秦杰 白廣珍

（山東省文物保護修復中心，山東 濟南 250109）

文物也稱物質(zhì)文化遺產(chǎn)，是先人們遺留或流傳下來的具有歷史、藝術(shù)、科學價值的遺物和遺跡，是歷史的實物見證。作為文物保護工作者，我們要承擔歷史的職責，通過技術(shù)手段盡可能地讓文物“延年益壽”，讓子孫后代能繼承優(yōu)秀的文化遺產(chǎn)。但是，也要知道文物的構(gòu)成物質(zhì)屬于自然界，它們也遵守自然規(guī)律，必定會走向消亡。

就可移動文物而言，無機質(zhì)類文物是從自然界礦產(chǎn)中通過各種物理化學反應(yīng)等提煉、組合、合成和轉(zhuǎn)化而成，有機質(zhì)文物是從各種動植物生命體中提取纖維、蛋白等有機物質(zhì)組成。根據(jù)熱力學第二定律，所有的自然過程總是朝著分子熱運動無序度增加的方向進行，或者所有的自然物質(zhì)都朝著無序度（混亂度）增加的方向進行。人類創(chuàng)造的世間的一切，從一定意義上說則是“逆規(guī)律”行事。比如人類從地球上已經(jīng)穩(wěn)定存在短則數(shù)千萬年長則數(shù)億年的銅礦中（孔雀石、藍銅礦等）提取出了單質(zhì)銅，輔以鉛、錫，澆鑄為青銅器①。青銅器亦稱吉金，澆鑄制成時金光閃閃，紋飾或有紅色填涂，成為貴族階層的使用器或禮器②。然經(jīng)歷千年后，青銅器表面大多覆蓋綠色（部分藍色）的銹蝕，將這些銹蝕進行科學分析，綠色銹蝕為孔雀石，藍色銹蝕為藍銅礦③④。其腐蝕過程就反映出青銅器遵守了熱力學定律，它在回歸本源，回歸它所構(gòu)成的物質(zhì)最穩(wěn)定的狀態(tài)。其他文物也是如此，自誕生之日起，受自然規(guī)律支配，自然地朝無序的方向發(fā)展，構(gòu)成文物的物質(zhì)不斷轉(zhuǎn)化，不斷趨向更穩(wěn)定的自然態(tài)，也就是我們所說的“老化”。最終結(jié)果就是文物的形態(tài)結(jié)構(gòu)將被掩蓋、混淆和崩塌，人為添加給文物的珍貴歷史藝術(shù)科學信息將消失殆盡。

現(xiàn)在我們可以采取涂刷防腐和封護材料等技術(shù)保護修復手段⑤，還可以提供恒溫恒濕、隔絕氧氣的存放環(huán)境等預(yù)防性保護手段⑥，來盡可能地減少外界因素對文物的傷害，從而維持它們材質(zhì)和外觀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，延長壽命。除了客觀規(guī)律的老化，各種風險因素也嚴重影響文物安全，比如盜竊、自然災(zāi)害等。近幾年文物安全事故頻現(xiàn)，2018年，巴西國家博物館火災(zāi)，館藏2000萬件文物90%“喪身火海”，損失巨大。所以，文物保護工作是緊迫的，需要多管齊下，采取更多的技術(shù)手段把文物保護好，起碼要把文物所攜帶的珍貴信息盡可能地長久保留下來，目前有效的手段就是文物數(shù)字化保護。

1 工作內(nèi)容

文物數(shù)字化保護工作內(nèi)容相當豐富，具體可參見《國家文物局辦公室關(guān)于加強可移動文物預(yù)防性保護和數(shù)字化保護利用工作的通知》。該文件明確了數(shù)字化保護工作內(nèi)容，對文物數(shù)字化保護研究和實踐具有很高的指導意義。概括來說，可分為采集、管理和利用三個內(nèi)容維度。

1.1 采集是基礎(chǔ)

具體來說是把文物所攜帶的珍貴信息進行數(shù)字化轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成計算機信息技術(shù)可處理、儲存和利用的數(shù)據(jù)資源。具體手段有文物攝影、高清三維掃描、儀器分析檢測等，這些手段可深入探究和有效保護文物信息，彌補一般觀察的不足。對于文物攝影，光線的運用至關(guān)重要，合理地利用光線可以更好地反映出文物的時代特征和藝術(shù)美感⑦。為了彌補普通光源攝影的局限性，還可以采用紅外、X射線等進行攝影。紅外攝影對于簡牘、煙熏壁畫等方面文字畫面等信息提取有奇特效果⑧⑨。X射線照相又稱X射線探傷，可穿透金屬等文物內(nèi)部，對研究文物結(jié)構(gòu)、制作工藝、病害分布、紋飾等方面有很大補充作用⑩。三維掃描技術(shù)則脫胎于機械設(shè)計，現(xiàn)在普遍運用于各質(zhì)地文物、古建筑、古遺址信息的提取方面?。三維掃描通過光的反射，對點云數(shù)據(jù)進行處理、建模、貼圖，得到的計算機模型在造型、尺寸等方面與真實文物保存一致，紋飾、病害等可以1∶1高精度還原。而儀器分析檢測是為了獲取與文物產(chǎn)地、制作年代、制作工藝、腐蝕老化等相關(guān)的物理、化學信息，并在文物保護修復新材料、新工藝效果評價的實驗研究上起重要作用。對于文物實踐工作，優(yōu)先選擇無損檢測、微損檢測，并采取各種不同分析方法聯(lián)用?。

采集是當前急需工作，尤其針對瀕危文物而言，盡早把它們所攜帶的歷史、藝術(shù)和科學信息進行深入完整提取是非常有必要且有重大意義的。另外，文物本身安裝RFID（無線射頻識別技術(shù)）制作文物電子身份證，也屬于文物數(shù)字化采集范疇，為下一步搭建數(shù)字化信息管理系統(tǒng)打好基礎(chǔ)。

1.2 管理是保證

文物工作的信息化管理，包括展廳、庫房、藏品、考古現(xiàn)場、文物交接運輸以及成果數(shù)據(jù)等文物管理各工作場景要素的信息化管理。利用計算機技術(shù)進行規(guī)范化管理、大數(shù)據(jù)分析、科學統(tǒng)籌和風險感知預(yù)警控制，最終實現(xiàn)萬物互聯(lián)的智慧文博。

信息化管理，一是充分利用信息系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析，科學統(tǒng)計文物數(shù)據(jù)和整合文物檔案信息；二是推進綠色低碳辦公，實現(xiàn)標準化流程，減少人為因素對文物工作的不利干擾。隨著我國現(xiàn)代信息技術(shù)和裝備制造的快速發(fā)展，當前推進文物工作信息化管理恰逢其時。通過實現(xiàn)文物的信息化管理，達到文物管理的科學化、制度化、數(shù)字化，讓資源共享，也是落實習近平總書記要求加強治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設(shè)的基本要求。

1.3 利用是目的

將采集的數(shù)據(jù)、搭建的信息系統(tǒng)進行有效的使用，是我們文物數(shù)字化保護工作的最終目的。對于文博單位內(nèi)部，可輔助文物保護修復和研究工作，比如可以實現(xiàn)虛擬修復復原、輔助修復、無損檢測分析、3D打印、數(shù)字化拓片、仿真書畫復制等。對于社會外部，可以利用觸摸屏等方式實現(xiàn)文物多維度信息展示，AR、VR技術(shù)及全景漫游等虛擬現(xiàn)實展示，以及博物館新媒體傳播、移動終端傳播導覽、數(shù)字化文化創(chuàng)意產(chǎn)品開發(fā)等創(chuàng)新工作，提高展覽體驗和傳播效果。另外在群眾服務(wù)上如智慧講解、文創(chuàng)產(chǎn)品等方面進行大數(shù)據(jù)分析和信息化管理，不斷提高服務(wù)質(zhì)量，也可以采用文物知識動漫與益智游戲、“互聯(lián)網(wǎng)+云服務(wù)”（數(shù)字化流動博物館），增加傳播維度。

2 發(fā)展脈絡(luò)

文物數(shù)字化保護的概念是誰最先提出的、在什么時間提出的或許很難查證。在國內(nèi)范圍，使用知網(wǎng)引擎搜索“文物數(shù)字化保護”主題，采用計量可視化分析來看，自2009—2021年共發(fā)表139項相關(guān)成果（2021年為預(yù)測量）。2009年德國巴伐利亞州文物保護局與秦始皇兵馬俑博物館首先聯(lián)合發(fā)文《虛擬現(xiàn)實—秦兵馬俑遺址與文物的數(shù)字化保護與展示》?，測試了虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于秦始皇兵馬俑坑和兵馬俑文物的數(shù)字化展示?？傮w來說，發(fā)布機構(gòu)以大學、文博單位為主，應(yīng)用研究、技術(shù)研究占比大，開發(fā)研究相對較少。

2014年相關(guān)研究工作成果爆發(fā)，發(fā)表8篇論文，這與國家文物局等文物行業(yè)主管部門對于文物數(shù)字化保護工作的重視和資金扶持關(guān)系重大。2011年，國家文物局批復了武漢大學承擔的“考古工地的數(shù)字化管理及重要遺跡數(shù)字信息采集系統(tǒng)研究”，并列入2011年度文化遺產(chǎn)保護科學和技術(shù)研究課題計劃。2012年，國家文物局批復了《麥積山石窟數(shù)字化線描圖制作方案》，并建議先從部分洞窟入手進行實踐，待成果進行有效評估后再全面展開。到了2013年，數(shù)字化保護工作在全國迅速普及。大運河成果數(shù)字化應(yīng)用與展示、重慶市館藏文物數(shù)字化保護方案、崇福寺彩塑壁畫數(shù)字化勘察記錄等20項文物數(shù)字化保護相關(guān)項目立項或方案獲得批復。

2019年，財政部、國家文物局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)《國家文物保護專項資金管理辦法》的通知，規(guī)范國家文物保護專項資金管理，對于可移動文物保護，明確提出資金扶持范圍包括國有文物收藏單位館藏一、二、三級珍貴文物的預(yù)防性保護、技術(shù)保護（含文物本體修復）和數(shù)字化保護等。國家層級的專項資金及各省市專項資金的扶持，極大促進了文物數(shù)字化保護工作的開展。2021年山東省通過了省內(nèi)38項數(shù)字化保護方案立項審批，可見數(shù)字化保護熱度正旺。

從文物數(shù)字化保護的工作內(nèi)容來看，文物攝影、文物分析檢測工作本身就是傳統(tǒng)文物保護工作的流程內(nèi)容，而像三維掃描、虛擬現(xiàn)實展示、智慧導覽、大數(shù)據(jù)共享等內(nèi)容則是近年來隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展而引入的。在需求切合、交流碰撞、研究實踐中，這些新的信息技術(shù)創(chuàng)新點不斷取得可喜成果，得到了業(yè)內(nèi)認同。文物數(shù)字化保護工作范疇不斷明晰，概念不斷強化，應(yīng)用范圍也不斷擴大。截至目前，數(shù)字化保護涵蓋可移動文物、古建筑石窟寺等不可移動文物、考古發(fā)掘現(xiàn)場和非物質(zhì)文化遺產(chǎn)等文化類工作對象。

國內(nèi)在文物數(shù)字化保護工作方面做得較好的文博單位有敦煌研究院、秦始皇帝陵博物院和故宮博物院等，大學研究機構(gòu)有浙江大學、武漢大學等。從1997年開始，浙江大學潘云鶴等就對敦煌石窟及壁畫文物數(shù)字化工作開展探索研究，其中有壁畫色彩虛擬還原以及以三維和交互式的方式設(shè)計虛擬洞窟場景漫游等。敦煌研究院與浙江大學、武漢大學等經(jīng)過10多年合作，總結(jié)出一套壁畫文物數(shù)字化流程、工作規(guī)范和實施標準，并取得豐碩成果。2006年敦煌研究院成立數(shù)字中心，成功實現(xiàn)數(shù)字化成果的轉(zhuǎn)化利用。如今，游客可在數(shù)字中心的3D虛擬環(huán)境中，觀賞高清還原的敦煌壁畫和彩塑，觀看到普通游賞無法觀看的細節(jié)。20世紀90年代末，秦始皇帝陵博物院就與日本合作使用CGI、VR和多媒體來研究在出土兵馬俑的顏色恢復，通過計算機重建對象，并恢復表面顏色和紋理。2018年，秦始皇帝陵博物院與西北大學聯(lián)合共建虛擬考古實驗室，集中開展秦始皇陵大遺址的數(shù)字化、基于數(shù)字化資源的秦始皇陵考古研究、兵馬俑虛擬修復、虛擬現(xiàn)實展示項目等示范應(yīng)用工作。

近幾年，騰訊、華為等互聯(lián)網(wǎng)頭部企業(yè)也積極涉足文博行業(yè)，在數(shù)字化采集整合、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)領(lǐng)域進行實驗。騰訊與敦煌研究院合作，利用微信小程序推廣傳播敦煌文化，用AI技術(shù)助力文物修復，建立數(shù)字化藏經(jīng)洞等。騰訊與故宮博物院合作，通過數(shù)字化、云計算和AI技術(shù)，在文物數(shù)字化采集與文化研究等領(lǐng)域深入助力“數(shù)字故宮”建設(shè)。華為與敦煌研究院合作，聯(lián)合成立文化遺產(chǎn)人工智能和數(shù)據(jù)保護聯(lián)合創(chuàng)新實驗室，探索雙方在文化遺產(chǎn)領(lǐng)域關(guān)于人工智能和數(shù)據(jù)保護技術(shù)應(yīng)用與推廣模式，孵化新的應(yīng)用場景。在大數(shù)據(jù)中心建設(shè)、聯(lián)合創(chuàng)新、專業(yè)人才培養(yǎng)等領(lǐng)域，推進科技與藝術(shù)融合的深入研究和實踐，共同探索文物保護創(chuàng)新之路。

3 未來展望

文物數(shù)字化保護方興未艾，十多年來取得不少成績，但也暴露了不少問題：一是數(shù)字化保護工作核心內(nèi)容認識不清。文物工作者往往缺乏現(xiàn)代信息技術(shù)知識，將媒體平臺傳播、數(shù)字化與“互聯(lián)網(wǎng)+”、智慧博物館、大數(shù)據(jù)、云計算等概念混成一團，在開展工作時分不清主次。其實文物數(shù)字化從狹義講就是利用數(shù)字技術(shù)手段對可移動文物的相關(guān)信息進行全方位采集。二是缺乏有效的利用手段?，F(xiàn)實中，一些單位重采集輕管理使用，投入大量人力物力大張旗鼓搞文物信息采集，之后便存在電腦中無人問津，這樣的數(shù)字化和沉睡在庫房里的文物無異。三是缺乏自己的數(shù)字信息化人才。往往是請企業(yè)公司來做數(shù)字化保護方案，不清楚當前技術(shù)能實現(xiàn)多少功能，缺乏數(shù)字化保護工作規(guī)劃和解決方案，無法根據(jù)自身實力、資源、受眾等進行精準設(shè)計和實施。同時企業(yè)公司缺乏對各個博物館的深入了解，或為節(jié)省成本，存在使用一個解決方案套用到N家博物館的情況，在數(shù)字化保護工作方面形成新的“千館一面”的現(xiàn)象。要解決這些問題，我們還有不少工作要做。

在提高認識方面：我們要堅持文物數(shù)字化保護工作不放松。像巴黎圣母院火災(zāi)，不幸中萬幸的是十多年前法國曾發(fā)起一個項目，對眾多法國哥特建筑進行數(shù)字化保存，在其網(wǎng)站仍可看到完好無損的巴黎圣母院全景圖、細節(jié)圖以及建筑機構(gòu)剖面圖等，且今后想要修復損毀建筑，這份數(shù)字化圖集便是可供依靠的原始資料。

在具體實踐方面：一是不斷加強數(shù)字化保護研究開發(fā)。從成果對比來看，同樣使用知網(wǎng)引擎搜索“文物修復”“文物分析研究”“文物預(yù)防性保護”主題，學術(shù)成果數(shù)量分別為2946、961、272項。這個結(jié)果也反映了文物保護行業(yè)各個門類的發(fā)展狀況，文物數(shù)字化保護成果較少，但也具備較大的發(fā)展?jié)摿?。隨著新技術(shù)、新設(shè)備的加入，采集技術(shù)不斷提升，技術(shù)難度不斷下沉，可進一步提高采集數(shù)據(jù)的精度。隨著傳感器、屏幕、VI、AI、機器視覺、人工智能算法等信息技術(shù)軟硬件的不斷提升，尤其是作為“互聯(lián)網(wǎng)的未來”和“人類數(shù)字化生存的高級形態(tài)”的元宇宙概念的提出，文物數(shù)字化保護利用工作會迎來越來越大的發(fā)展空間。二是加強文物數(shù)字化保護專業(yè)知識普及和人才培養(yǎng)。只有這樣各大博物館才有能力，根據(jù)自身特點選擇適合自身的數(shù)字化保護利用解決方案，建立短期和長期發(fā)展建設(shè)思路和規(guī)劃。三是加強數(shù)字化采集成果的管理和利用。加強數(shù)字化信息的安全存儲和備份，同時要把數(shù)據(jù)交給上級文物部門，方便建立大的云平臺，統(tǒng)一調(diào)配使用。四是拓寬傳播渠道，除了加強博物館自身展覽形式的優(yōu)化、云化、人工智能化外，不斷拓寬在其他行業(yè)人群的推廣普及，比如教育行業(yè)已經(jīng)有了有益的嘗試和探索。

在行業(yè)管理方面：一是加強行業(yè)管理，要著手文物數(shù)字化保護標準體系及關(guān)鍵標準研究，建立行業(yè)標準，規(guī)范行業(yè)行為、淘汰落后技術(shù)，扶持鼓勵創(chuàng)新。二是拓寬資金渠道。目前除了故宮博物院、敦煌研究院等具備顯著優(yōu)勢的單位能獲得社會資金和力量支持外，其他文博單位則基本依靠政府專項文物保護資金。應(yīng)解放思想，優(yōu)化改革事業(yè)單位創(chuàng)新機制，吸引社會資本積極廣泛地介入文物數(shù)字化保護利用行業(yè)，通過文物知識產(chǎn)權(quán)、各類文創(chuàng)開發(fā)等形式，用市場的手段解決大眾文化需求才是可持續(xù)發(fā)展之路。三是行業(yè)發(fā)展方向上，要堅持走群眾路線。目前數(shù)字化成果利用手段五花八門，各種技術(shù)設(shè)備層出不窮。對數(shù)字化保護開發(fā)者來說，應(yīng)認清文物數(shù)字化保護的核心內(nèi)容，加強文物數(shù)字化保護相關(guān)技術(shù)和裝備研發(fā)。數(shù)字化成果最大受眾就是廣大人民群眾，人們需要什么，人們想從中學到什么，我們就去提供什么。最貴的技術(shù)和設(shè)備不一定是最好的，群眾想學、愛學和能學會的歷史優(yōu)秀文化信息內(nèi)容才是關(guān)鍵。切合保護、傳承優(yōu)秀傳統(tǒng)文化主旨，打造廣大人民群眾喜聞樂見的數(shù)字化保護利用新愿景是我們的追求目標。

4 小結(jié)

我國是一個有著悠久歷史和燦爛文化的文明古國，文化遺產(chǎn)是我們祖先留下的價值不可估量的珍貴財富，是觀察和了解歷史發(fā)展的窗口和媒介，有助于我們和子孫后代更好地應(yīng)對未來。通過文物數(shù)字化保護的創(chuàng)新發(fā)展，不斷增強的數(shù)字化保護利用手段，會讓中華悠久且優(yōu)秀的歷史真正“照進”現(xiàn)實。要加強文化化人，用優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化熏陶人、教育人、感染人、提升人，通過多種手段和方式，讓人民群眾在文化的熏陶中成長。作為文物保護工作者，我們要主動承擔起神圣職責，加強文物保護利用工作，任重而道遠。

注釋

①陳樹祥.大冶銅綠山古銅礦始采年代及相關(guān)問題研究[J].湖北理工學院學報（人文社會科學版），2014，31（2）：1-11，26.

②董逸巖，蘇榮譽.商周青銅器呈色新探：三星堆青銅尊紋飾填朱復原例[J].南方文物，2021（3）：235-242.

③鐘博超，龔德才.山西博物院館藏青銅器的銹蝕產(chǎn)物分析[J].表面技術(shù)，2017，46（8）：226-233.

④羅武干，秦潁，黃鳳春，等.湖北省出土的若干青銅器銹蝕產(chǎn)物研究[J].腐蝕科學與防護技術(shù)，2007（3）：157-161.

⑤梁宏剛.試談青銅器的去銹防腐[J].文物季刊，1995（4）：71-75.

⑥黃河，吳來明.館藏文物保存環(huán)境研究的發(fā)展與現(xiàn)狀[J].文物保護與考古科學，2012，24（S1）：13-19.

⑦周汭聰.文物攝影用光芻議[J].大觀（論壇），2020（5）：19-20.

⑧蕭圣中.用紅外線成像系統(tǒng)拍攝楚簡的初步收獲[J].江漢考古，2005（1）：92-94，18.

⑨張遙，李博，鄭宇，等.應(yīng)用紅外攝影研究木梯寺煙熏壁畫[J].光譜學與光譜分析，2020，40（11）：3628-3632.

⑩郭少禹.X光射線探傷在文物修復中的作用及防護[J].文物修復研究，2018（00）：722-726.

?吳玉涵，周明全.三維掃描技術(shù)在文物保護中的應(yīng)用[J].計算機技術(shù)與發(fā)展，2009，19（9）：173-176.

?李斌.現(xiàn)代分析技術(shù)在文物保護中的應(yīng)用[N].中國文物報，2014-09-19（006）.

?霍笑游，孟中元，楊琦.虛擬現(xiàn)實：秦兵馬俑遺址與文物的數(shù)字化保護與展示[J].東南文化，2009（4）：98-102.