穿越时空的“石窟”长廊背后：浙大这支文物数字化团队让国宝活起来

洛阳龙门石窟与山西云冈石窟同处一室，杭州飞来峰的布袋弥勒近在咫尺……当不同年代的石窟出现在同一空间，恍若一场穿越。

由中宣部、国家新闻出版署和浙江省委、省政府共同主办的盛世修典·“中国历代绘画大系”成果展日前在国家博物馆开幕。展览第三部分“创新转化 无界之境”中，“取像传真”板块深深吸引了不少观众。这座首次在国博呈现的穿越时空的“石窟”长廊，集中展示了丝绸之路沿线中国黄河流域、长江流域最重要的8座石窟的9组龛像。

作为“盛世修典”策展的创举，这是一场“让文物活起来”的生动实践。

在敦煌研究院等单位的大力支持下，浙江大学通过自主研发的全球领先3D高保真数字测量与重建技术，将列入世界文化遗产名录、世界八大石窟中的中国五大石窟和甘肃炳灵寺石窟、四川安岳石窟、杭州灵隐飞来峰石窟群等代表性龛像进行等比例复制。

这项以浙江大学为代表的中国石窟寺数字化保护20年的成果集结，实现了不同时代、不同类别中国文化遗产在数字时代的汇聚。

在构建人类命运共同体的宏大实践中，文物是中华文明走向世界的“金名片”。20余年来，浙大团队的足迹遍及全国24个省（区、市），已经实施150余项珍宝级文物数字化工程，为国家珍存了近300TB系统科学的文物数字档案，使石窟寺等不可移动的文物实现跨地域展览成为可能。

和时间赛跑

在中国代表性石窟寺的考古工作现场，总能看到李志荣的身影。

“文物和文化遗产承载着中华民族的基因和血脉，是不可再生、不可替代的中华优秀文明资源。”作为中国考古学会理事、浙江大学文化遗产研究院副院长，她每年有超一半的时间在田野一线。

在文物保护的进程中，有一项最终的不可抗力：时间。

随着时间推移，文物的本体难免会遭到自然力量侵蚀，其承载的历史信息会发生变化，甚至有消失之虞。比如石窟寺文物，不论石灰岩还是砂岩，都很容易受雨水、渗水等各种水的侵蚀。而岩体溶蚀，会使洞窟雕刻表面风化、形成碳酸钙堆积等各种令人担心的病害问题。因此，快速高效科学地记录、保全文物的全面信息，成为当务之急。

李志荣12年的工作伙伴刁常宇，这位浙江大学最早投身文物数字化实践的计算机领域学者，对自然之力导致文物信息消逝的感受则更直接。

作为浙江大学艺术与考古图像数据实验室副主任，刁常宇是文化遗产高保真数字化信息采集领域的专家。他提到，云冈研究院对云冈石窟的形变监测发现：在2015年1月到2016年3月之间，云冈石窟岩石风化脱落最深的地方，居然有5毫米。

这个速度，意味着什么？意味着，云冈石窟的一部分，在不远的将来，可能会从公众视野中消失。

同样的问题，不仅存在于云冈石窟，也存在于无数个文化遗产里。

“我们的工作就是和时间赛跑。”以李志荣和刁常宇为带头人，浙大文物数字化团队共有54人，一半以上是负责田野调查和数字化的工程师，还有15位是从事文物考古研究和数字化技术研发的专家。

1:1高保真3D复制的古阳洞四大北魏龛在浙江美术馆展览中

今年夏天，团队的4支田野小队分赴全国，为河南龙门石窟奉先寺、重庆大足石刻、山西五台山南禅寺与佛光寺，以及杭州广济桥进行数字化“复刻”工作。

这场争分夺秒的角逐，对象是强大的大自然。团队采用的多图像三维重建技术，通过对文物进行多角度拍摄，让计算机借助软件提取文物的“特征点”，借助算法计算出文物对象带纹理信息的三维模型，再结合激光数据，最终生成高保真的模型数据。

浙江大学是我国最早开展文物数字化技术研究的高校之一，自1997年起，该校与敦煌研究院合作，开展文物数字化保护和展示技术研发与实践，并逐渐形成覆盖完整的文物数字化技术体系。

2000年，在浙江大学鲁东明教授的鼓励下，刁常宇加入文物数字化研究团队。那一年，他将人工智能与艺术相结合，开发出敦煌石窟虚拟漫游系统，让人们能像玩3D游戏一样看敦煌石窟。这一创新系统还走进了当年的德国汉诺威世界博览会。

2010年，刁常宇博士后出站，恰逢浙江大学组建文化遗产研究院，他成为001号正式员工。

“计算机+考古”，是一种少有人涉及的跨界研究。如何理解考古界的理念，是刁常宇最大的难题。好在没多久，这件事因李志荣的加入而打开了局面。师从北京大学宿白先生，李志荣不仅具备扎实的考古学专业知识，更对数字化技术在考古领域的应用有着自己独特的理解。

“她把每一个数字化项目，都当成技术进步的新尝试。”重庆大足石刻研究院原馆长黎方银回忆，去年双方合作对大足北山第245龛进行数字采集和等比例3D高保真数字打印。“浙大团队已开展过很多项目，技术上非常成熟，起先我们都觉得，在大足无非就是再一次的技术复制。”但他没有料到的是，李志荣坚持，即使时间再紧也不能简单重复以往，要尝试更新的技术。

后来，在“中国历代绘画大系”阶段性成果展重庆站的展厅中，当这龛高近5米、宽近4米，人物多达500多尊，器物多达200余件，与原作毫无二致的造像呈现在观众面前时，引来无数人的驻足称奇。

这些存在了上千年的文明遗存，得以保持当下的姿态，继续在历史长河中前行。“浙江大学文物数字化团队，是真正把技术与文物保护进行结合的实践派，从数字化技术到文物保护研究，形成了一套成体系的研究成果。”复旦大学文物与博物馆学系教授王金华说。

深山“面壁者”

在敦煌研究院的墙上，有这样一段话：“历史是脆弱的，因为她被写在了纸上，画在了墙上；历史又是坚强的，因为总有一批人愿意守护历史的真实，希望她永不磨灭。”

2000年，就读于浙江大学计算机专业的刁常宇第一次来到敦煌。最开始，眼前残损的壁画，远不如美景与羊肉串更有吸引力。但第一次田野工作的经历和之后十多次的敦煌之行，改变了他的认识。“那些线条、色彩逐渐成了我身体的一部分，脑子里会不断出现它的画面。”刁常宇说，顿悟的那一刹那，眼前的壁画变得如此之美。 

在敦煌，刁常宇首次将“多图像三维重建技术”应用在了“文物出土现场保护移动实验室”。此后，双方有近20个项目的合作。2020年，刁常宇参与的多元异构的敦煌石窟数字化保护关键技术研发与应用推广项目，获得了当年甘肃省科技进步奖一等奖。

到今天，考古界已经有了共识，运用前沿学科的最新技术分析我国古代遗存，使中华文明探源有了坚实的科技分析依据，拓展了我们对中华五千多年文明史的认知。

面对新技术，李志荣有一种“考古”意义上的开放态度：数字化技术的介入和帮助，无疑使考古调查和记录工作更有效率。特别就石窟寺考古而言，数字技术应用使测量和绘图环节省下很多时间，让考古工作者更加专注于对考古遗迹和遗迹关系的观察和研究。

工程组负责人黄硕是2009年加入浙大文物数字化团队的。他曾经的专业是三维动画设计，黄硕将这种交叉融合形容为一种“升维”。他见证了十几年来，文物数字化技术从探索起步到今天走向展览的历史。

2012年初夏，李志荣、刁常宇带领团队成员来到宁夏固原，与宁夏考古研究所、须弥山石窟文物保护研究所联合团队，翻越陡峭的山崖，第一次将文物数字化的考古方法用于须弥山石窟考古工作全程。此后经历了两轮田野工作和漫长的编纂过程，8年后，首本石窟寺数字化考古报告——《须弥山石窟考古报告》付印。

八年磨一剑。最大的挑战，来自一开始学术界对新技术新方法的质疑。

仅针对一幅洞窟的正射影像图，黄硕就曾和校审编辑有过一场“拉锯战”。须弥山第46窟中心柱西壁的正射影像图的中心柱边缘呈明显的倾斜，而基于传统测量经验，编辑认为这可能与现场状况不符。

尽管提供了大量现场采集素材，新技术的准确性仍难以自证。黄硕干脆和编辑一起跨越大半个中国，带着铅垂线，到须弥山实地测量验证。洞窟里，随着铅垂线静止，其与中心柱呈现出明显夹角，证明实物本就存在倾斜。

这一刻，黄硕心中的石头总算落下。

“考古是良心活，把细节做到极致，成果才有永久保存的价值。”李志荣不怕质疑，她怕的是固步自封。

奉先寺摄影测量数据采集现场

龙门石窟研究院院长史家珍对李志荣印象深刻。审读考古报告时，李志荣一个字一个字地“抠细节”，到现场作业。在龙门石窟数据采集的一年多时间里，她数次到现场，从古阳洞到火烧洞，再到现在进行中的奉先寺，每个洞窟里为考古修复和数据采集搭建的脚手架，她都一级级地攀爬过。

在李志荣看来，即使采用了最先进的设备，文物数字化仍然是一项十分艰苦的工作，需要靠人艰苦实施。

数字化工作者面对复杂文物，要进行一张张照片的拍摄和一线一线地扫描。每一张照片、每一处激光扫过的线和面，都凝结着一种愿望，那就是更近一些、更细一些、更全一些，把那些经历岁月、前人创造的一切，留住。

这也让这项工作如同一场无止境的“面壁”。驻扎龙门石窟一年半时间，90后数字化工程师廖剑、刘治维在考古现场从事数字化回归的第一步——采集文物数据信息。

在古阳洞，他们将60公斤的“关节臂三维激光扫描仪”抬上脚手架，如雕花一般对洞内进行扫描，精度可达0.03毫米，比一根头发丝还要细。每天，他们还要把环形闪光灯架在相机上，不断选取角度、按动快门，以寻找更多“特征点”供计算机分析、重建。为精确还原石窟，每两张图像的重合率要达到75%以上，这意味着平均1平方米的范围要拍下超50张照片。拍完整个龙门石窟奉先寺，照片超10万张。

那些曾经位于海陆丝绸之路重要站点的文化遗存，今天很多深藏在远离城市喧嚣的深山沟谷中。廖剑记得在须弥山石窟工作时，他们借住农民家，4个汉子挤在一张炕上，1个月才能到镇里洗一回澡。

卢舍那大佛数字化田野检查数据

黄硕体会的是另一种“面壁”。在云冈十二窟项目中，由于数据量庞大，他连续3年的除夕都在加班中独自度过。冬日最冷的夜里，他操作30多台计算机并行运算，屏幕的冷光映在镜片上，整个办公室只有机器运转的嗡鸣声。

日复一日，最大的考验是枯燥与孤独。工作间隙，廖剑喜欢爬上脚手架最高的一层，躺在拱形窟顶之下仰望，看得久了，眼前造像飘逸的衣裙、灵动的身姿仿佛活了过来，一双双眼睛穿越千年，与他对视。

用数字化手段重现传世文物，也为所有人铺就了一条与古代文明神思交会的路。

最好的时代

刁常宇曾给学生讲过一个故事：旅行者1号探测器飞行13年后，在距离地球约60亿公里的地方，回头拍摄了一组太阳系全家福。这当中，地球只是一个蓝点，占了大约一个像素的位置。

“在宇宙的时空维度中，人类如此渺小。但我们所做的，是为未来的人类留存一个浪漫情节，正如那个蓝点。”这是工科生刁常宇独有的诗意。

文物数字化这份跨界工作，他已经做了20年。当年计算机专业的同学，很多已成为各大互联网公司的高管和技术大咖，不少企业也多次向他抛来橄榄枝，以当下几十倍的薪资重金相邀。

“说没动摇过是假的，但我还有很多更有价值的事要做。”刁常宇说，学科交叉行至今日正迎来“窗口期”，未来以大数据、人工智能为导向，针对“中华优秀传统文化创造性转化”等方向，更系统、深入的跨学科研究大有可为。

当下，文物保护已进入最好的时代。随着“中国历代绘画大系”等传世文化工程的深入开展，浙江大学依托丰厚的学科资源优势，综合运用5G、云计算、动作捕捉和增材制造等最新科技，为实现古代艺术遗迹和文化遗产的数字化保护、数字化重现及数字化虚拟体验，推进中华优秀传统文化的创造性转化、创新性发展不断探索。

让一千年以后的人，仍然可能通过我们的记录，了解历史中的人，感知他们的日常生活和内心世界，李志荣说，这是她的愿望。为了追求原真记录文物本身，她给团队定了很高的标准。

在黄硕印象中，无论凌晨几点给李老师发邮件，她总能当即回复，第二天一早又第一个起床上工，“我们甚至不知道她是什么时候睡的。”

李志荣难忘当年在须弥山石窟考古时，当她向宿白先生呈上数字化试验的成果时，宿先生几乎是刹那间就理解了新技术能给石窟寺考古带来怎样的进步，每天都针对现场的实际情况进行指导。在先生家的墙上，一直贴着一幅须弥山壮美全景图，直到辞世也从未摘下。

这样的传承，也在年轻一辈中延续着。陈筱博士、陈晶鑫博士已经成为浙大文物数字化团队考古研究的重要力量。更年轻成员的加盟，正在成为团队创新不竭的源泉。

去年，浙江大学艺术与考古图像数据实验室入选教育部首批哲学社会科学实验室（培育）。今年3月，博士后刚出站的李敏，正式成为这所文科实验室的001号实验员，这也是继刁常宇加入的12年后，浙大文物数字化团队迎来的首名自主培养的计算机专业科研工作者。

奉先寺北壁流散佛首寻探原位

这种历史的循环，让刁常宇有特别的感触。

看着90后的李敏，他如同看到曾经的自己。此前，对半透明、透明材质文物的数字化，一直是团队想要攻克的难题，刁常宇把这份最艰巨也是业界最前沿的课题交给了她，如同把团队的未来，交到了接棒者的手上。

近年来，浙江大学以中国古代绘画和丝绸之路沿线遗址文物为主线，大规模开展系统的文物图像数据资源收集工程，这一路径已延续至海外。

2019年，团队受中国文化遗产研究院邀请，在他们主持的震后尼泊尔重建工程中，为加德满都杜巴广场九层神庙建立了数字化档案。一年后，团队又与云冈研究院合作，打造全球首例可移动3D打印复制洞窟，云冈石窟第12窟落地浙江，“云冈石窟行走世界”全球巡展蓄势待发。

未来，还有更大的期待。刁常宇已开始带领团队，着手探索文物数字化更多展示和利用方向，游戏、VR体验、元宇宙……

“近些年，我们为国家积累了大量数据，目标是打造一流的图像数据中心，建立文物数据资源的国家级平台。”浙江大学文化遗产研究院院长刘斌说，平台面向公众开放，将来人们可以像逛图书馆一样，浏览文物数据。

他们希望，打开一条穿越千年的通道，让这些蕴含着国家民族深刻记忆的优秀传统文化的光芒，映照当代人的内心。

如同宇宙中那个蓝点，成为人类生生不息的精神家园。

来源丨浙江新闻客户端

责任编辑丨顾俊丽

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