浙大发现(1897-2017浙江大学10年科学故事辑录)/浙江大学百廿求是丛书

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数字技术：文物永生的现实选择 实现考古学家梦想，使文物永存于二进制世界的 关键，是计算机专家、浙江大学文化遗产研究院副教 授刁常宇领衔开发的一套计算机软件。只要有足够多 的多角度拍摄的照片，计算机就能运用这一软件，提 取文物的“特征点”，*终生成高保真的三维模型。 这就是“基于多图像的三维重构系统”。 相比过去，考古人员踩着扶梯、举着皮尺，一点 点测量石像数据，或者为了实行激光扫描，大费周章 地搭建工作平台，多图像三维重构技术的引入**改 变了石窟考古的工作模式。 在须弥山的石窟里，浙江大学文化遗产研究院韩 羽等数字化工程师是这样工作的：适当布光后，使用 一台数码照相机，不断选取角度、按动快门，就完成 了数据采集，分析和重建工作则交给计算机。这样做 ，不触碰文物，得到的数据却*准确，完成了重建彩 色贴图等过去靠人工不可能完成的任务。 刁常宇说，考古学家曾经尝试重建一块刻有百余 字的古代石碑，如何真实地还原每一道刻痕的纹理成 了难题。靠人工，一位熟练的专家尝试了近两个月， 仍无法**地实现。而采用计算机技术，进行自动化 的映射定位和上色，两小时就完成了准确重建。 “基于多图像的三维重构系统”这套算法*早由 美国科学家发明。刁常宇团队将其应用于文物考古， 他们从2010年即开始着手研发，前后编写的代码达数 万行。得到的成果是：三维模型的几何形状精度高， 点间距小于0.02毫米；模型完整无死角；可以重现原 有的色彩。 目前，山东青州博物馆、**阿里托林寺、山西 大同云冈石窟等地，都有浙江大学的团队在利用这套 技术，**地记录文物的形象。2014年，刁常宇团队 还利用3D打印技术，把软件生成的杭州闸口白塔三维 结构打印成高精度模型。 只用0和1。科学家就成功复制了文物的造型、材 质、花纹以及所有残破的部分。总而言之，文物的所 有信息，都用一种全新的方式储存起来。这将在不远 的未来造就这样的图景：人们通过互联网和计算机， 可以随时随地、身临其境地欣赏文物，其保真性之高 ，足以满足学术研究的要求。 在须弥山，这一技术大显神威的同时，也遇到了 新难题。于是，刁常宇从杭州连夜坐飞机到西安，又 飞银川，再乘5小时的汽车至固原，赶到了考古工地 。 难题在于。须弥山许多石窟的佛像和四壁因为风 化严重、模糊不清，可供软件提取的“特征点”很少 。由于无法识别，*终形成的三维模型中出现大片空 白。 刁常宇沉吟：“我们应该可以通过改进软件算法 ，使得它从一张照片上提取到*多的细节。”接下来 ，他又要着手*新代码了。 考古团队：用汗水打捞历史 须弥山的某个石窟中，突然闪出了一道光；过一 会儿，又是一闪。这正是考古队员在工作。 踩着杂*和断枝，他们进入位置偏僻的36号窟。 韩羽等人已经在这里工作了3天，拍摄了近千张照片 。 石窟里摆放着几台用来布光的灯具，还有一把梯 子——韩羽有时需要让自己站得高一些以获得俯拍角 度。这些工具都是考古队员们踩着蹬道搬运上来的。 初见者惊艳于石窟的风华，而对韩羽来说需要克 服的*大挑战反而是“枯燥”。他穿一件发白的外套 ，双手握着照相机，面对有上千年历史的石壁沉思。 “一个壁面一般要拍摄300至400张照片。”韩羽说， “我要寻找尽可能多的角度，发现特征点。” 36号窟的两座造像风化严重，几乎已分辨不清表 情，许多细致的花纹和转折也已磨灭。“这就对我们 的观察能力提出了要求，需要发现表面细微的色彩变 化和凹凸不平的地方。”韩羽说。一整天，他就在这 里发现和记录这些石像，比摄影师遇上美丽的模特还 要专注——这里面蕴藏着文明的光辉和时光的秘密。 为了进入*加险峻的石窟，王宇系上安全索，攀 爬几乎垂直于地面的峭壁。李志荣想起，2012年初夏 须弥山石窟考古**期工作期间，她和王宇走遍了圆 光寺周遭的群山，在乱石中翻越陡峭的山崖，在*后 无人机航拍前就初步掌握了洞窟所在山峦的地形地貌 。 当前进行的是须弥山石窟考古第二期子孙宫区的 数字化考古工作，目前田野调查已经开展了两个多月 。每天早上8点，考古团队就离开须弥山附近小镇上 的几间平房。出发前往考古工地，一般要到傍晚6点 才结束**的工作。宁夏考古所专门派遣一位大厨到 工地上为大家做饭，米、面、菜、肉俱全。 考古队员们的房东是一位年过五旬的**，李志 荣喊他“高老师”。高老师的儿女外出工作，他和妻 子及几个孙子留在镇上。 李志荣住的是高老师儿子的婚房，宽敞，墙上还 挂着结婚照，沙发上摆着布娃娃。有一个独立的卫生 间。现在这里多出了几台来自浙江大学的计算机机箱 ，*夜不停地运转着。把图片数据转化为三维模型。 刁常宇和王宇等几个专家则挤在另外两间平房里 ，并排密密地摆了几张*，或是干脆几个人竖着睡在 一条炕上。镇上条件有限，即便在炎热的夏天，他们 也没办法经常洗澡。 艰辛的工作换来丰硕的成果。2014年，须弥山石 窟**期田野调查和室内整理完成。浙江大学和宁夏 考古所团队拿出了须弥山石窟群航拍图、11个洞窟的 细密三维测绘数据、数十幅高保真正射影像图，这些 成果获得中国社科院、北京大学、文物出版社等考古 界和出版界**单位学者的肯定。李志荣说，须弥山 石窟系列考古报告首卷《须弥山圆光寺》即将出版。 P78-80