來源:光明網(wǎng)

兩千余年前的戰(zhàn)國時期，秦國的精銳之師橫掃六合，秦始皇自此成為中國歷史上第一位皇帝。如今，在秦始皇的“地下王國”，數(shù)字化技術(shù)正助力這支軍陣悄然蘇醒。近日，記者走進秦始皇帝陵博物院，探尋前沿科技與古老秦俑“雙向奔赴”的故事。

秦始皇兵馬俑博物館一景。孔繁鑫攝

“數(shù)字化+考古”，還原遺址發(fā)掘細(xì)節(jié)

傳統(tǒng)的實體保護僅能延緩本體消亡時間，而數(shù)字化文物保護技術(shù)卻能使文物煥發(fā)新的“生命”。近年來，文物保護修復(fù)工作者運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，不斷攻克兵馬俑文物在考古發(fā)掘、保護修復(fù)過程中面臨的難題。

在考古發(fā)掘環(huán)節(jié)，全流程數(shù)字化記錄與保護，為兵馬俑遺址坑留下了鮮活的原始檔案。借助無人機傾斜攝影測量等技術(shù)，考古人員得以構(gòu)建考古發(fā)掘現(xiàn)場的實景三維模型，使遺址細(xì)節(jié)可追溯。同時，數(shù)據(jù)管理全流程參與——發(fā)掘前，通過ArcGIS、ATK等儀器和軟件，劃定并記錄發(fā)掘范圍；發(fā)掘中，對遺跡、出土文物逐一拍照記錄，對完整遺跡開展三維掃描以輔助電子繪圖；發(fā)掘后，將每日發(fā)掘日記、照片、考古繪圖等資料電子化歸檔，為后續(xù)研究提供數(shù)字依據(jù)。

此外，紅外線熱成像與激光掃描等技術(shù)，也能夠以非破壞性方式深入獲取文物與遺址信息。其中，紅外線熱成像技術(shù)可探測土墓壁、陶俑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，識別隱藏其中的結(jié)構(gòu)與空洞，助力研究人員掌握文物構(gòu)造及保存狀態(tài)。

去年9月，秦兵馬俑一號坑“現(xiàn)場應(yīng)急保護實驗室”、二號坑“考古現(xiàn)場發(fā)掘與保護平臺”正式建成并投入使用。相關(guān)報道顯示，這不僅實現(xiàn)了文物從出土環(huán)境向文物庫房保存環(huán)境的平穩(wěn)過渡，還探索形成了“現(xiàn)場應(yīng)急保護體系+考古平臺體系+專用裝備+信息化支撐體系”的秦兵馬俑發(fā)掘新模式，最大限度降低文物發(fā)掘、轉(zhuǎn)運、修復(fù)、存儲等過程中的環(huán)境影響。

秦始皇兵馬俑博物館一景。李伯璽攝

“數(shù)字化+修復(fù)”，AI大顯身手

出土的兵馬俑大多由考古發(fā)掘現(xiàn)場的碎片拼綴而成，人工完成這項工作不僅非常耗時，且一旦拼錯還可能造成差錯累積。以兵馬俑一號坑為例，在三十多年的接續(xù)努力下，已人工修復(fù)秦俑1000余件，但這也僅占發(fā)現(xiàn)秦俑數(shù)的八分之一，如果按照此速度估算，二號坑、三號坑完成修復(fù)還需100年。

如何更好地解決這些問題？在兵馬俑修復(fù)領(lǐng)域，計算機圖形圖像處理、計算機視覺、人工智能及虛擬現(xiàn)實等數(shù)字化技術(shù)也正成為“得力助手”，破解傳統(tǒng)修復(fù)痛點的同時，不斷推動秦陵數(shù)字化保護工作的創(chuàng)新發(fā)展。

“利用三維虛擬可視化技術(shù)，通過觀察文物碎片的紋理特征和邊緣特征，使碎片分類變得精確、簡單、直觀，為后續(xù)的順利拼接打下基礎(chǔ)?！鼻厥蓟实哿瓴┪镌荷鐣逃恐杏㈦p語一級講解員趙紅芳介紹說，工作人員會對陶俑碎片進行3D掃描、精細(xì)建模，先通過計算機軟件虛擬復(fù)原、智能拼接，再開展實體修復(fù)，提升修復(fù)準(zhǔn)確性與效率。同時，不少陶俑都擁有了“隱性編碼”，借助相關(guān)技術(shù)掃描，即可快速得知陶俑的考古編號、發(fā)掘信息等核心數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“一物一檔”管理。

據(jù)了解，西北大學(xué)科研團隊還開發(fā)了基于AI的秦兵馬俑數(shù)字化及虛擬修復(fù)技術(shù)，通過自主研發(fā)三維結(jié)構(gòu)光掃描裝置并構(gòu)建智能匹配計算體系，不僅實現(xiàn)亞毫米級精度建模，將拼接誤差控制在1mm內(nèi)還支持上百塊碎片同時處理，有效解決了兵馬俑修復(fù)難題。

秦始皇兵馬俑博物館一景。孔繁鑫攝

“數(shù)字化+展陳”，沉浸感受秦風(fēng)古韻

如果你使用手機掃描兵馬俑二號坑中的平面布局燈箱，屏幕上便會顯示戰(zhàn)車、鞍馬、戰(zhàn)馬、陶俑等三維模型，詳細(xì)介紹輕觸可得；掃描銅車馬結(jié)構(gòu)圖，還能直觀了解其零件結(jié)構(gòu)及合成的三維過程……這是秦始皇帝陵博物院與科技公司合作推出的AR互動功能。

此外，館內(nèi)的數(shù)字人等智能導(dǎo)覽不僅能為觀眾提供參觀服務(wù)信息，還能根據(jù)其需求進行個性化互動，提升參觀體驗的同時，也為文化傳播開辟了更加豐富、多元的可能性，讓文物與觀眾之間的互動更為生動鮮活。

秦始皇帝陵數(shù)字沙盤、全息投影演示布局。李伯璽攝

歷經(jīng)考古與修復(fù)，數(shù)字展陳正助力著兵馬俑走出博物館，以更鮮活的姿態(tài)與世人見面。如兵馬俑外展，其不僅有力傳遞著中華文化的精氣神，“文明使者”的角色也日益深化。

由于兵馬俑形體巨大和運輸?shù)睦щy性，其運輸、展出的條件都有很大的限制。秦始皇帝陵博物院于2012年起陸續(xù)開展兵馬俑三維掃描工作，支撐起3D打印展示系統(tǒng)，結(jié)合裸眼全息技術(shù)突破實體運輸限制；2017至2019年迭代升級的矩陣全景系統(tǒng)實現(xiàn)了遺跡500億像素級數(shù)字化存檔，其毫米級精度可讓觀眾辨識一號坑每一尊陶俑的面部特寫。

在數(shù)字化技術(shù)加持下，觀眾走進“平行時空·在希臘遇見兵馬俑”成就回顧展，就可以通過高精度數(shù)字采集技術(shù)構(gòu)建的沉浸式全景漫游，身臨其境地感受希臘國家考古博物館及中國兵馬俑考古遺址。

兵馬俑展廳內(nèi)，觀眾體驗碎片虛擬拼接與修復(fù)。李伯璽攝

赳赳兵馬俑，秦風(fēng)爍古今。數(shù)字化技術(shù)持續(xù)演進，“喚醒”了深埋于地下兩千多年的兵馬俑軍團，不僅讓觀眾更深入地觸摸古代文明，更讓千年文物煥發(fā)新的生機，綻放新的光彩。不難想象，倘若這一軍團在賽博空間里“新生”，又將是何種氣勢！（光明網(wǎng)記者 孔繁鑫）