印不便，胶片扫描过程中信息的损失，最终没有采取这种形式。自1980年代数码相机的诞生至1990年代，数据相机的技术有了大幅度的提升：像素提高、存储能力增加、镜头成像能力增强。敦煌研究院与美国西北大学再次合作实验，利用数据相机采集数据，随着实验成功，最终确定了敦煌壁画数字化技术的基本形式，数据采集精度确定为75DPI，将数码相机架设在摄影采集架上，利用轨道进行散点分幅拍摄，通过专业图像处理软件进行图像拼接，最终完成整幅壁画的数字图像。截至2005年底，敦煌研究院与美国大学合作完成了22个敦煌石窟典型洞窟的数字化，完成基于OuickTime VR技术的虚拟漫游洞窟5个。另外，敦煌石窟壁画数字化团队还与浙江大学、武汉大学等高校在壁画数字化图像处理、图像定位纠正等领域常年合作。
敦煌研究院自1990年代开始，先后承担完成多项有关敦煌壁画数字化技术研究和攻关的科研项目，如甘肃省科委“八五”重点科技攻关项目“敦煌壁画的计算机贮存与管理系统的研究”，国家“九五”重点科技攻关项目“濒危珍贵文物信息的计算机存贮与再现系统”，国家“863”项目“曙光天演Power PC工作站在文物保护中的应用”，国家科技支撑项目“基于三维和沉浸式展示文物数字展示关键技术研究”、“文化遗产动态表现与影视系统技术研究”和“丝绸之路（中国段）文化遗产资源地理信息系统及文化旅游服务集成技术研发与应用示范”等。尤为重要的是承担了国家科技支撑计划课题“不可移动文物数字化保护关键标准研究与示范（以石窟寺为例）”制定完成不可移动文物数字化保护（以石窟寺为例）采集、加工、存储、传输、交换、服务等系列关键标准，解决目前不可移动文物数字化采集、加工、存储、传输、交换、服务等方面的方式方法众多、形式多样、杂乱无章、参差不齐，没有统一的规范标准体系的问题以及信息孤岛问题，提高不可移动文物机构问的资源共享、业务协同、安全保证和互联互通能力。
为了加快敦煌石窟壁画数字化工作，2006年敦煌研究院成立了“数字中心”，并于2014年更名为“文物数字化研究所”，下分五个专业工作室：图像采集研究室、图像处理研究室、多媒体研究室、视频采编室、数据信息管理研究室，将承担不可移动文物和可移动文物的数据采集、加工、存储、传输、交换和展示等数字化关键技术研究，以及数字化工程方案的制定与实施工作。随着科学技术的不断发展，敦煌石窟壁画数字化采集精度从75 DPI，提升至150PDI，最终确定为300DPI，壁画数字化的最终成果能够满足出版印刷、展览展示等各种需求。