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新方法、新思路
千年须弥万博体育买球山万载传真容
发布时间:2018-05-02    文章出处:未知    作者:admin    点击率:

  在大漠石窟中存在了近15个世纪的佛像,业已饱受自然力量的侵蚀。它们是否能够保持当下的姿态,继续在历史长河中前行,使将来的人类仍然能与今天的我们一样,追思先民创造的灿烂文明?

  7月下旬,记者随浙大文化遗产研究院和宁夏文物考古研究所团队来到宁夏回族自治区固原市,前往开凿于公元5至7世纪的须弥山石窟,探访数字化考古调查工作现场。

  从2012年春天开始,浙大和宁夏考古所团队就开始在这里进行田野调查。在高远的蓝天下,苍凉的群山之间,万博体育买球,科技考古工作者用灯光、照相机和计算机软件,以及耐心与毅力,向1500年前的石锤和凿子致敬。我们祖先的每一次刻画、每一笔涂抹,都被精确地记录,以先进的数字信息技术加以保存,并能够在现实中完整地重建。

  固原,丝绸之路上的明珠,自古以来就是中原通往西域的重要关隘。从这座古城出发,驱车向西北50余公里,到达六盘山群峦起伏的余脉,须弥山就在其中。在这道山脉的东南崖壁上,自北魏开始,就有工匠不断营凿石窟佛像,至初唐不衰。前后共开凿洞窟151座,形成中国最著名的石窟群之一。

  霞光笼罩,云影流转,一座高达28米的唐代大佛坐像远远地展现在我们眼前。走近,是依山而建的圆光寺,石窟就是它的大殿,深藏着更多雍容华美的佛与菩萨造像,它们拥有线条流畅的衣袍和端庄俊逸的姿态,仿佛一直被山中巨大的红砂岩孕育,而由巧匠一斧一凿地“接生”。

  浙大文化遗产研究院副教授李志荣说,自己2011年第一次见到须弥山石窟群,就“被她的壮美所折服”。然而,这壮美却也无时无刻不在消逝中。

  手扶着红砂岩的山壁,走在陡峭的、台阶已被侵蚀得不甚分明的古蹬道上,脚下落满了山石年复一年风化后变成的红色尘土。这让人深刻地理解一个严峻的事实:须弥山一直活着,而须弥山佛像终将消失。

  进入圆光寺区45号窟,伸手去轻触几面石壁:凉的,能感受到这依然生机勃勃的山岩体内,如毛细血管般密布着孔道和缝隙,水气汩汩。

  45号窟是一座平面方形、覆斗顶、中间有中心柱的塔庙窟,保存有45尊北周时期的造像。35岁的宁夏考古所青年考古学者王宇翻看着20世纪80年代多次综合调查测绘时拍摄的照片,石像的头、冠完整,眉目发髻完存。而当他拿起手电筒看向眼前的石像,菩萨的面目已十分模糊。

  洞窟外,不时刮起让榆树和松树的枝梢疯狂摇摆的大风。正值夏天,降水密集,在下午的几个小时里,就间断着下了几场阵雨。这一切都使石质脆弱的红砂岩更快风化。

  “近半个世纪来,风化的进程似乎在不断加剧。”王宇虽不能全面分析其中的原因,但他的揣测却不断得到证实。“我们每隔一周就清理一次洞窟中的尘堆及鸟类的羽毛和粪便,几乎每次都会发现从顶部和四壁新剥落的大片石块。”

  风雨侵蚀之于须弥山,正如游人呼出的二氧化碳之于莫高窟、满含烟尘的空气之于云冈。文物的生命自有其期限,人们很早就尝试各种方法来延长它。

  李志荣的目光落在佛像断裂的手臂和头部,以及部分坍塌的石壁上,那里还留存着明清时代的戗木。这说明当时的匠人就试图修复已经残损的石像,给他们重新接上手、头,或修整局部崩塌的壁面;而这种努力并没有战胜自然力量提出的挑战。

  “当代考古工作者还曾试验用化学方法来阻止石窟的风化,但实践证明,效果不佳。”李志荣说。

  现在,考古学家们已经认识到:精确记录就是对文物最好的保护。李志荣始终记得自己的老师、我国考古学泰斗宿白先生的嘱托——记录的精确要达到这样的程度:当文物凐灭,也能根据考古记录将其原模原样地重建起来,而这份记录,应该是永远不会消亡的。

  实现考古学家梦想、使文物永存于二进制世界的关键,是计算机专家、浙大文化遗产研究院副教授刁常宇领衔开发的一套计算机软件。只要有足够多的多角度拍摄的照片,计算机就能运用这一软件,提取文物的“特征点”,最终生成高保真的三维模型。这就是“基于多图像的三维重构系统”。

  相比过去考古人员踩着扶梯、举着皮尺,一点点测量石像数据;或者为了实行激光扫描,大费周章地搭建工作平台,多图像三维重构技术的引入彻底改变了石窟考古的工作模式。

  在须弥山的石窟里,浙大文化遗产研究院的韩羽等数字化工程师是这样工作的:适当布光后,使用一台数码照相机,不断选取角度、按动快门,就完成了数据采集,分析和重建工作则交给计算机。这样做,不触碰文物,得到的数据却更准确,更解决了重建彩色贴图等过去靠人工不可能完成的任务。

  刁常宇说,考古学家曾经尝试重建一块刻有百余字的古代石碑,如何真实地还原每一道刻痕的纹理成为难题。靠人工,一位熟练的专家尝试了近2个月,仍无法完美地实现。而采用计算机技术,进行自动化的映射定位和上色,2小时就完成了准确重建。

  “基于多图像的三维重构”这套算法最早由美国科学家发明,刁常宇团队将其应用于文物考古,他们从2010年即开始着手研发,前后编写的代码达数万行。得到的成果:三维模型的几何形状精度高,点间距小于0.02毫米;模型完整无死角;可以重现原有的色彩。

  目前,山东青州博物馆、西藏阿里托林寺、山西大同云冈石窟等地,都有浙大团队在利用这套技术,精确地记录文物的形象。2014年,刁常宇团队还利用3D打印技术,把软件生成的杭州闸口白塔三维结构打印成高精度模型。

  只用0和1,科学家就成功复制了文物的造型、材质、花纹以及所有残破的部分,总而言之,文物的所有信息,都被用一种全新的方式储存起来。这将在不远的未来造就这样的图景:人们通过互联网和计算机,可以随时随地、万博体育买球身临其境般地欣赏文物,其保真性之高,足以满足学术研究的要求。

  在须弥山,这一技术大显神威的同时,也遇到了新难题。于是,刁常宇从杭州连夜坐飞机到西安,又飞银川,再乘5小时的汽车至固原,赶到了考古工地。

  难题在于,须弥山许多石窟的佛像和四壁因为风化严重、模糊不清,可供软件提取的“特征点”很少。由于无法识别,最终形成的三维模型中出现大片空白。

  刁常宇沉吟:“我们应该可以通过改进软件算法,使它从一张照片上提取到更多细节。”接下来,他又要着手更新代码了。

  须弥山的某个石窟中,突然闪出了一道光;过一会儿,又是一闪。这正是考古队员在工作。

  踩着杂草和断枝,我们进入位置偏僻的36号窟。韩羽等人已经在这里工作了3天,拍摄近千张照片。

  石窟里摆放着几台用来布光的灯具,还有一把梯子——韩羽有时需要让自己站得高一些以获得俯拍角度。这些工具都是考古队员们踩着蹬道搬运上来的。

  初见者惊艳于石窟的风华,而对韩羽来说需要克服的最大挑战反而是“枯燥”。他穿一件发白的外套,双手握着照相机,面对有上千年历史的石壁沉思。“一个壁面一般要拍摄300至400张照片。”韩羽说,“我要寻找尽可能多的角度,发现特征点。”

  36号窟的两座造像风化严重,几乎已分辨不清表情,许多细致的花纹和转折也已磨灭。“这就对我们的观察能力提出了要求,来发现表面细微的色彩变化和凹凸不平的地方。”韩羽说。万博体育买球,一整天,他就在这里发现和记录这些石像,比摄影师遇上美丽的模特还要专注——这里面蕴藏着文明的光辉,和时光的秘密。

  为了进入位置更加险峻的石窟,王宇系上安全索,攀爬几乎垂直于地面的峭壁。李志荣想起,2012年初夏须弥山石窟考古第一期工作期间,她和王宇走遍了圆光寺周遭的群山,在乱石中翻越陡峭的山崖,在日后无人机航拍前就初步掌握了洞窟所在山峦的地形地貌。

  当前进行的是须弥山石窟考古第二期子孙宫区的数字化考古工作,目前田野调查已经开展了两个多月。每天早上8点,考古团队就离开须弥山附近小镇上的几间平房,出发前往考古工地,一般要到傍晚6点才结束一天的工作。宁夏考古所专门派遣一位大厨到工地上为大家做饭,米、面、菜、肉俱全。

  考古队员们的房东是一位年过五旬的回民,李志荣喊他“高老师”。高老师的儿女外出工作,他和妻子及几个孙子留在镇上。

  李志荣住的是高老师儿子的婚房,宽敞,墙上还挂着结婚照,沙发上摆着布娃娃,有一个独立的卫生间。现在这里多出了几台来自浙大的计算机机箱,日夜不停地运转着,把图片数据转化为三维模型。

  刁常宇和王宇等几个专家则挤在另外两间平房里,并排密密地摆了几张床,或是干脆几个人竖着睡在一条炕上。镇上条件有限,即便在炎热的夏天,他们也没办法经常洗澡。

  艰辛的工作换来丰硕的成果。2014年,须弥山石窟第一期田野调查和室内整理完成,浙大和宁夏考古所团队拿出了须弥山石窟群航拍图、11个洞窟的细密三维测绘数据、数十幅高保真正射影像图,这些成果获得中国社科院、北京大学、文物出版社等考古界和出版界权威单位学者的肯定。李志荣说,须弥山石窟系列考古报告首卷《须弥山圆光寺》即将出版。

 


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