日期：2016-1-14（原创文章,禁止转载）
数字敦煌360度漫游拍洞窟 球幕电影可放大画面
数字敦煌 同样的神奇与魅力
今天，很多前去莫高窟游覽的游客可能沒有考慮過這樣一個問題，千年以后，這個曠世瑰寶還能否存在于世？
事实上，莫高窟从发现至今一直受到自然环境破坏和洞窟本体老化的“双重威胁”。“对这种老化的趋势，我们只能延缓，不能逆转。” 敦煌研究院院长、著名学者樊锦诗这样说。敦煌石窟有870多个洞窟、3000多身塑像、5万平方米壁画等珍贵文物。如何让“莫高窟”在千年之后依旧留存？一场运用现代科学技术全力保护莫高窟，并与时间赛跑的规划开始实施。逐渐老去的洞窟每一个前去莫高窟游览的人都知道这样一则信息：每天进入洞窟游览人群携带的湿气和二氧化碳，将对壁画岩体产生氧化作用，从而加速莫高窟衰老。但是，每一个人却都想亲身进入洞窟、亲眼欣赏这人类文明中留存于世的历史印迹。
“今天看到的洞窟，正在老去。”敦煌研究院數字中心主任吳健對說。1600多年來，以壁畫泥塑為主的莫高窟文物本身已經非常脆弱。過去有一些人為的破壞，但經過很多年的科學保護，人為破壞已經基本得到控制。可是，莫高窟還面臨難以控制的自然破壞。一位導游告訴，在旅游旺季，洞窟內可以聞到濃濃的汗味，時間長了會頭暈。監測表明，15個人在一個洞窟停留10分鐘，洞窟溫度會升高5℃，二氧化碳濃度也會大幅提高。研究表明，洞窟如處于恒定環境，其中的壁畫和彩塑就利于保存。游客一旦過量，必然加速壁畫和彩塑的損壞。
“我們拿出1908年拍攝的莫高窟壁畫照片，和現在的壁畫照片對比后發現，100多年之間，變化非常大。現在的壁畫很模糊，在不知不覺中，壁畫的顏色在逐漸褪去。雖然我們有一支能力很強的文物保護隊伍，對于壁畫雕塑每年都要進行主動性預防保護，延緩莫高窟的老化。但是壁畫和人一樣，不可能永葆青春。”吳健不無遺憾地講道。如何將現有的文物信息準確記錄下來，同時保護文物，這就是莫高窟研究者為之探討的課題。上世紀90年代，初次接觸電腦三維動畫并驚呼“大開眼界”的樊錦詩，突然產生了一個想法，可以為敦煌石窟的每一個洞窟、每一幅壁畫、每一尊彩塑都建立一個數字檔案，最終形成數字化的敦煌壁畫展示中心，解決旅游開放和文化遺產保護的兩難問題。
“1908年第一张敦煌石窟照片诞生，这幅照片使我们见证了上世纪初一个重要的、真实的历史事件――敦煌藏经洞发现中的一幕，足以证实摄影的独特功能是其他表现形式无法替代和描述的。”吴健在2011敦煌论坛文化遗产与数字化国际研讨会上发言时的这段话，引起在场各国专家的共鸣。什么是数字敦煌？在敦煌研究院数字中心的电脑上，看到这样一幕：工作人员轻点鼠标，莫高窟艳丽的石窟就迅速展现在我们眼前。随着鼠标的滑动，洞内佛像的每一个细节一览无余。由于采用了360度全景式模拟的方式，平常游客参观时无法欣赏到的部位，比如佛像的背部，以及洞窟的后壁，都可以清楚地看到，这就是数字敦煌的一部分。吴健告诉，数字敦煌，主要就是利用摄影和计算机技术相结合的办法，把珍贵的敦煌文物资料采集存储下来。说起来容易做起来难，在数码照相机问世之前，敦煌研究院曾对莫高窟第196号窟进行过拍摄。“当时只能使用135相机进行拍摄，但胶片在冲洗、扫描过程中，存在影像信息可能丢失的情况，而且图像的精度达不到1∶1输出的要求。”吴健说。
“2000年，有了數碼相機。我們購買了當時世界上最先進的柯達相機，800萬像素。目前，我們拍攝的圖片質量是300DPI，不僅可以滿足原大出版，輸出可以達到1∶1，而且可以高清記錄壁畫信息。”但是，壁畫本身是平面二維，用單幅相機無法拍攝。洞窟環境非常復雜，洞窟里面光線陰暗，一般的照相機對于拍攝窟頂、塑像、佛龕都無能為力。于是，美國西北大學和敦煌研究院合作開發“多視點拍攝與計算機結合處理”解決這一難題，通過一個軌道，多點、分層拍攝，最后通過計算機來合成。避免了單幅拍攝壁畫時變形的情況。對洞窟的拍攝并非一個部分只拍一張照片，而是根據洞窟形制選取不同的節點拍攝。每個節點分為60度，45度，0度，-45度，-60度五圈場景組成。拍攝時的節點位置，就是游覽者的位置。游客可以在不同位置，向不同的方向看，也可以放大某個局部仔細研究。由于采用仿自然光的燈光效果，所以游客在觀看時光線十分柔和，基本與自然光線下的觀看效果是一樣的。與此同時，數字中心還對洞窟進行VR虛擬漫游――把洞窟在一個或者多個視點上全景式360度漫游拍攝，全方位記錄洞窟所有信息，包括頂和地面。吳健表示，在敦煌壁畫的數字化作業中，實現高精度，色彩逼真的數字壁畫采集、存儲及處理，是數字敦煌的基礎；而將虛擬漫游技術及三維測量重建技術結合進來，實現了洞窟的逼真再現。當然，這是一項復雜而又繁瑣的工程。在敦煌研究院數字中心圖像處理室，20余名工作人員正在緊張工作著，他們正在進行圖像后期拼接環節。以61窟為例，一個壁面需要4000張以上的圖片進行拼接才能誕生一面和原壁面等大的圖像，這里的工作人員一天只能拼接15張左右。接下來還要進行定位測量，通過定位測量，要求誤差在正負1毫米。工作人員楊靜介紹，莫高窟數字化要求圖片都是檔案級別的，在拼接完成后還要進行3-4遍檢查驗收，達到自然光下肉眼壁面的效果才算成功。在莫高窟332窟看到，工作人員正在對清代三世佛進行三維環繞掃描。工作人員介紹，一個半月時間只完成總工作量的三分之一。所有精益求精的努力只為一個目的：用影像的形式保存一個原汁原味的莫高窟。
“如果有一天，莫高窟不復存在，我們有最完整、真實的資料數據。”數字技術 讓敦煌久遠長存更多人關心的是，數字敦煌將如何保護這些即將逝去的珍貴文物？將來會不會關閉洞窟？吳健表示，敦煌石窟的數字化，首先是為了搶救珍貴的文物信息，使之得以永久真實保存；同時還可為敦煌學研究提供準確詳細的資料；制作虛擬洞窟供游人參觀，為緩解石窟開放壓力、保護壁畫提供了技術保障。有一點可以肯定，保護的目的是為了更好地開放，不會影響洞窟實體開放。未來游客在赴莫高窟參觀時，首先會在距離莫高窟10余公里遠的游客服務中心，通過虛擬漫游廳觀看典型洞窟的展示，再由專業導游帶領參觀實體洞窟。在虛擬漫游廳中觀眾能身臨其境、細致入微地觀看洞窟建筑、彩塑和壁畫，還可以利用多媒體展示，滿足多種參觀需求，獲取敦煌文化信息，然后再去洞窟實地感受，這樣做可以減少游客在洞窟內停留的時間。最值得期待的是，球幕電影將在數字化中運用，這是全球首次在人文景觀中運用該技術。游客在球幕影院里，將置身真正的洞窟之中，四周的墻壁、屋頂乃至地板都將投射成洞窟的模樣。在影院內，還可以盡情欣賞10個不同朝代的特級洞窟。“數字敦煌”和真實的莫高窟各有味道，“數字敦煌”不是讓游客看掃描的照片，而是看與真實洞窟等大的球幕，甚至可以把洞窟穹頂上看不清的畫面點擊放大觀看，這在真實的洞窟中是不可能實現的。當然，如果你在家里，通過虛擬漫游可以在電腦上對洞窟進行全方位的觀看。對于莫高窟文化的弘揚而言，數字化可以將莫高窟“搬”到任何一個地方，讓更多的人了解她。吳健表示，數字化除了保護存檔外，還可以用到學術研究、考古測量、臨摹壁畫等多個方面。初冬季節，莫高窟數字化建設正在緊張進行。在44窟壁面軌道拍攝現場，吳健，這個堅守莫高窟30年的執著藝術家輕聲說道，背后的洞窟里散發著我們無法想象的歷史，璀璨奪目的敦煌石窟已歷經1600余年，我們要讓這浩瀚的人類奇跡、世界文化遺產久遠長存。一個全新的“數字敦煌”系統工程正在構筑。我們相信，在不久的將來，高保真數字影像將會全息地留住敦煌洞窟的真顏，她的光芒還會永久四射。
