数字化技术服务云冈石窟建设
摘要:
近年来，云冈石窟研究院通过与国内高校院所长期合作，逐步形成了用数字化手段，永久地保存珍贵文物及历史档案的方法。在此基础将数字化技术应用于各项管理中，极大地提升了文化遗产地的研究、保护、宣传和服务水平。
原标题：科学记录 融合翻译 智慧发展——云冈石窟的数字化建设
近年来，云冈石窟研究院通过与国内高校院所长期合作，逐步形成了依托高精度测绘技术(三维激光扫描技术)、地理信息系统技术(GIS)、计算机科学与网络技术等数字化手段，永久地保存珍贵文物及历史档案的方法。在此基础将数字化技术应用于各项管理中，极大地提升了文化遗产地的研究、保护、宣传和服务水平。
一、科学记录
云冈石窟是中华民族和全人类共同拥有的不可再生的珍贵遗产。尽管采取了许多保护措施，但石窟逐渐风化的趋势是不可逆的，对石窟的记录就显得尤为重要。针对云冈石窟高浮雕、圆雕难以测绘的特点，我院走过了一条从手工测绘到近景摄影测量、三维激光扫描测绘的数字化记录探索之路。
1.手工测绘
1939年至1944年，日本京都大学水野清一、长广敏雄等在云冈石窟考察，对石窟进行了较为系统的手工测绘，并将得到的图件122幅，发表于《云冈石窟——公元五世纪中国北部佛教石窟寺院的考古调查报告》。(图1)传统测绘方法是用绘画方法将极为复杂的石窟壁面通过各种线条表现出来。这种通过二维线条来表达三维壁面的方法，首先导致了信息的大量丢失，其次绘图者的主观意识和绘图技法对图纸精度影响非常大，存在着明显的缺点。
图1 第2窟塔柱手工测绘实测图
2.近景摄影测量
1986~1988年和1994年，云冈石窟研究院与国家建设部城市综合遥感与制图中心合作，运用当时最先进的近景摄影测量技术，先后绘制第5、6窟，第12窟，第20窟和第1、2窟，第3窟，第4窟等洞窟的实测图87张，其中1986年完成的部分测绘图，先后发表于《中国石窟·云冈石窟》和申报世界遗产文本《云冈石窟》中。(图2)虽然近景摄影测绘能够满足石窟寺的准确测绘记录的要求，但由于其最终的图件形式为线描图，还是无法全面地记录石窟信息。不过，近景摄影测量技术的使用，标志着云冈石窟的数字化记录时代开始。
图2 第2窟塔柱南壁近景摄影图
3.三维激光扫描测绘
2003年起，云冈石窟研究院与多家科研院校合作，开始尝试三维激光扫描技术的应用。三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项高新技术，它通过高速激光扫描测量的方法，以“点云”的形式获取物体或地形表面的阵列式几何图像数据，可以快速、大量的采集空间点位信息，为建立物体的三维影像模型提供了一种全新的技术手段。它可以深入到任何复杂的现场环境中进行扫描操作，并直接将各种实体的三维数据完整的采集到电脑中，进而快速重构出目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。
2005年，云冈石窟研究院与北京建筑大学合作，采用地面三维激光扫描技术对云冈石窟东西长近1公里、高20多米的外立面进行测绘。通过近1个月的扫描测绘，共获取原始点云数据17.6G，首次制作了云冈石窟外立面完整点云数据及正射影像图各一套。
云冈石窟外立面正射影像图，准确描述了云冈石窟外立面的具体尺寸、洞窟布局及其相互关系、洞窟外部形态和石窟群整体形象。对于我们准确掌握和认识石窟，继而保护石窟具有重要意义。当然它在考古学上的价值也是值得肯定的，在此图基础上绘制的云冈石窟立面实测线图，弥补了云冈石窟长久以来没有全景正射实测线图的缺憾。(图3)
图3 云冈石窟全景立面正射影像图与线图(局部)
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