保護既要關(guān)注莫高窟文物本體，也要注重探尋文物病害生成機理
一幅完整壁畫(huà)的數字化，需要拍攝數千張照片。拼接則更為復雜，根根發(fā)絲都要“無(wú)縫銜接”。近年來(lái)，隨著(zhù)三維激光掃描技術(shù)的開(kāi)發(fā)應用，洞窟數據采集精度和效率大大提升
來(lái)自莫高窟等石窟遺址及敦煌藏經(jīng)洞文獻的6500余份高清數字檔案面向全球開(kāi)放
到過(guò)莫高窟的人，都會(huì )贊嘆其精美。
開(kāi)鑿于公元366年的敦煌莫高窟，歷經(jīng)十個(gè)朝代1000多年不間斷營(yíng)建。這里不僅保存有4.5萬(wàn)余平方米壁畫(huà)，藏經(jīng)洞中還出土了6萬(wàn)多件文物。1987年，敦煌莫高窟被聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)委員會(huì )批準列入世界文化遺產(chǎn)名錄。
歷經(jīng)千年、地處大漠，這處人類(lèi)文明瑰寶不可避免面臨風(fēng)吹雨蝕。如何讓飽經(jīng)歲月滄桑的文化遺產(chǎn)得到更好保護傳承，是全人類(lèi)的共同課題。
20世紀40年代以來(lái)，一代代莫高窟人持續接力，嘗試以科研之力助千年莫高窟“跑贏(yíng)時(shí)間”。
從防風(fēng)治沙到病害成因分析，從被動(dòng)的搶救性保護到主動(dòng)的預防性保護，敦煌研究院探索出一套較為完善的科學(xué)保護體系。如今，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)應用在全國20余個(gè)省區市的500余項全國重點(diǎn)文物保護單位的保護工程。
與此同時(shí)，文物數字化技術(shù)，讓莫高窟的古老壁畫(huà)走出昏暗洞窟、走出大漠戈壁，實(shí)現了全球共享、永久保存和永續利用。
留住莫高窟
被譽(yù)為“沙漠中的藝術(shù)殿堂”的敦煌莫高窟，東臨三危山、西接鳴沙山，身處沙漠懷抱中。
這里一年有一半以上時(shí)間在刮風(fēng)。就地而起的沙子落在莫高窟崖頂、堆積在棧道上，也會(huì )進(jìn)入洞窟，污染、磨蝕壁畫(huà)和彩塑。
沙害治理最早開(kāi)始于上世紀40年代。清理窟區積沙是常書(shū)鴻等第一代莫高窟文物保護者的日常工作之一，每年要清理的沙子達3000到4000立方米。他們通過(guò)修筑擋沙墻、開(kāi)挖輸沙溝、扎設防沙柵欄等，起步探索可行的防沙措施，為莫高窟風(fēng)沙防治奠定堅實(shí)基礎。
20世紀80年代末，莫高窟的風(fēng)沙危害防治步入科學(xué)研究與防治階段。研究人員在窟頂安裝全自動(dòng)氣象站，開(kāi)始對莫高窟區域環(huán)境特別是風(fēng)況進(jìn)行長(cháng)期監測，查明沙的物質(zhì)來(lái)源和遷移特點(diǎn)，總結窟頂戈壁風(fēng)沙流運動(dòng)規律，從人工清沙邁向科學(xué)治理。
2008年，敦煌莫高窟保護利用工程啟動(dòng)，其中投資1381萬(wàn)元的莫高窟崖頂風(fēng)沙治理項目有效緩解了風(fēng)沙對莫高窟的侵蝕。在這套綜合防護體系中，114萬(wàn)平方米草方格沙障和119萬(wàn)平方米礫石壓沙解決就地起沙問(wèn)題，10萬(wàn)平方米沙生植物人工林帶擋風(fēng)固沙，長(cháng)6000米的高立式尼龍網(wǎng)柵欄形成最后的防護。項目于2011年完工。
監測數據顯示，項目實(shí)施后，進(jìn)入莫高窟窟區的年積沙量較實(shí)施前減少了85%。
一年四季不再“下沙”的莫高窟換了模樣，綠色的面積由最初一小片逐漸向北面延伸。盛夏時(shí)，窟區前林木蓊郁。
游客數量連年增長(cháng)，給莫高窟文物保護帶來(lái)了新課題。
在敦煌研究院敦煌石窟監測中心，每個(gè)開(kāi)放洞窟的溫度、濕度、二氧化碳濃度、客流量等數據，正被集中顯示在一整面墻的大屏幕上，甚至幾百公里內的降雨、洪水、風(fēng)沙情況，也在大屏幕上實(shí)時(shí)更新。
這套預防性保護監測預警體系，依靠在窟區范圍內投放的600多個(gè)不同類(lèi)型傳感器，實(shí)現了莫高窟大環(huán)境、洞窟微環(huán)境、文物本體、崖體、展陳和游客承載量等數據的實(shí)時(shí)采集和交互分析。它在及時(shí)預警潛在風(fēng)險的同時(shí)，為開(kāi)展預防性保護提供可靠數據支撐。
“如果我們通過(guò)系統發(fā)現洞窟中的相對濕度、二氧化碳等監測數據超過(guò)預警值，洞窟就會(huì )停止開(kāi)放并自然通風(fēng)，最大限度確保文物安全。”敦煌研究院助理館員柴鵬飛說(shuō)。
保護既要關(guān)注莫高窟文物本體，也要注重探尋文物病害生成機理。
2020年底，歷經(jīng)多年建設的國家古代壁畫(huà)與土遺址保護工程技術(shù)研究中心多場(chǎng)耦合實(shí)驗室在敦煌投運。“多場(chǎng)耦合，簡(jiǎn)言之就是同時(shí)模擬多種不同的環(huán)境條件。”敦煌研究院副院長(cháng)郭青林說(shuō)。
在實(shí)驗倉內，放置著(zhù)重達數噸的大型土遺址樣品。工作人員操作設備，實(shí)驗倉內就能模擬出刮風(fēng)、下雨、飄雪、太陽(yáng)照射等各種氣象條件。樣品中間層鋪設了系列溫度、含水率傳感器，用來(lái)監測溫度高低、降雨大小變化對樣品劣化影響規律，以期揭示土遺址表面風(fēng)化病害的發(fā)育機制。
據介紹，多場(chǎng)耦合實(shí)驗室具有時(shí)間可控、變量可控、條件可重復、能進(jìn)行足尺模型試驗等優(yōu)點(diǎn)。文物保護工作者可通過(guò)實(shí)驗研究揭示病害發(fā)育機理，再對保護加固的技術(shù)進(jìn)行驗證，從而采取相對應的保護措施。從多場(chǎng)耦合實(shí)驗室走出來(lái)的研究成果，也將投入到全國不同環(huán)境下文物的保護應用中。
在敦煌莫高窟正在保護修繕的第55窟內，文保工作者對采集的數據進(jìn)行整理（2023年8月3日攝） 李賀攝/本刊
再造莫高窟
在探索彩塑、壁畫(huà)數字化保存上，莫高窟走在前列。
上世紀80年代，敦煌研究院的文物工作者看到莫高窟被侵蝕前后照片對比，意識到了數字化保存的必要性。
上世紀80年代末，敦煌研究院首次嘗試利用計算機數字化技術(shù)永久保存敦煌壁畫(huà)、彩塑等珍貴資料。文物工作者們進(jìn)入洞窟，將攝影機架在了壁畫(huà)前。最初，他們用柯達膠卷拍照、洗照片，后來(lái)用高保真數字相機拍攝，再用計算機技術(shù)拼接還原。從提出構想，到真正做成高保真數字檔案，花了20年。
由于石窟特殊的結構、布局，且必須遵從諸多文物保護原則，敦煌文物數字化過(guò)程繁復。影像采集時(shí)，人員在逼仄的窟內空間小心騰挪，以確保不會(huì )傷害壁畫(huà)；進(jìn)入窟內后，要不斷測光，避免最終成像有陰影；必須采用恒溫冷光源，將對文物本體的影響降到最低……
采集完成后，還要將照片拼接還原成高保真的壁畫(huà)圖。拼接誤差要控制在毫米級，根根發(fā)絲都要做到“無(wú)縫銜接”。
“一個(gè)十幾平方米的壁畫(huà)，需要拍攝幾千張照片。經(jīng)過(guò)拼接，數碼生成的壁面是原作的四倍大，在銀幕上看遠比在洞窟看更清晰。”敦煌研究院文物數字化研究所所長(cháng)俞天秀說(shuō)。
近年來(lái)，隨著(zhù)三維激光掃描技術(shù)的開(kāi)發(fā)應用，洞窟數據采集精度和效率大大提升。圖像精度從75DPI提升到300DPI，處理能力從一年一兩個(gè)洞窟提升到一年二三十個(gè)洞窟……
截至2022年底，敦煌研究院已完成289個(gè)洞窟的數字化攝影采集，178個(gè)洞窟的圖像處理，45身彩塑、140個(gè)洞窟、7處大遺址的三維重建，162個(gè)洞窟的全景漫游節目制作，以及5萬(wàn)余張檔案底片的數字化。
同時(shí)，敦煌研究院持續推進(jìn)文物數字化成果應用，服務(wù)于考古研究、文物保護、大眾傳播等。
2014年，伴隨著(zhù)莫高窟數字展示中心的試運營(yíng)，活化利用敦煌文物數字資源的8K球幕電影《夢(mèng)幻佛宮》上線(xiàn)。這部20分鐘的電影對莫高窟7個(gè)經(jīng)典洞窟進(jìn)行了全方位展示。觀(guān)眾坐在影廳，如同置身實(shí)景，甚至比在莫高窟現場(chǎng)參觀(guān)看得更加清晰。
除了《夢(mèng)幻佛宮》，敦煌研究院還制作了主題電影《千年莫高》。敦煌研究院名譽(yù)院長(cháng)樊錦詩(shī)說(shuō)：“游客們抵達敦煌，在一睹莫高窟真容前，先在莫高窟數字展示中心看完這兩部電影，了解敦煌的歷史和文化價(jià)值，然后進(jìn)入實(shí)體洞窟參觀(guān)，體驗會(huì )更好。”
傳揚莫高窟
2022年底，全球首個(gè)基于區塊鏈的數字文化遺產(chǎn)開(kāi)放共享平臺——“數字敦煌·開(kāi)放素材庫”正式上線(xiàn)，來(lái)自莫高窟等石窟遺址及敦煌藏經(jīng)洞文獻的6500余份高清數字檔案面向全球開(kāi)放。
“以前老先生們在莫高窟做研究，窟里都是全黑的，榜題上的字都看不清。他們就搭起梯子，拿著(zhù)手電、望遠鏡去夠著(zhù)看。”俞天秀說(shuō)?，F在，世界各地的學(xué)者、文化愛(ài)好者只需坐在家中輕點(diǎn)鼠標，就可高速瀏覽超高分辨率的窟內圖像。
在“數字敦煌·開(kāi)放素材庫”平臺上，每一份高清圖像都是對莫高窟數字化采集后生成的第一手資料，且每一張都備注了相應的學(xué)術(shù)介紹說(shuō)明。“素材庫以開(kāi)放、共創(chuàng )、共享模式，實(shí)現了文物數字資源的有效利用和可持續發(fā)展。”敦煌研究院院長(cháng)蘇伯民說(shuō)。
2023年4月，在國家文物局指導下，“數字藏經(jīng)洞”也正式上線(xiàn)。這個(gè)“沉浸式”線(xiàn)上博物館通過(guò)數字照掃、三維建模等技術(shù)，高精度重現敦煌藏經(jīng)洞。
“數字藏經(jīng)洞”力求“好玩”。用戶(hù)只需登錄“云游敦煌”小程序，便可進(jìn)入高清還原的藏經(jīng)洞中，近距離觀(guān)賞洞窟細節，還可通過(guò)人物角色扮演，穿越到不同時(shí)代與歷史人物互動(dòng)，“親歷”藏經(jīng)洞從晚唐到清末的面貌變遷。
從“飛天”專(zhuān)題游覽線(xiàn)路帶給人虛實(shí)結合的體驗，到超過(guò)2億人次參與“云游敦煌”微信小程序線(xiàn)上互動(dòng)，再到虛擬人“伽瑤”問(wèn)世……在“云端”，敦煌文化正通過(guò)信息化技術(shù)，以更豐富的形態(tài)，與更廣大范圍的受眾互聯(lián)互通。
在線(xiàn)下，敦煌文物保護技術(shù)也在進(jìn)一步提升其世界范圍內影響力。
作為世界上最大的石窟寺保護科研機構，敦煌研究院在壁畫(huà)保護、土遺址保護、文物數字化研究、開(kāi)放利用等方面在全國乃至全世界具有領(lǐng)先優(yōu)勢。其大量創(chuàng )新型成果已經(jīng)推廣應用于甘肅、西藏、新疆、寧夏、青海、山西、河北等20余?。▍^）500余項全國重點(diǎn)文物保護單位的保護工程。
以敦煌石窟為代表的“中國特色·敦煌經(jīng)驗”文物保護模式已基本形成，其影響擴散至阿富汗、尼泊爾、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦等共建“一帶一路”國家。
敦煌研究院也為全球文物保護人才培養作貢獻。蘇伯民介紹，敦煌研究院先后與美國、日本、英國、澳大利亞、法國等10多個(gè)國家和地區的30多家機構以及國內40多家科研院所、大專(zhuān)院校持續開(kāi)展多種形式的交流與合作，全方位探索文化遺產(chǎn)的科學(xué)保護問(wèn)題，培養了一大批在石窟、壁畫(huà)、土遺址和文物數字化保護方面的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才和管理人才。
“文物保護，永遠在路上。”蘇伯民表示，未來(lái)將持續聚焦國際前沿和國家文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域的重大需求，以文化遺產(chǎn)科學(xué)保護和有效利用為使命，積極與共建“一帶一路”國家開(kāi)展國際合作與交流，不斷推進(jìn)研究成果推廣應用，奮力開(kāi)創(chuàng )文化遺產(chǎn)保護、研究、弘揚的新局面。文 |《瞭望》新聞周刊記者 宋常青 任延昕 張玉潔
(責任編輯：鄭文)
