文物虚拟修复：历史的数字化传承

　　- 专家档案

　　周明全，教授，博士生导师。北京师范大学信息科学与技术学院院长，教育部虚拟现实应用工程研究中心主任，教育部计算机科学与技术委员会软件工程教学指导委员会委员。北京师范大学虚拟现实与可视化技术研究中心主任。中国计算机学会理事，中国中文信息学会理事，中国计算机教育学会常务理事，陕西省计算机学会副理事长。

　　科技是这个时代的最好特征，也是传承文化的最好载体

　　- 新闻缘起

　　2009年度国家科学技术奖励颁奖大会上，北京师范大学信息科学与技术学院院长周明全教授获得国家科技进步二等奖，获奖的项目是“文化遗产数字化与保护新技术的研究及应用”。该项目组针对中华文化遗产的保护需求，采用虚拟现实、图形图像处理等信息科学新技术，完成了多项文物数字化、文物虚拟复原修复、数字博物馆、数字考古方面的科研项目，解决了文物的三维数字化真彩色信息的采集、基于网络的虚拟现实浏览技术等关键技术问题，形成了系列的文化遗产数字化处理与保护的方法与科技成果，为文物保护、考古、古人类学的研究开辟了新的途径。

　　一边是信息时代的先进计算机技术，一边是时间长河里磨损破碎的历史文物。经过多年的尝试，二者在科研人员的手中巧妙结合。

　　于是，穿越了时间的壁垒，历史得以数字化再现，文化得以信息化传承，这就是奇妙的“文物虚拟修复和数字化保护技术的研究与应用”。

　　—— 案例 ——

　　破碎的兵马俑：计算机辅助修复

　　看个体，每尊兵马俑都富有极强的艺术感染力；看整体，8000余件陶俑构成了庞大的军阵体系，再现2000余年前秦军“奋击百万”气吞山河的气势。

　　但有很多的参观者可能并不知道，兵马俑出土时，绝大部分就已支离破碎，我们所看到的大都是文物修复师的劳动成果。三十多年来，他们已经整理修复了一千多尊陶俑。这个数字听起来不免让人心生担忧，因为据此推算，全部修复完兵马俑至少需要100年。很多小学生都可能，等不到这支庞大的地下军团呈现全貌的那一刻了。

　　当然这是在计算机辅助文物修复系统出现之前的事。借助于该系统，文物的修复效率可提高数十倍。

　　通过三维扫描的方式，研究人员把碎片的外形曲线、以及断裂面凹凸起伏的特征输入计算机。然后计算机会以一块较大的碎片为基础，对采集到的其他碎片样品逐一分析，直到找到吻合最完美的另一块碎片。这样不断比较下去，当一个陶俑各个部位的所有碎片都被找齐后，一个完整的陶俑排列图也就产生了。

　　不止于秦俑。几片残片经过扫描，几分钟后，电脑屏幕上就会“生长”出一只青花八宝葵形碗。同样是经过扫描，一幅被油漆刷子“糟蹋”过的古代字画在电脑里重获新生。

　　—— 理念 ——

　　数字技术：当今文化传承的载体

　　在周明全的办公室，除了满是书籍的柜子，你还能看到部分唐彩宋瓷的残片安静地躺在暖气旁。来自古都西安的周明全爱好文物，但这并不是他投身文物数字化事业的主因，“历史的记录，文化的传承”，这份厚重的历史使命才是装在周明全心里的大事。推动人类文化遗产保护的科学化、现代化进程，是周明全长久以来的奋斗目标。

　　“老祖先给我们留下了如此多的文化遗产，都是前人智慧的结晶。理论上，不论我们怎么保护，随着岁月的流逝，它们还是会损坏。”周明全说。

　　例如某些周代石鼓上的铭文，在石头上刻字是试图流传百世，但是从分别摄于上世纪二三十年代，五六十年代，与现在照片来看，岁月的刀斧不言自明。

　　“如果把文物的特性、形状、历史沿革统统保存下来，永远流传下去，这样即使它不存在了，后人还是看得到，而不是像现代人那样，只能抱着化石想象着恐龙的模样。”周明全说，不论是可移动还是不可移动文物，都可以数字化展现，比如钟鼓楼、大小雁塔，形状、环境皆可复原，非物质文化遗产同样也可被数字化后记录下来。

　　所谓文物数字化就是指以某种技术手段获取文物形体、纹理、质

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