黄前锋门窗十大品牌（右）、张帆（中）与敦煌研讨院作业人员在进行扫描作业。

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运用现代拍照丈量与遥感技能，对敦煌莫高窟进行三维数字重建，然后完结"窟内文物窟外看"——敦煌研讨院与武汉大学两代研讨人员10余年来的接续攻关，让文明遗产在数字化维护与传承中敞开光荣，使越来越多人感受到敦煌石窟穿越时空的文明魅力。

一道斑斓的木门翻开，满墙岩画映入眼帘，飞天画像衣袂飘飘，服饰纹样纤毫毕现；视角转化，石窟内现象一目了然，模糊间与前史"打了个照面"。

这不是在敦煌，而是在武汉大学数字文明遗产研讨中心的作业室里。研讨中心成员、武大测绘遥感信息工程国家重点实验室教授黄前锋轻点鼠标，石窟的立体模型出现在电脑屏幕上。这项数字化技能"克隆"出的三维模型简直无一形变，而且应用于莫高窟数字展示中心球幕影院播映的高清影片，让观众可以观看石窟细节。

"窟内文物窟外看"的效果，凝聚着敦煌研讨院和武汉大学两代科研作业者10多年的接续斗争。

历经年月腐蚀，文物维护时刻急迫

2006年，武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室教授朱宜萱作为丈量参谋，为志莲净苑的数字化维护工程进行终究检验。

志莲净苑是一个仿唐木构梵宇修建群，以敦煌莫高窟第172窟岩画为蓝本制作而成。朱宜萱带领团队对它的每个构件进行了数字化处理，在核算机中再建了一座三维动态数字化志莲净苑，通过虚拟周游体系，可以展示修建物的原始样貌。

当年，时任敦煌研讨院院长樊锦诗受邀担任志莲净苑修建参谋，两位年近古稀的学者一见如故。上世纪60年代，朱宜萱曾作为国家测绘总局榜首分局的队员，赴敦煌进行航空拍照丈量作业。

其时，敦煌的文物维护作业刚刚起步，许多洞窟连门都没有。可朱宜萱却在洞窟内停步好久——她榜首次近间隔观察到飞天岩画，感到自己似乎在与前史对话："那是无须言语的沟通。"

但是，因为各种因素的影响，石窟内有两成岩画现已不同程度受损。第156窟的墨书《莫高窟记》，上世纪60年代尚依稀可见，现在现已看不到了。"樊院长屡次对我说，敦煌和其他文明遗产相同，不行再生，也不能永生，维护敦煌，时刻急迫。"朱宜萱回想。

上世纪90年代，敦煌研讨院开端推进数字敦煌作业，用测绘手法将敦煌石窟原貌仿制下来，对石窟和相关文物进行全面数字化收集、加工和存储，树立的数字模型可为文物考古、前史研讨供给重要参阅。

那时，数字化仍是个新词，因为胶片相机分辨率不高，缺少精密仪器，也没有老练的技能，几经测验，都被逼中止。而志莲净苑数字化维护工程取得的效果，让敦煌研讨院看到了期望。

三维数字重建，让石窟艺术活起来

朱宜萱的老公李德仁是两院院士、闻名测绘专家。受樊锦诗之邀，2007年，朱宜萱和李德仁一同赴敦煌调查。看着从前艳丽的色彩、泥塑的纹路在韶光中渐渐昏暗，他们痛心不已，"咱们期望使用科技，使洞窟艺术逾越时空，让敦煌在数字中活起来。"朱宜萱说。

通过夫妻二人的反复研讨证明，设计计划逐步明晰：运用现代拍照丈量与遥感技能，对敦煌莫高窟进行三维数字重建，在核算机上树立一个立体敦煌，"当咱们点击电脑上的‘敦煌’时，能从恣意角度观察到实际中肉眼难以看到的细节。"李德仁说。

2008年，70多岁的朱宜萱带队，武汉大学10余名研讨人员来到敦煌。他们的主要任务是用激光设备对敦煌莫高窟进行三维扫描，再用数码相机拍照洞窟的相片，终究进行数据处理。"浅显地说便是先扫描出立体的骨架和形状，再把色彩和纹路贴附上去，处理成高精度的五颜六色三维模型。"黄前锋说。当年30岁出面的他刚评上副教授，团队大都成员是更年青的博士生。

历经年月腐蚀，石窟里的岩画和佛像十分软弱。"有些岩画已斑斓不胜，稍有粗心就可能形成损坏。"黄前锋说，每次在洞中安放测绘仪器设备时，科研人员都倍加仔细。因维护需求，许多石窟并未敞开，风、光线及呼吸时产生的二氧化碳，都会对洞内文物形成损坏。每次进洞，有必要严格控制时刻，接电、架灯、拍照都得抓住。

但是，费尽周章收集到许多原始数据后，却卡在最要害的一步。洞窟对色彩纹路复原度和精度的要求极高，"岩画、佛像是曲面的，拍照的相片容易产生形变。变形的图片贴到立体的‘骨架’上去，总是对禁绝。"黄前锋说，三维扫描和二维图画一直很难"对话"，因为拍照光照不同，色彩也会产生纤细改变，"同一件文物，左面拍了一张，右边拍了一张，中心衔接处的色彩也不同。"

提高维护水平，传承数字文明遗产

通过这次调查，团队发现要完结数字化1∶1仿制，建模校准的杂乱度成倍提高，传统测绘的技能手法无法满意。怎样才能打破这个瓶颈？

为此，黄前锋带着博士生张帆、张志超再赴敦煌，一待便是一个暑假。通过研讨，团队确立了两套技能计划，一套是在国外已有建模软件的基础上做修正，另一套计划是自己从头开发。"国外的软件约束许多，功用设置和结构无法打破已有的鸿沟，但文物数字化的精度要求又极高，所以咱们爽性自己开发，做自主可控的建模软件。"黄前锋说。

自主研制的进程一度很慢，谁也不知道终究能否做出效果。可几个人心里都憋着一股劲儿："一定要攻关成功。"

顶着压力，张帆写代码，黄前锋做调试，有时3人轮换着干，常常接连编程20多个小时。两个多月后，一款可以处理杂乱文物模型高质量纹路映射的软件东西诞生，要害环节总算打通。

扫清了技能妨碍，李德仁又提出了"空位交融、室表里一体化"数据收集的计划，"不只是莫高窟，敦煌的数据都应收集记载，这样才能为文物维护供给更全面的参阅。"

一年后，黄前锋等几名师生第三次来到敦煌，又驻守了两个多月。他们借来运输机，载着激光扫描仪进行了大范围航测，一起使用地上激光、近景拍照丈量仪器，对洞窟崖壁、古修建等进行了全方位丈量，莫高窟的空中、中距、近距和微距数据悉数取得。

"曩昔没有全貌3D数据，咱们不知道洞窟之间的间隔。现在连墙面的厚度都可以知晓，为洞窟应该怎么进行加固维护供给了数据支撑。"张帆介绍，2016年，他们再次收集敦煌全貌3D数据，比对10年前记载的数据，莫高窟的维护水平进一步提高。

这几年，作为武汉大学数字文明遗产研讨中心主力成员，张帆又连续参加了靖江王陵、云冈石窟等多个文明遗产数字化维护项目。

跟着年代开展，敦煌维护不断出现新的应战。"咱们的学生研讨了岩画虚拟修正、文物病害标示和识别体系等，维护敦煌的接力棒，咱们将一代代传下去。"张帆说。

张帆介绍，在世界范围内，使用数字技能维护文明遗产仍然是一个具有应战性的课题，"完结更高效经济、更主动准确，从完结数字化存档到传承和宏扬数字文明遗产，咱们未来要尽力的当地还有许多。"

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