中国团队用三维光影技术修复世界文化遗产

本篇文章1857字，读完约5分钟

6月6日和7日晚，14年前被塔利班用炸药和大炮摧毁的世界文化遗产巴米扬佛像在张新宇洪亮夫妇率领的中国代表团的帮助下，恢复了10多个小时的原貌。通过三维光影技术，他们使用600，000流明的特殊投影设备(电影院常用的投影仪为20，000流明)，以1: 1的比例再现了巴米扬石窟53米高的佛像。德国阿富汗文物专家穆吉塔巴·米尔查感叹道，“这应该是巴米扬佛像最真实的形象”。

昨天是中国传统节日。从事文化遗产数字化研究的清华大学美术学院互动媒体研究所所长、副教授张烈在接受《科学日报》采访时表示:“由于自然灾害、经济建设、旅游开发等因素的影响，许多有价值的文化遗址遭到破坏。如何有效地保护、研究和开发这些文物和文化资源已经变得非常迫切。通过各种技术手段对这些文化遗址进行数字化修复和复原，已经成为复制它们的重要手段。”

阿富汗巴米扬佛像是用投影技术重建的。张烈认为，要恢复一个有光影的遗址，需要进行大量的研究和考证，才能弄清该遗址的原貌。“阿富汗的佛像在现代被毁坏，数据相对丰富。你可以通过一些照片或视频数据知道它以前的样子。对于那些古代遗址，我们可以从研究报告或一些古代绘画中寻找线索。此外，我们还可以通过研究和比较同一时期和同一类型的其他遗址的考古结果来获得一些线索。”

"研究和考证尤为重要，也是网站数字化重建的关键."张烈说，“三维重建的过程将随之而来。研究人员将通过收集的数据确定最终投影的细节。”

“由于光线和阴影最终落在的物体不是一个平面，所以有必要了解“画布”的情况——例如，阿富汗的这尊佛像还剩下一些尸体，投影时应该考虑这些尸体。另一个例子是，我们曾与清华大学合作，通过光影技术修复龙门石窟中的卢舍那佛。佛像还在。我们需要恢复一些细节和颜色，这要求我们在三维重建过程中考虑到投影环境。”张烈说:“就像绘画一样，三维身体的数字描绘需要考虑诸如颜色、形状以及明暗之间的转折关系等细节。”

三维数字模型重建完成后，需要对现场环境条件进行分析和研究。现场使用的技术主要是投影拼接，这对最终效果的实现也非常重要。“例如，我们使用25台投影仪拼接场景中的图像，以再现卢森纳大佛的光影，这需要使用边缘融合和几何校正技术来调试站点。”张烈说，现在我们经常接触到这样的技术。例如，在球幕影院看电影时，通常会将几台投影仪放在一起。例如，在2008年北京奥运会开幕式上，运动员李宁用同样的方法点燃了鸟巢上的火炬，整个鸟巢体育场充满了图像

张烈告诉记者，在实际工作中，除了光影手段之外，文化遗址的数字化修复也采用了其他一些先进的技术，但这需要根据遗址的特点和修复的重点进行具体的分析和研究。“阿富汗的巴米扬佛像已经被摧毁，我们需要恢复的主要是它的形状，而龙门石窟中的鲁什纳佛像仍然存在。我们对原始的古代彩图进行了一些色彩还原，并添加了一些生动的小动画来增强视觉效果，这可以通过光影来实现。”他说:“如今，通过虚拟现实、增强现实、全息图像、移动互联网、身临其境的数字体验等技术，文化遗址的历史特征可以真正再现。”

据他介绍，由著名建筑师梁思成的弟子、清华大学郭教授带领的研究团队，经过15年的研究，依靠现代科学技术，数字化地“重建”了颐和园的繁华时代。研究人员利用无人机的高精度航空摄影和三维激光扫描仪，结合历史研究和考证的结果，记录了圆明园的地理环境，并通过数字模拟细致地描绘了圆明园建筑和园林的三维模型。此外，他们还对遗址上发现的损坏的石头部件进行虚拟拼接，并修复了古代多彩的绘画。圆明园管理处处长曹玉明在接受媒体采访时表示:“通过使用三维建模、虚拟现实等技术，圆明园90%的网站已经被数字化还原，人们可以通过虚拟世界看到圆明园昔日的风采。”

“去年年初，香格里拉发生火灾，当地政府邀请清华大学的专家帮助规划灾后重建。在场地修复设计过程中，研究团队利用微信等新媒体手段，动员公众在互联网上获取大量香格里拉游客的照片，并最大限度地收集现有资料进行研究，以指导改造工作。这些新的科技手段为保护和恢复文化遗产提供了新的思路和方法。”张烈说道。

在光影再现阿富汗佛像的新闻下，一位读者留下了一条信息:为什么要通过虚拟技术来重建这个网站，而不是实际重建它？张烈回应道:“重建的文化遗址不再是真正的历史遗迹。更重要的是，盲目重建可能会进一步破坏现有的遗址，它们所包含的文化和历史信息可能会进一步丢失。通过先进的科学和技术手段对遗址进行数字化恢复和重建不会对遗址造成损害，但也会让每个人看到这些文化遗址的历史特征。”

(编者:胡彦明)