【數轉時事】數字化技術如何“逆轉”文物浩劫？

在剛剛過去的4月，有著800多年歷史的巴黎圣母院遭遇大火，雖然消防人員很快控制火勢保住了建筑結構，但圣母院塔尖最終還是坍塌，建筑內部損毀嚴重。許多人都為此感到惋惜。

人們在為災情感到心痛的同時，也開始關注起相關文物的修復工作。其實，我們今天了解到的許多歷史文物，都或多或少有過人工修復的經歷，正是這些技術的存在，文物才得以更好更長久地保存與傳承。

那么，在科技高速發(fā)展的當下，有哪些數字化技術被運用到文物修復工作中呢？數字化技術的參與，會使文物獲得“永生”嗎？

比起許多還未完成資料備份就匆匆消逝的文物，巴黎圣母院還是幸運的，因為這座建筑早在2015年就建立了完整的數字檔案，這使得人們在修復的時候，可以做到高度精準的還原。

圖 | Pixabay

這份數字檔案的建立者，是藝術史專家安德魯·塔隆教授。在搜集數據的過程中，激光掃描技術就發(fā)揮了極其重要的作用。

塔隆教授將掃描儀安裝在三腳架上，在圣母院50多個關鍵位置搜集數據，通過測量激光束與建筑之間的不同距離，搜集到建筑造型的具體參數。

有了這些數據后，塔隆教授將掃描的位置光點放在三維圖像里，畫上線條，再與實地拍攝的全景照片結合，并為圖像的立面上色、加上光影效果，最終建立起與現實偏差僅有五毫米左右的高精度三維模型。

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根據這套模型，塔隆教授發(fā)現了許多從未被人注意到的細節(jié)，比如圣母院西立面所處的地面其實并不牢固、門廊存在30厘米的傾斜等。通過激光掃描技術，能夠做到不拆解文物的前提下研究文物保護，這對于文物結構認知和保護的意義無疑是巨大的。

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在當下，激光掃描加數字建模的精確度已經非常高，不僅可以還原文物的結構信息，甚至能夠記錄紋理、顏色、光照以及陰影細節(jié)。這些技術不僅可以在文物修復中起到作用，還可以應用于游戲、教育、旅游場景。

育碧公司出品的《刺客信條》系列游戲，就以高還原度的數字建模技術聞名。在游戲中，玩家不僅可以以獨特的視角欣賞到羅馬萬神殿、佛羅倫薩大教堂這些著名的歷史景點，甚至可以置身亞歷山大圖書館、亞歷山大燈塔這些早已消失的建筑之中。

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開頭提到的巴黎圣母院，也在《刺客信條：大革命》中登場。這款游戲高度還原了法國大革命時期的巴黎圣母院等40余座知名建筑，令許多從未去過法國的人，也能感受到這些歷史文物的精美絕倫。

雖然游戲的最終目的是娛樂體驗，但在這些高精度場景建模的背后，無一不是嚴謹的實地勘測、調研，以及數字化技術的廣泛參與。以巴黎圣母院為例，制作團隊為了對其進行數字化還原，進行了多次實地造訪，研究建筑構造知識，與歷史學家一起，花費超過兩年的時間，才在數字世界打造出一個令我們有真實臨場感的空間。

有了數字檔案作為基礎，現實中文物保護工作將變得更加順利。在許多新技術的共同作用下，文物的修復與保護也有了全新的形態(tài)。

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本世紀初，著名的巴米揚大佛毀于戰(zhàn)火，屹立千年的佛像轟然倒塌。當地苛刻的自然條件和復雜的社會環(huán)境，讓文物保護困難重重，更讓重建工作成為一件不可能完成的任務。于是，一些技術專家希望通過特殊的方法讓佛像“重獲新生”。

這種方法就是建筑投影，原理是利用彩色激光束的投射，使大佛的影像出現在原處。盡管佛像的修復工作遙遙無期，但至少在視覺上，人們還能重新目睹其千年風采。

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然而，由于激光屬于高能光束，能量大、色溫高，可能造成巖洞的不規(guī)則收縮或擴張，加速遺跡老化或坍塌，用激光束重現文物的方案也一直擱淺。

來自中國的《侶行》團隊對原方案進行了改進，使用金屬鹵素燈泡作為光源，并在燈泡外加了特制的石英玻璃隔熱，當光源和佛洞洞壁的投射距離達到95.5米時，對洞壁造成的影響相當于日光。

有了嚴謹的數據和技術支持，投影方案最終得以順利實施，佛像重新出現在世界面前，令當地群眾和無數歷史文化愛好者欣喜不已。

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除了對已遭破壞的文物進行修復還原，數字化技術對現存文物的復制同樣意義深遠，以復制品代替原件進行展出等活動，減少文物的曝光次數，可以起到有效的保護作用。

浙大的文物數字化團隊，就利用3D打印技術將云岡石窟進行了完美的復制。

因為石窟的體積過于龐大，研究團隊將洞窟分成了842塊部件，分別進行打印。20臺3D打印機晝夜不停地運行了六個月，終于將部件打印齊全，最終拼合成整體長17.9米、寬13.6米、高10米的復制石窟。

為了準確體現出砂巖風化的顆粒感、斑駁感，團隊還用一種特制的涂料對復制品進行了砂巖涂色。這樣的復制石窟，可以移動拼裝到世界的任何角落，而且因為是模塊化處理，任何部件損壞后都可以快速制作替代品還原。

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數字化技術令云岡石窟“走”出了山體，不必再等待游客的到來，而是可以借助“分身”去到世界各地，開始了自己的環(huán)球之旅。

數字化技術的參與，使文物修復的還原度無限接近真實，希望修復之后的巴黎圣母院也能保持原本的姿態(tài)，以文明瑰寶的形象重現在大家面前。

同時，鋼鐵大大覺得，文物古跡不僅是人類智慧的結晶，也是人類歷史的見證者，從這一點來說，技術的存在是為了更好地服務于人，而無論是數字世界的還原，還是現實世界的復制，都無法完全替代文物本體的價值。

因此，積極發(fā)展數字化技術是有必要的，對歷史文物進行更加深入的保護也是有必要的，大家對此是怎么認為的呢？歡迎大家留言討論！

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