聚焦数字经济博览会 | 李德仁院士：“数字敦煌”，让文化遗产在数字空间永生

燕赵都市报纵览新闻记者 旭光

敦煌莫高窟，一座艺术的宝库。去过那里游玩的朋友，都知道一个固定的流程——先在莫高窟的数字展示中心观看两部数字电影《千年莫高》和《梦幻佛宫》，再乘坐摆渡车前往实地观赏真正的洞窟。

在11月15日举行的2022年中国国际数字经济博览会“文化数字化战略发展高峰论坛”上，摄影测量与遥感学家、中国科学院院士、中国工程院院士、国际欧亚科学院院士李德仁，以敦煌莫高窟为例，作了“让文化遗产在数字空间中永生”的主题报告。

为什么要文化遗产“数字化”

“一带一路”包含122个国家，拥有世界文化遗产535处，占世界总数（1092处）的49%，四大文明、五大宗教全部诞生于这条路线之上。但受各种客观因素的影响，加上分布广泛，科学保护手段较为欠缺，致使部分文化遗产正在加速消亡，实体修复保护性破坏也时有发生。

敦煌是丝绸之路上中国通往中东、亚欧等地的必经之地，是古希腊文明、波斯文明、印度文明和中华文明的桥梁与融合地。敦煌莫高窟始建于公元366年，现存洞窟735个，其中492个有壁画彩塑，这部分面积4.5万平方米，彩塑2415尊。1000多年的历史长河中，经历了地震、氧化、风沙等自然因素的侵蚀，以及过度旅游开发的人为因素，致使部分壁画损坏，彩色雕塑毁坏、变色等。

如何在满足游客需求的同时，最大限度的保护好文化遗产，是几代莫高窟人不断思考的话题。“文化遗产不能再生，也不可永生”，一生从事敦煌遗产保护工作的敦煌研究院名誉院长樊锦诗，早在上世纪80年代末便提出了“数字敦煌”的设想，并于2003年的全国政协会议上，提交了《关于建设敦煌莫高窟游客服务中心的建议》，通过数字影院和球幕影院等现代化的手段，向游客全面展示莫高窟的历史和文化艺术。

2014年8月，敦煌莫高窟数字展示中心建成启用，降低了游客对洞窟环境的不利影响，丰富了游客的旅游方式和内容。

“数字敦煌”的建设

“利用最新的测量、遥感、计算机视觉、AI、VR/AR、云计算等技术手段，重建数字文化遗产，让文化遗产在数字空间中永生。”11月15日的高峰论坛上，李德仁院士如是说。

据李德仁院士介绍，为了建设“数字敦煌”，他们首次采用了无人机倾斜摄影的方式，总计飞行188架次，拍摄了30万张倾斜影像，获取了敦煌及周边大约60平方公里完整的高清度地表数据，建立了莫高窟及周边实景三维模型，其中核心区域分辨率达到1厘米，周边区域2-3厘米，构建了莫高窟“九层楼”“小牌坊”等标志性建筑。

洞窟方面，利用地面激光扫描仪，建立了洞窟三维模型，分辨率达到0.5毫米。“158窟的涅槃佛陀，长15.6米，我们作了18个地面激光扫描站点，由210万个三角形重建的几何模型，超过300张照片进行纹理映射；254窟中心柱洞窟结构，高达1600万个三角形，纹理量达到18GB。”李院士说道。

李德仁院士说，精确的三维模型，还可以对保护文化遗产提供重要的依据。他们在实际工作中，测量出有些洞窟的墙壁只有0.391米厚，这意味着比较脆弱，“莫高窟的崖体，表面材质大多是砂砾岩，胶结性差，较为松散。定期观测、分析和存档崖体的变化情况，及时提供预警，确保洞窟和游客安全。”

“数字文化”对考古学意义重大

“数字敦煌”的作用，不仅仅可以保护这些珍贵的历史文化遗产，还在考古学方面具有重要意义。

现在的莫高窟壁画，颜色已经暗淡了很多，部分佛像变黑较为常见，那么，千年之前它们究竟是什么颜色呢？“根据已有的文献，古代画师一般采用红色和白色的复配颜料描绘肤色。我们通过研究壁画矿物质颜料成分和颜料色彩老化机理，对颜色整体进行反演，建立不同矿物质同步辐射图库。在老化实验中，复配颜料采用铅丹与铅白1：30的配比，随着老化的进程，样品逐渐由肤色变成了黑色，每5天取一个样品，老化周期共60天。根据这个规律，便可以把壁画还原到当年美丽的颜色。”李院士说道。

李院士还根据壁画的颜色搭配和线条形状的绘画风格，以及敦煌“飞天”的演化过程，提出一种基于“创作时代”集群的绘画风格分析法，科学、客观的区分敦煌壁画的时代风格，“比如205窟的壁画，它的时代在考古学中仍然存在争议。但通过机器学习判断，认为盛唐的概率为100%，中唐的概率为0%，帮助我们自由穿梭于千年石窟之中。”

除了敦煌莫高窟外，李院士和他的团队还对云冈石窟进行了数字化。其中第13窟整窟数字模型由28.34万张照片（约14万亿像素）重建，精度优于0.5毫米，数据量高达500GB，这是全球首次对于如此大体量洞窟进行高精度整体三维重建。

“建议国家设立‘一带一路’数字文化遗产科学工程，维护国家文化安全，弘扬文化自信，促进文化繁荣，推进数字创意产业发展，服务国家战略性新兴产业，促进学科交叉，带动技术进步，保护文化遗产永生。”李院士最后说道。