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數字技術用于考古發掘洞悉文物“身世” 三維采集復原文物細節

2021-05-18 17:12:26 來源：人民日報

展品“活”起來

數字展陳提升觀眾體驗

“曾經，博物館是有圍墻的，展覽以實物形式進行巡展。”四川廣漢三星堆博物館副館長朱亞蓉說，數字化讓博物館的邊界更加模糊，得益于先進的技術，“云端”觀展成為常態，展覽借助科技走到不同城市，博物館真正實現了“無處不在”。

走進改造升級后的三星堆博物館綜合館，生動、豐富的多媒體技術更全面、更深入地表達三星堆文化內涵。序廳里，多媒體“三星堆之眼”勾勒三星堆發現發掘關鍵節點；正廳里，L型視頻墻用逼真的三維動畫呈現了三星堆古城形成過程，吸引不少觀眾駐足觀看。據介紹，這些多媒體視頻采用電影級別的制作，最后的三維渲染環節用了70多臺電腦同時作業。

三兩好友相聚，賞花品茗、撫琴對弈……打開湖南省博物館網上展廳，進入《閑來弄風雅——宋朝人慢生活鏡像》專題，伴著古琴樂曲，宋朝文人雅士的生活場景徐徐展開。該展覽于去年下半年上線，運用AR、VR、三維影像制作、多媒體信息技術等，制作了360度全景線上虛擬展廳，全方位立體式呈現了80余件文物。

如果說數字技術能作為實體展覽的補充，那么看場沒有實體文物的展覽是什么感受？“震撼！”“很炫酷！”“仿佛穿越了！”去年9月，“互聯網+中華文明”數字體驗展在首都博物館開展，處處給人以驚喜：用手撥動加入交互密碼的“古琴”，一曲《廣陵散》在指間流淌；和著人們的動作，一襲長沙馬王堆漢墓出土的“素紗衣”翩翩起舞……在體驗展現場，一名帶著孩子來看展的退休教師說：“科技與文化結合使展覽寓教于樂，增加了孩子對傳統文化的理解和熱愛。”

“互聯網時代，博物館應當積極運用數字技術和互聯網思維策劃、組織、推廣展覽。”首都博物館信息資源管理與出版部主任孫芮英說。與傳統展覽不同，數字展突破時空和地域，采用交互式展示手段、開放式知識探索模式，讓觀眾在生動的數字展品中開始富有啟發性、體驗性的“漫游”之旅。

對于博物館而言，5G是數字化轉型的重要契機。“依托5G的技術優勢，博物館可以實現更優質高效的公眾服務、更身臨其境的觀展效果、更豐富多樣的社教體驗以及建設更專業且開放的科研平臺，‘智慧博物館’將從概念轉化為現實。”首都博物館信息資源管理與出版部工程師李陶說，目前首都博物館主體建筑已完成基站布線，實現5G信號全覆蓋。

復原文物細節

三維采集助力保護修復

事實上，業內公認博物館數字化轉型的技術已經普遍成熟，數字化采集只是第一步，數字化運用和保護又是一個難題。“內容為王，怎樣把知識性、娛樂性、互動性很好地結合起來，是博物館發展下一步突破的方向。”朱亞蓉如此思考。

故宮發布5萬多件高清文物影像的數字文物庫、首都博物館上線APP呈現數字化文物、三星堆開設線上3D展廳……近年來，文物數字化在博物館行業逐漸深入人心，許多博物館都展開了三維數字化采集工作。

整個數據采集過程乍看并不復雜：技術人員采用三維激光掃描儀、高清相機等設備收集文物數據，再通過數據建模，建起整件文物的三維模型。

然而，“要真實還原文物歷史狀態與容貌，需要高精度的數據。”朱亞蓉介紹，以三星堆博物館藏的青銅神樹為例，因為體型龐大，分成了幾十塊殘件分段掃描再拼接，單這件文物掃描就用時一個多月、數據處理用了半年。

精細的數字化采集，往往能做到高度復原每一塊殘件乃至文物細節，因此成為文物修復的重要參考。

古琴是中國歷史上的一種器樂形式，其形制和漆色斷紋具有很高的美學價值，琴身上所刻歷代琴人的題款，也為美術、書法、文學等考證研究提供資料。然而，大部分流傳至今的古琴都出現了不同程度的破損，保護修復對于研究和展出都至關重要。

王宜飛是湖南省博物館科研與編輯出版部主任，同時也是古琴保護修復研究團隊負責人。他介紹，湖南省博物館藏古琴共53張。在保護和修復古琴過程中，博物館成立了保護修復研究團隊，運用CT掃描、三維重構和3D打印等技術，在修復中實現最小干預和有效保護。

以唐琴“飛泉”為例，納音看起來是桐木材質，可CT掃描后發現，原來它的面板是杉木做的，納音則是貼鑲上去的。掃描后，修復師會運用古琴三維數據，對缺失部分的結構進行三維重建，先進行虛擬修復，此后再對本體進行修復，以此增加修復的精準度。

湖南省博物館從2016年底開始籌備館藏古琴保護修復項目，2018年項目啟動至今，組建了由文物保護、材料學、文物與博物館學、非遺保護和藝術設計等多學科專業技術人員組成的館藏古琴保護修復研究團隊，對于館藏古琴的內部結構、斷代、定名、流傳經歷等有了新的發現。

數字化采集是一個漫長的過程，成本不菲。李陶認為，博物館數字化首先是藏品信息的數字化和展覽陳列的數字化，以此為基礎，通過各種多媒體展示形式，讓受眾獲得豐富的數字化體驗。首博目前亟待對藏品進行深入發掘，這是一個需要持續投入和不斷更新的過程。

洞悉文物“身世”

數字技術用于考古發掘

博物館的展品大多來自考古現場。如今，文物展品與數字技術的關系，早在考古發掘現場就已經開啟了。

“目前正在進行的三星堆遺址發掘，無論是從多學科研究還是考古發掘方法與技術，都站在了世界考古的前沿，可以作為新時代中國考古學的典范。”5月16日，中國考古學會給新成立的四川省考古學會發來一封賀信，這樣寫道。

此次三星堆考古發掘的“科技范兒”引起人們廣泛關注，數字技術體現在文物發掘、提取的方方面面。

走進三星堆遺址考古發掘現場搭建的現代化大棚內，只見圍繞6個恒溫恒濕的玻璃方艙，排開多個考古實驗室：無機質文物應急保護室、應急檢測分析室、微痕應急保護室……旁邊的會議室里，占據整面墻的大屏幕實時顯示考古大棚內的情況。“每個發掘坑都設有24小時不間斷拍攝系統，采集記錄的所有數據集中存儲起來，是未來考古研究的珍貴資料。”四川省文物考古研究院院長、三星堆遺址考古發掘總領隊唐飛介紹。

發掘現場搬進了實驗室，考古技術也實現了多個首次。在實驗里，一件青銅器形狀的白色硅膠套擺在桌上，這是為新發現的青銅尊量身定制的3D打印“防護服”。原來，青銅尊器型大，采取傳統的石膏固定提取易碎。因此，團隊先用3D掃描儀采集文物數據，再在3D打印出的模型上制作好硅膠保護套，給文物穿上后再提取。唐飛說：“3D打印技術以前在文物修復中應用得比較多，但用在考古發掘上還是第一次，實現了技術應用的創新。”

值得一提的是，此次考古還首次應用了高光譜數據采集與分析，來識別文物表面的物質組成。“高光譜技術一般用于遙感衛星。對于文物來說，不同材質對不同波長的電磁波的響應不同，對發掘坑表面進行光譜掃描，就可以預判文物的材質。”現場實驗室里，西安光機所研究院研究員楊瑞杰演示起了數據分析設備，“比如青銅、象牙和絲織物的光譜表現就不一樣，在肉眼看來只是黑色‘土塊’的物質，在高光譜成像儀的掃描下能一目了然。”據介紹，本次挖掘的4號坑中，一些絲綢制品的殘余就是這樣被發現的。

標簽：數字技術考古文物三維采集