【科技】拷贝敦煌

洞窟里的壁画喘着沉重的粗气，用善意而斑驳的面容打量着成千上万的游人。这是莫高窟的又一天。人们蜂拥而至顶礼膜拜。离它更近的地方，十亿级像素的现代摄像设备将敦煌的表情纤毫毕现地记录下来，复制着又一个盛唐。

谷歌地图上，敦煌市东南20公里处，一片梭型的小绿洲，就是莫高窟。这天，敦煌研究院院长樊锦诗散步至窟区。

与日落前游客如织的情景不同，这时候的莫高窟空无一人。空寂的沙漠中传唱着鸣鸣的沙砾声，樊锦诗驻足在九层楼前，回想白日的喧嚣和远去的斑斓，如影随形盘桓在她脑海中的问题又具体了起来：如何才能将莫高窟过去的鲜活展示给现在和以后的人们呢？每个人都知道，或者真的有一天，时光会将这处神迹消磨于沙海……这是个让人沉重得不敢多想的问题。樊锦诗眼中的整个莫高窟，都处于一种留存永世和记录当下的紧迫感中。

百年

敦煌研究院坐落于莫高窟东向，大泉河东岸的沙丘之后一公里处。每天早晨，敦煌研究院数字中心的工作人员穿过这里，前往莫高窟。他们要做的事是经过摄影采集、拼接处理、定位测量纠正误差的过程，把整幅敦煌壁画百分之百按原样存储下来，延长莫高窟的生命。

上个世纪九十年代，“敦煌女儿”樊锦诗首次提出了“数字敦煌”的想法。1998年，敦煌研究院副院长李最雄和时任摄影录像部的吴健去了一趟美国。受美国西北大学之邀，去讨论如何把莫高窟壁画更好保存下来的问题。莫高窟在世界文化保护史上具有独一无二性，双方在如何把敦煌石窟进行高保真信息存储上，达成了尝试性合作。

最初是用135胶片相机拍摄196窟。拍摄完成，将胶卷送到美国冲洗，再拼接、扫描，存底。一年后，数码相机开始引领潮流，莫高窟壁画的拍摄转由数码相机进行。从1999年到2004年，莫高窟的数字化团队在摸索中拍摄完成二十余个洞窟。这段时间是敦煌数字化的最初阶段。下一个开始是在2006年，这也是敦煌数字化的真正开始。与此前的合作保护不同，以摄影录像部为基础，数字中心正式成为敦煌研究院旗下的一个独立部门。也是从这个时候开始，从设备技术到人员配备、从拍摄流程到后期拼接，敦煌数字化的工作完全由研究院自主操刀完成。

樊锦诗已经在敦煌守望了半个世纪之久，从前任院长段文杰到现在的樊锦诗，敦煌的保护和研究水平越来越走在行业前端。但在樊锦诗眼中，经过自然风化和氧化，敦煌壁画的形状和颜色都在恶化。她手中上个世纪七八十年的壁画照片，已经明显不同于现在。“如果现在开始用数字相机每年采集壁画，就可以让一百年以后的人们看到今天的样子”。敦煌研究院数字中心主任吴健将这个过程形容为“创业”，因为在全球文物保护界，敦煌的数字化没有可复制性，他骄傲的是，这个世上，还没有一处地方能与敦煌的神奇相媲美，也正是在这里，他们在2011年完成了一整套数字化保护的流程规范。

2006年至今，敦煌数字化的1：1原图输出从75dpi 升级至150dpi，2010年升级为300dpi。再到2011年，一年内拍摄18万张图片，数字化完成20个洞窟。如何让稀世珍宝莫高窟停止退化的脚步？如何让千百年后的后人还可以领略莫高窟的神韵？这些让莫高窟不容回避、让守候莫高窟50年的敦煌研究院院长樊锦诗忧心不已的问题，随着莫高窟40个洞窟的数字化保存，终于不至于无法回答。

复制

每天，三五个由一名摄影师和两到四名摄影助手组成的拍摄团队进入洞窟，调试相机，踩上梯架，开始拍摄。然后，再将拍摄完成的局部壁画图像送到电脑机房，由四到五名后期电脑制作人员开始拼接处理。这个流程完成，一幅敦煌壁画便在电脑屏幕上新鲜出炉。流转的色彩和飘动的衣带，如同神工妙匠的画笔和颜料一样，给这些千年的灵韵赋予了新的生命。

数字化的难处在于技术。一边是信息时代的先进摄影设备和计算机技术，一边是时间长河里磨损破碎的历史文物，如何把这两者恰如其分地结合在一起，让敦煌研究院数字中心颇费了一番周折。设备在升级，从色彩到形状都百分之百忠实原图，是长期以来无法确准解决的问题。莫高窟开崖建龛，从一间洞窟到一面壁画，不存在人为设计的规整周全。也因此，至今没有一部摄影设备能完整将一面壁画不失真地全貌再现。这就需要拍摄过程极为专业和精准。

每个单张的拍摄范围有限，拍摄必须分站式进行。用轨道和摄影架来确保每次拍摄点移动的精确定位，再根据实际情况，相机随轨道位移18至22厘米。运用简单的计算便是，如果拍摄长度10米的壁画，仅水平一排就需要近60张。

一个局部的拍摄范围为100平方厘米，拍摄相机使用35mm至50mm的中焦镜头，从理论上讲，这样做尽可能减小了图像受镜头畸变的影响。拍摄照明是另一个更为严峻的难点。15个人在一个洞窟内停留10分钟，洞窟温度会升高5摄氏度，二氧化碳浓度也会大幅提高，就意味着游客过量，加速洞窟内壁画和彩塑的老化。尤其是在莫高窟目前存有壁画与彩塑的492个洞窟，一半以上都经受着起甲、龟裂、酥碱、霉变甚至一些毁灭性的“病痛”。而即便是艳阳高照的天气，洞窟里面也是阴蔽昏暗，照明和光线就成了拍摄中必须规范的一项环节。最初时候，一段使用点温灯照明的拍摄，现在看来几乎不应该发生。新的敦煌数字化流程规范制定出来，恒温冷光源成为唯一的光线来源，这样即最小限度地影响了壁画的生命，更是从有“敦煌灵魂”之称的色彩上控制了忠实还原。

在智能科技高速发展的现在，敦煌的数字化仍然需要人工高度参与。如果说摄影需要一台专业相机和一个摄影团队，那后期的拼接合成也只需要一台电脑和一组计算机操作人员，亲力亲为地完成。另一个矛盾的问题却是，摄影和拼接一样，要避免任何的主观创作，一切“以忠实原作”为最高原则，在这里，无论你是如何大牌的摄影师，个人创作不被允许。拼接的过程是对拍摄图像的再次剪切。每张图片从上下左右进行25%至50%的重合，几番重合过后，才能确保单独一整张壁画全无死角。这样，一张壁画数字化以后，它的存储量也变得相对很大，比如一个洞窟的拍摄图像如果是一万张，单张的存储量为60MB左右，实际使用一半以上拼接之后，那将是一个寻常电脑无法运行的庞大数据。

敦煌数字化的应用部分在于虚拟漫游研究室。在制作虚拟洞窟漫游的基础上，虚拟漫游研究室研究如何采用更多现代化手段，结合数字媒体技术，制作出更贴近敦煌的媒体节目。在远古神韵中工作的虚拟漫游研究室由一群拥有数字媒体技术、工业辅助设计、计算机应用、美术及动画制作教育背景的年轻人组成。使用一台小小的微软KINECT设备为游客开发出更自由更有趣的交互游览体验，是他们最近的兴趣所在。

两难

壁画数字化只是敦煌数字化的一个部分。在莫高窟，依山开凿的洞窟窟型结构、高窟特有风格的木胎泥塑，以及敦煌遗书，同样都是数字化的一部分。洞窟和彩塑的数字化复制相对更加复杂，因为这里涉及到三维重建。三维重建的技术路线在文化保护领域一直存有争论，没有简单统一的质量标准，在设备应用上也存在很多取舍和选择的难题。最重要的一点是，目前三维重建的技术实现时，会一定程度介入人工干预，这与文物重建时“忠实于原作”的原则存有矛盾。

文化保护的人为矛盾也从来都存在两种不同的对象应用，专业研究者和普通观众。敦煌数字化同样处于这样的两难之中。数字中心虚拟漫游研究室负责人李大丁每天用三五分钟往返于住所、办公室和餐厅。在地处偏远的这处大漠中，简约的生活和工作就这样直接地融为一体，远离物质时代的繁华。但就像这里的夏天干燥酷热、冬天撕裂冰冷一样，敦煌数字化的工作同样无法执两端而取中间，一方面是对莫高窟的留守和保护，一方面是要把这片昔日的人类文明地传播得更广更远。

敦煌地处偏远，人的精神状态却并不贫乏。千年前，从十六国、北魏、西魏、北周、隋、唐、五代、宋、西夏到元，十个朝代的神工巧匠开凿了“天衣飞扬，满壁风动”的神迹。千年后，随着敦煌学成为一门倍受瞩目的国际学科，敦煌从文物保护地质、环境监测、资源环境与文化、考古、历史、民俗、美术、摄影到数字媒体多个领域具有独特的世界影响力。

2011年8月19日，在“2011敦煌论坛”上，微软亚洲研究院向敦煌研究院捐赠了专门为敦煌莫高窟量身定制的“飞天号”，一个十亿级像素数字的相机系统。这个由微软亚洲研究院在十亿级像素数字相机系统原型基础上针对莫高窟的复杂性进行二次研发的拍摄系统，能够生成分辨率高达13亿像素的高质量图像，对比度高于1∶3,000,000，降低了拍摄难度，也大幅度提高了洞窟内壁画的拍摄效率。莫高窟佛龛和壁画文物的颜色、几何细节等高精度数字采集过程中遇到的诸多难题，正随着科技升级不断解决。在这片国际学术交流同样频繁且热烈的偏远大漠中，另一个敦煌的出现将不是神话。