莫高窟第148窟壁画数字化采集现场。
敦煌莫高窟官方虚拟人“伽瑶”。以上图片均为敦煌研究院提供
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【资料图】
党的二十大报告提出：“实施国家文化数字化战略”“加大文物和文化遗产保护力度”。
从30个洞窟整窟高清图像和全景漫游节目全球共享，到“云游敦煌”微信小程序超过2亿人次参与线上互动，再到数字敦煌文化大使“伽瑶”上线，经过多年努力，敦煌研究院已建立起一整套文物数字化采集、加工、存储、展示等关键技术体系，形成海量数字化资源，实现了中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展。
敦煌莫高窟前，利用AR技术生成的九色鹿正悠闲散步。一名游客走上前去，伸手轻抚鹿身。“再往左靠一点，好！”敦煌研究院讲解员张瑞芝点击手持终端的拍摄键，定格这一瞬间，“照片可以导入游客微信，随时查看。”
精美绝伦的壁画，栩栩如生的彩塑，翩跹起舞的飞天……跟随讲解员，沿“飞天”专题线路游览，既能参观实体洞窟，又能在虚拟的AR内容中和九色鹿合影，与飞天互动。“基于‘数字敦煌’的海量数字资源，结合空间定位、虚实融合等技术，相当于在莫高窟创造了一个虚拟孪生世界，实现了‘窟内文物窟外看’的新尝试。”敦煌研究院文物数字化研究所所长俞天秀说。
把文物原原本本搬进电脑里
数字赋能开辟新路径
“采集、拼接图像，进行数字化，简单说，就是为莫高窟拍照片、洗照片。”在敦煌研究院文物数字化研究所，俞天秀边工作边说：“也就是把洞窟、壁画、彩塑等与敦煌相关的文物，通过高精度摄影录像，生成数字图像。”
想将敦煌文物原原本本搬进电脑里，过程可不简单。“先要设计周密、完善的数字摄影采集方案，综合考虑洞窟大小、形状及损坏程度和摄影难度系数，对方案进行科学论证。然后使用定制轨道、摄影车等专业设备进行拍摄。最后运用拼接法，将上千幅原始图像拼接成一幅完整的图像。”走进第138窟，俞天秀指着正拍摄的设备说：“拍摄时，必须采用恒温冷光源，确保人为影响降到最低。”
“采集工作，不仅枯燥，而且辛苦。”从事数字化采集、拼接工作已15年的安慧莉说，进入小小的洞窟，动手组装仪器、铺设轨道，腾挪都在方寸间，既要保证拍摄精度，还要避免伤害壁画。“必须很专注、很小心。”安慧莉说。
采集不易，拼接更难。“每张照片都是某个局部，我们要做的，就是拼接出完整的壁画。”安慧莉说，这类似拼图游戏，都是人工操作，盯着屏幕，一点点修正。拼接误差需要控制在毫米间，就是人物的根根发丝，也要“无缝对接”。
完成这项工作，需要投入大量人力。以一个80到100平方米的中型洞窟为例，摄影采集组需要4到5人，拼接小组需要5到6人。以10个人为一组，完成全部工作需要3个月。“刚开始，一年只能拍2到3个洞窟。”俞天秀说，随着条件改善，现在一年可以拍20多个洞窟，拼接10多万张图片。
将彩塑、壁画数字化，在国内，莫高窟是先行者。“一开始既没经验，也无参考。后来经过实践探索，研究院总结、制定出一套规范的工作流程，形成了采集、加工、存储等方面的13个标准。”俞天秀说，这些标准得到上级部门的充分肯定。数字化之后的莫高窟，不仅能让更多人便捷地领略莫高窟的魅力，而且能够永久保存。
场景化全面呈现敦煌文化
活化利用拓展新舞台
“采集、拼接到底有啥用？”安慧莉曾经这样问自己。直到2014年，《梦幻佛宫》大型球幕电影上线，震撼了包括她在内的很多人。
《梦幻佛宫》是“数字敦煌”的产物之一。它是全球首部以石窟艺术为表现题材的超高清8K数字球幕电影，时长20分钟，对莫高窟最具艺术价值的7个经典洞窟进行了全方位展示。“置身影厅，宛若游于洞窟。”安慧莉说，每一尊彩塑、每一幅壁画，就连人物唇角笑意的深浅，都分毫不差。看着熟悉的洞窟在眼前“复活”，安慧莉有种说不出的激动，“原来我们的努力，能变成游客眼中的敦煌。”
“除了《梦幻佛宫》，我们还制作了主题电影《千年莫高》。”今年85岁的敦煌研究院名誉院长樊锦诗说，在莫高窟数字展示中心一期，看完这两部电影，再进入实体洞窟参观，可以提高游客的体验感。目前，莫高窟数字展示中心二期工程正在加紧建设，预计明年完工，“二期将利用最新技术场景化呈现敦煌文化，让游客更加全面了解敦煌。”
“数字敦煌”展览中，1∶1实景洞窟三维模型的构建，将远在大漠中的千年瑰宝展现在世人面前。观众可以戴VR眼镜体验洞窟虚拟漫游；全球网民只要点点鼠标，就可以进入“数字敦煌”资源库，高速浏览超高分辨率图像，并对30个洞窟展开720度全景漫游。
敦煌研究院院长苏伯民说，研究院不断提高科技创新能力，为每一个洞窟、每一幅壁画、每一尊彩塑建立了数字档案，“让敦煌壁画、彩塑信息永久保存、永续利用。”
截至2022年底，敦煌研究院已完成289个洞窟数字化摄影采集，178个洞窟图像处理，45身彩塑、140个洞窟、7处大遗址三维重建，162个洞窟全景漫游节目制作，5万余张档案底片的数字化。所有数据都按规范建立数据档案，为学术研究和多元利用提供更多可能。
“‘数字敦煌’做到了原真性地记录图像、色彩等信息，进而支持敦煌学的相关研究。”苏伯民说，未来，利用人工智能等技术，对数字图像进行解析，可以拓展新的研究领域和方向。
虚拟人“伽瑶”吸粉无数
全新技术助力新发展
今年春节假期，一名来自敦煌莫高窟的“小姑娘”，受到众多网友喜爱。
“小姑娘”名叫“伽瑶”，是敦煌莫高窟官方虚拟人，其原型来自莫高窟壁画中的妙音鸟“迦陵频伽”。“技术团队结合动作捕捉、面部驱动底层算法优化等多领域技术，让‘伽瑶’不仅能实时做出表情，而且连头发、衣服、配饰都能像现实中一样随风而动。”敦煌研究院融媒体中心负责人杜鹃说，“伽瑶”兔年新造型中的一款配饰项链是参考莫高窟第407窟“三兔共耳”图案设计的，其镶嵌工艺、腰带的打结方式等，都参考壁画和史料进行还原。
苏伯民说，作为文博IP官方虚拟人，“伽瑶”以洞窟壁画讲解、展览虚拟直播、舞蹈演绎等多种方式，带领国内外观众体验和了解敦煌文化，“为确保文化内容的专业性和准确性，‘伽瑶’每一次讲解和直播的脚本，研究院都会组织专家学者反复打磨。”
去年底，全球首个基于区块链的数字文化遗产开放共享平台——“数字敦煌·开放素材库”正式上线，来自莫高窟等石窟遗址及敦煌藏经洞文献的21类壁画专题6500余份高清数字资源档案向全球开放，为学者、文化爱好者以及艺术创意者打造一站式的敦煌文化共享平台。
“素材库以开放、共创、共享模式，实现了文物数字资源的有效利用和可持续发展。”苏伯民说，所有素材都来自敦煌研究院的数字化采集和研究成果，每一份高清图像都是源于石窟遗产地的第一手资料，均备注了相应的学术介绍说明。
成立文化遗产数字创意技术联合实验室，开展流失海外敦煌文物数字化复原项目，推进敦煌藏经洞数字资源平台建设，升级“敦煌遗书数据库”系统……“实现传统文化、数字技术和广大用户的互联互通，让敦煌文物数字化成果广泛惠及社会。”苏伯民说，借助互联网平台和技术，“数字敦煌”正在向国际社会传播中华灿烂文化。
