鄭 佳，邵 媛

（西安工程大學(xué) 新媒體藝術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710048）

0 引 言

敦煌唐代石窟藝術(shù)鼎盛繁榮，壁畫(huà)中人物服飾的形制、紋樣、飾品等保留了民族歷史、時(shí)代審美、文化語(yǔ)境下的裝束特點(diǎn)，體現(xiàn)出多元文化的交流與融合，敦煌壁畫(huà)的服飾藝術(shù)是研究唐代政治、經(jīng)濟(jì)、文化、外交關(guān)系、民族關(guān)系的重要媒介。然而，由于年代久遠(yuǎn)、質(zhì)地脆弱，敦煌壁畫(huà)普遍存在褪色嚴(yán)重、甚至模糊、破損的問(wèn)題。數(shù)字化與虛擬展示是古文物藝術(shù)造型數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)途徑以及關(guān)鍵技術(shù)［1］。目前，古代壁畫(huà)中褪色和破碎內(nèi)容的復(fù)刻技術(shù)包括：①基于傳統(tǒng)繪畫(huà)臨摹的復(fù)刻技術(shù)，如史敦宇［2］、程軼凡［3］等根據(jù)壁畫(huà)的歷史背景、造型特征、繪畫(huà)手法、色彩面貌等對(duì)壁畫(huà)進(jìn)行復(fù)原性臨摹，用傳統(tǒng)繪畫(huà)形式將人物形象特征鮮明地展現(xiàn)出來(lái)；呂曉娟等通過(guò)文、圖、實(shí)物比較互證法及圖像分析法研究圖像復(fù)原［4］；衛(wèi)藝林從圖案整體結(jié)構(gòu)和圖案尺寸關(guān)系等角度提出殘留圖像的復(fù)原方案［5］。②基于繪圖軟件的復(fù)刻技術(shù)，如樊丹丹等通過(guò)軟件對(duì)壁畫(huà)線(xiàn)條病害、顏料病害和結(jié)構(gòu)病害進(jìn)行虛擬修復(fù)，對(duì)線(xiàn)條和顏料層缺失部分進(jìn)行補(bǔ)全，對(duì)變色、褪色區(qū)域進(jìn)行色彩校正［6］；這類(lèi)方法通過(guò)人工參與，并借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的強(qiáng)大圖像處理功能，可高效實(shí)現(xiàn)壁畫(huà)數(shù)字化修復(fù)。③以人工智能為代表的基于圖像處理算法的復(fù)刻技術(shù)，如陳永等分析的基于紋理合成的圖像修復(fù)方法，就是由圖像處理算法根據(jù)樣本相似度匹配準(zhǔn)則，在圖像完好區(qū)域自動(dòng)選擇與破損圖像塊最佳匹配的塊，經(jīng)過(guò)復(fù)制填充，最終完成破損圖像塊修復(fù)［7］；許靖添等提出的基于模糊度參數(shù)估計(jì)的數(shù)字媒體圖像無(wú)損復(fù)原方法，通過(guò)估計(jì)運(yùn)動(dòng)模糊方向和維納濾波，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字媒體圖像的無(wú)損復(fù)原［8］；然而，現(xiàn)有方法各有局限，無(wú)法兼顧方案的可復(fù)制性和復(fù)原效果的真實(shí)性，缺乏一種將專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，甚至深度學(xué)習(xí)算法相結(jié)合的技術(shù)。采用深度學(xué)習(xí)結(jié)合壁畫(huà)圖像語(yǔ)義、歷史、文化、宗教等因素的復(fù)刻技術(shù)是未來(lái)的技術(shù)方向。

為此，本文提出一種基于虛擬修復(fù)技術(shù)的古壁畫(huà)復(fù)刻方法。首先從藝術(shù)設(shè)計(jì)視角探討晚唐代表性洞窟中的人物服飾造型特征，依據(jù)文獻(xiàn)、圖像等考古資料對(duì)洞窟所繪人物的頭冠、服裝等進(jìn)行解讀；然后，運(yùn)用Photoshop 軟件對(duì)其服飾進(jìn)行圖像提取，繪制數(shù)字化服裝效果圖、款式圖等，并將生成的服飾要素轉(zhuǎn)換為圖像樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，用于進(jìn)一步的深度學(xué)習(xí)復(fù)刻模型的樣本訓(xùn)練。

1 研究對(duì)象

按照敦煌石窟藝術(shù)分期，大中二年（848年）至天祐四年（907 年）為晚唐［9］。敦煌晚唐時(shí)期又稱(chēng)為歸義軍時(shí)代，歷經(jīng)了吐蕃近70年的統(tǒng)治之后，敦煌重新歸屬中原漢族王統(tǒng)，上至地方統(tǒng)治者、下至民間百姓，出于自發(fā)行為的洞窟營(yíng)造活動(dòng)空前高漲。敦煌遺書(shū)及窟內(nèi)供養(yǎng)人題記中關(guān)于這一時(shí)期的洞窟營(yíng)造的記載頗為豐富［10］。莫高窟現(xiàn)存晚唐洞窟約70 個(gè)，代表性洞窟包括9 窟、220 窟、156 窟、107 窟、12 窟、144 窟、138 窟、196 窟等，這些洞窟中女供養(yǎng)人及侍女像服飾特征明顯（見(jiàn)表1），為研究敦煌地區(qū)該時(shí)期服飾風(fēng)貌提供可靠依據(jù)。但多數(shù)洞窟壁畫(huà)受損，如人物頭部?jī)H見(jiàn)外形，服飾褪色嚴(yán)重等。洞窟完成之后，出資開(kāi)窟塑像壁畫(huà)的功德主（即供養(yǎng)人）的形像一一被畫(huà)在洞窟里，表現(xiàn)他們對(duì)佛陀的恭敬虔誠(chéng)和藏在心中的善良愿望［11］。石窟壁畫(huà)中女供養(yǎng)人服飾是以真實(shí)生活中的女性形象為范本。

表1 晚唐代表性洞窟中女供養(yǎng)人服飾明細(xì)Tab.1 Details of female donors costumes in representative caves of the late Tang Dynasty

本文以晚唐代表性洞窟之一的9 窟（又稱(chēng)張承奉窟）壁畫(huà)為研究對(duì)象。此窟由于沒(méi)有明確的建窟題記，且壁畫(huà)受損明顯，使其成為歷史文化研究的熱點(diǎn)。張景峰認(rèn)為第9 窟甬道供養(yǎng)人畫(huà)像繪制于乾寧三年（896 年）初至四年（897 年）6 月9 日之間，曾于宋、元、清時(shí)期對(duì)部分進(jìn)行重修［12］。張承奉為歸義軍節(jié)最后一任節(jié)度使，其婚姻關(guān)系在敦煌文書(shū)中幾乎沒(méi)有任何記載，莫高窟供養(yǎng)人題記中也沒(méi)有關(guān)于張承奉夫人的任何內(nèi)容。據(jù)推測(cè)，第9 窟中衣著華麗的女供養(yǎng)人應(yīng)是張承奉的家眷，其所穿著服飾遵從唐代禮服制度，造型華麗，所戴配飾奢靡，彰顯出家族顯赫地位。

2 研究方法

目前，多數(shù)古壁畫(huà)復(fù)刻技術(shù)采用的是繪畫(huà)形式的傳統(tǒng)的復(fù)原性臨摹，以及應(yīng)用繪圖軟件、圖像處理算法等的數(shù)字化復(fù)刻技術(shù)，其復(fù)刻方法、效果各有特點(diǎn)。

2.1 現(xiàn)代復(fù)刻技術(shù)

2.1.1 基于傳統(tǒng)繪畫(huà)臨摹的復(fù)刻技術(shù)

壁畫(huà)傳統(tǒng)的復(fù)刻技術(shù)是根據(jù)壁畫(huà)的歷史背景、造型特征、繪畫(huà)手法、色彩面貌等，用傳統(tǒng)繪畫(huà)形式對(duì)壁畫(huà)進(jìn)行復(fù)原性臨摹，將供養(yǎng)人形象特征鮮明地展現(xiàn)出來(lái)［13］。圖1（a）、（b）分別是莫高窟9窟受損壁畫(huà)原貌和臨摹圖［14］。壁畫(huà)中三貴婦及仕女供養(yǎng)像，高116 cm，寬143 cm；三貴婦梳寶髻，廣插簪釵梳篦，穿直領(lǐng)寬袖襦裙，染纈彩繪帔帛；仕女梳雙鬟髻或高髻。其較為完整的臨摹作品也出現(xiàn)在《敦煌壁畫(huà)復(fù)原精品集》［2］和《敦煌壁畫(huà)復(fù)原精選》［15］中。從圖1（b）可以看出，敦煌莫高窟9 窟的晚唐壁畫(huà)——新婦賀氏等三貴婦及仕女供養(yǎng)像，臨摹畫(huà)畫(huà)風(fēng)細(xì)膩，筆觸精準(zhǔn)，人物依次排列站立，其造型及色彩柔美，是為后世提供研究的范本［16］。繪畫(huà)臨摹的復(fù)刻方法可達(dá)到較好的視覺(jué)效果，但該方法依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)和技能，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且不具備技術(shù)的可復(fù)制性，不易于大規(guī)模復(fù)刻和展示傳播。

圖1 莫高窟9窟壁畫(huà)［14］Fig.2 Murals in cave 9 of Mogao Grottoes［14］

2.1.2 基于繪圖軟件的復(fù)刻技術(shù)

繪圖軟件的圖像處理功能可高效實(shí)現(xiàn)壁畫(huà)數(shù)字化修復(fù)。這類(lèi)技術(shù)通過(guò)對(duì)壁畫(huà)的掃描、修復(fù)、線(xiàn)條提取、色彩提取、紋樣提取進(jìn)行壁畫(huà)數(shù)據(jù)采集，再進(jìn)行色彩修正、線(xiàn)條復(fù)原、色彩復(fù)原、紋樣復(fù)原等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)古壁畫(huà)的數(shù)字化復(fù)原展示，具體方法見(jiàn)表2。但此類(lèi)方法也存在局限性，如輪廓提取時(shí)容易出現(xiàn)偽影，以圖像直方圖分類(lèi)圖像區(qū)域時(shí)容易出現(xiàn)顏色偏差，難以區(qū)分前景和后景，對(duì)模糊或大面積脫落的壁畫(huà)修復(fù)效果不佳［7］。

表2 基于繪圖軟件的壁畫(huà)復(fù)原流程與方法Tab.2 Workflow and method of digital mural restoration

2.1.3 基于圖像處理算法的復(fù)刻技術(shù)

通過(guò)提取待復(fù)原壁畫(huà)的圖像特征，對(duì)破損褪色部分建立數(shù)學(xué)模型，從而預(yù)測(cè)待修復(fù)區(qū)域的圖像像素，以達(dá)到修復(fù)的目的，這種方法兼顧了修復(fù)效率和修復(fù)效果。其中基于深度學(xué)習(xí)模型的復(fù)刻方法，如對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)，可以在壁畫(huà)修復(fù)過(guò)程中考慮圖像全局結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義信息，獲得很好的復(fù)刻效果。有學(xué)者針對(duì)敦煌壁畫(huà)第25 窟的壁畫(huà)，進(jìn)行了深度學(xué)習(xí)的修復(fù)實(shí)驗(yàn)。效果表明，通過(guò)多次迭代訓(xùn)練，生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)模型可以完成較大區(qū)域的破損修復(fù)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜的壁畫(huà)修復(fù)效果仍有改進(jìn)空間。此外，這類(lèi)算法在泛化能力和模型收斂速度方面仍有欠缺，目前尚未達(dá)到可大規(guī)模批量復(fù)刻修復(fù)的能力。

2.2 本文方法

針對(duì)現(xiàn)有復(fù)刻技術(shù)存在的不足，本文提出一種基于專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的數(shù)字化圖像解構(gòu)的壁畫(huà)復(fù)刻技術(shù)。該方法以古代服飾文化內(nèi)涵和元素特征為依據(jù)，結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和Photoshop 圖像處理技術(shù)，對(duì)原始壁畫(huà)做色彩紋樣提取和人物造型繪制。首先，預(yù)測(cè)破損褪色區(qū)域的壁畫(huà)內(nèi)容，提取可重組解構(gòu)的服飾效果圖。然后，將復(fù)原圖像分解為獨(dú)立部件，并分別標(biāo)記其屬性標(biāo)簽，形成壁畫(huà)圖像樣本庫(kù)的素材。再通過(guò)對(duì)古代服飾遺存和出土文物的實(shí)地調(diào)研，收集整理真實(shí)可靠的歷史資料，運(yùn)用考古類(lèi)型學(xué)的研究方法，按照風(fēng)格類(lèi)型對(duì)古代服飾進(jìn)行劃分。并結(jié)合藝術(shù)學(xué)、考古學(xué)、民族學(xué)、工藝學(xué)等學(xué)科對(duì)唐代服飾及壁畫(huà)人物服飾進(jìn)行全新視角的考證。

本文運(yùn)用該方法，完成了對(duì)莫高窟9窟女供養(yǎng)人壁畫(huà)的數(shù)字化復(fù)刻，實(shí)現(xiàn)了信息提取、輪廓線(xiàn)描繪、色彩填充、紋樣繪制等。此方法在不破壞原壁畫(huà)的前提下，最大程度地展現(xiàn)古代壁畫(huà)圖像的信息，并且更加客觀、理性和精準(zhǔn)，減少了人為和主觀因素的干預(yù)，更利于還原古代壁畫(huà)的本來(lái)面貌。

2.2.1 三貴婦服飾的數(shù)字化復(fù)刻

運(yùn)用Photoshop 繪圖軟件對(duì)新婦賀氏進(jìn)行數(shù)字化復(fù)刻。首先探究新婦賀氏的人物背景和服飾風(fēng)格。榜題可見(jiàn)第三身供養(yǎng)人為新婦賀氏，根據(jù)其服飾搭配類(lèi)型進(jìn)行部件解構(gòu)，見(jiàn)表3。其次，在服裝史論知識(shí)和專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)復(fù)原對(duì)象進(jìn)行整體造型和細(xì)節(jié)分析，運(yùn)用手繪板畫(huà)出服飾各部分的線(xiàn)條圖，包括人物動(dòng)態(tài)、服裝形制、面料紋樣等，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)人體模型繪制唐代微胖型的人物形象。從供養(yǎng)人袖口由外到內(nèi)的服裝層次判定上衣分別為襦、中衣和衫。文獻(xiàn)中記載“襦，短衣也，又短而施要曰襦。襦，蓋為齊腰的短衣”［17］。根據(jù)壁畫(huà)原圖中所繪的服裝款式細(xì)節(jié)，運(yùn)用Photoshop 制圖軟件繪制出頸飾、襦裙、中單、白衫、高腰裙、絲履、帔帛、頸飾、紋樣等。

表3 新婦賀氏服飾部件解構(gòu)Tab.3 He's clothing collocation type

9窟壁畫(huà)中服裝色彩雖有一些褪色和氧化，但仍可從中判斷其服裝色相。運(yùn)用吸管、色彩調(diào)節(jié)和填充工具完成壁畫(huà)服飾色彩提取、修正與填充。繪制過(guò)程中綜合考量壁畫(huà)原圖的色彩和壁畫(huà)臨摹圖的色彩，對(duì)復(fù)原效果圖中的服裝進(jìn)行填色，服裝紋樣則完全依據(jù)壁畫(huà)原圖繪制。

2.2.2 三貴婦配飾的數(shù)字化復(fù)原

首先，分析三貴婦配飾的形制、材質(zhì)、制作工藝等特征。敦煌唐代壁畫(huà)中女性頭飾有簪、釵、步搖、梳、鈿、勝等多種類(lèi)型［18］。初唐時(shí)期的發(fā)髻高聳，即所謂的“高髻”，發(fā)髻上的飾品較少。盛唐至晚唐的發(fā)髻飽滿(mǎn)而和緩，但發(fā)髻上裝飾繁多。中晚唐的發(fā)髻上總要插多把梳子，造型與初唐不同，頂部呈一扇形立面，上面可裝飾多種飾品。晚唐時(shí)期發(fā)髻?gòu)V插金玉珠翠花枝，鸞鳳步搖、簪釵篦梳，在第9 窟均可見(jiàn)。新婦賀氏頭梳百花髻，發(fā)髻四周插10 只花樹(shù)釵，并以此固定冠發(fā)的花頂型，插8 只簪、插梳、兩對(duì)金鈿、兩對(duì)金花簪。另兩貴婦供養(yǎng)像，其頭插有莖干的草葉頂型發(fā)簪。發(fā)簪規(guī)律排列插入高髻，似一束花，似一把團(tuán)扇，又似孔雀開(kāi)屏，顯得雍容華貴。她們所戴發(fā)簪的簪身似單股長(zhǎng)針，用金銀、玉石等制成，多個(gè)發(fā)簪在頭頂形成花卉造型。單個(gè)發(fā)簪為草葉頂型，紋樣以條狀蔓莖為主的卷草紋向四周延伸，形成波浪式回旋起伏，增添了發(fā)飾的韻律感。花葉間對(duì)飛著的鳥(niǎo)多半是鴻雁、鴛鴦、鸞鵲、鳳凰等，因此供養(yǎng)人為新婦，故將鳳凰作為花葉間的飛鳥(niǎo)。然后，配合使用手繪板和鋼筆等工具，繪制配飾線(xiàn)條圖，既做到自然流暢，又要精準(zhǔn)呈現(xiàn)實(shí)物原貌。尤其要準(zhǔn)確繪制紋飾部分。最后，運(yùn)用吸管、色彩調(diào)節(jié)和填充工具完成色彩提取、修正與填充。

3 復(fù)刻效果

3.1 供養(yǎng)人服裝復(fù)刻效果

運(yùn)用繪圖軟件工具準(zhǔn)確提取服裝各要素，得到可分解重組的服飾部件。復(fù)刻圖不排除局部壁畫(huà)服飾色彩漸變與電繪效果圖繪制色彩的誤差，以及電腦顯示與壁畫(huà)實(shí)物之間存在的色差，但復(fù)原過(guò)程中會(huì)將誤差和色差控制在可接受范圍內(nèi)。在新婦賀氏服裝效果圖基礎(chǔ)上繪制第二、三女供養(yǎng)人服裝效果圖，圖2 為9 窟壁畫(huà)女供養(yǎng)人（左一、二）服飾復(fù)刻效果圖。

圖2 9窟壁畫(huà)女供養(yǎng)人服飾復(fù)刻效果圖Fig.2 Restoration of female donor clothing in cave 9

3.2 配飾復(fù)刻效果

運(yùn)用軟件繪圖工具準(zhǔn)確提取配飾各要素，得到可分解重組的部件。圖3 為9 窟壁畫(huà)女供養(yǎng)人頭飾復(fù)刻效果圖。

圖3 9窟壁畫(huà)女供養(yǎng)人頭飾復(fù)原效果圖Fig.3 Restoration effect of headdress of female donor in cave 9

晚唐時(shí)期手工藝水平較為先進(jìn)，簪、釵等首飾制作精致，在細(xì)薄的金片上繪制圖案，再做成鏤空?qǐng)D案，然后進(jìn)行切割、打磨直至發(fā)簪光滑，再使用古法手工鏨刻浮雕圖案，部分花邊采用花絲進(jìn)行裝飾。在復(fù)刻過(guò)程中，簪頂用金色系顏色填充，并運(yùn)用明暗關(guān)系打造出浮雕效果的立體簪花。

4 結(jié) 論

1）以考古資料、歷史文獻(xiàn)為依據(jù)，以還原服飾真實(shí)原貌為目標(biāo)，基于虛擬技術(shù)的壁畫(huà)復(fù)刻效果細(xì)致、直觀，便于研究與展示。此方法精準(zhǔn)靈活，易于傳播，是壁畫(huà)數(shù)字化復(fù)原進(jìn)階發(fā)展的新方向，可為古壁畫(huà)保護(hù)工作提供參考與借鑒。

2）晚唐代表性洞窟中女供養(yǎng)人服飾形象豐盈飽滿(mǎn)，具有包容性和藝術(shù)性。莫高窟壁畫(huà)的復(fù)刻是對(duì)絲綢之路紡織服裝類(lèi)文化遺產(chǎn)的數(shù)字化保護(hù)與傳承，為當(dāng)代服裝創(chuàng)新設(shè)計(jì)、戲劇影視美術(shù)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域提供人物服飾形象資料。

3）此復(fù)刻方法僅基于靜態(tài)展示，應(yīng)用領(lǐng)域有限。未來(lái)可進(jìn)一步融合人工智能、認(rèn)知心理學(xué)等相關(guān)知識(shí)對(duì)壁畫(huà)的多維知識(shí)屬性進(jìn)行立體化的數(shù)字復(fù)刻。