5月11日傍晚,习近平总书记来到大同云冈石窟考察历史文化遗产保护工作。

“昨天现场风很大,总书记的到来,让我们备受鼓舞。”回忆起当时的场景,云冈石窟研究院数字化室主任宁波仍然激动不已。

“作为从事文物保护的科技工作者,我们将加倍努力,用现代科技保护好珍贵的文化遗产,更好地让千年石窟‘活’起来。”宁波5月12日在接受科技日报记者采访时说。

三维扫描数字摄影 为千年石窟存立体档案

云冈石窟位于山西省大同市西郊的武周山南麓,距今已有1500余年历史,是我国规模最大的石窟群之一,2001年被联合国教科文组织列入《世界遗产名录》。

长期处于自然环境中的石窟,难免受到风霜雨雪的侵蚀,面临风化剥蚀的威胁。为尽可能降低自然风化对石窟的影响,文物科技工作者绞尽脑汁。“但现有的技术水平,难以完全阻挡自然风化的进程,更多的是延缓。可能10多年后,石窟的样子就会有所变化。”宁波指出。

因此,在进行实体保护的同时,尽早地采用数字化的方式为石窟保存立体档案,把它们的信息完整地保留下来,显得尤为紧要。一方面,能够让更多的人欣赏到石窟之美,同时,也为后续的保护修复留下了重要的历史资料。

据介绍,云冈石窟数字化工作起步于2003年。通过与多家高校及科研院所长期合作,逐步形成了以三维激光扫描与数字近景摄影测量为主,数据采集达到毫米级精度的数字化技术路线,在石窟雕刻的数字化获取、存储和展示等方面进行积极探索。

云冈石窟共有254个窟龛,主要洞窟45座,造像59000多尊。在宁波看来,对如此众多的文物进行数据采集是一项非常有挑战性的工作。不同于壁画等平面文物的数据采集,云冈石窟的佛造像属高浮雕,有极强的空间深度感,但这也意味着扫描和测绘难度更大,对精度的要求更高。

“经过不断摸索,我们采用三维激光扫描等技术,数据采集精度达到0.03毫米,经过后期软件处理,可以极为丰富地还原石窟的细节。在虚拟世界中,较为逼真地呈现出洞窟的立体景象。”宁波介绍,经过10多年的努力,目前已经完成了三分之一的云冈石窟数据采集工作,建立了非常庞大的数据库。如何更好地对海量数据进行运算处理,是目前正在攻关的方向之一。

比对毫米级精度数据 让石窟监测更精细

三维激光扫描技术不仅可以用来为石窟建立数字档案,还有助于更为细致地了解石窟的现状和变化。通过对相关数据的比较分析,可以让石窟监测更细致。

一直以来,业内对砂岩质文物表面风化速度的表达往往都是“严重”“快”等定性词语,缺乏定量数据的精确佐证。

“利用三维激光扫描技术可以获取石窟表面毫米级精度三维数据,定期测量对比相同位置的形变量,可以计算出石窟表面的风化速度,对石窟风化情况有