徽州古牌坊数字化保护初探

柏家文，朱正业

(1.安徽大学历史系， 安徽 合肥 230039；2.铜陵学院， 安徽 铜陵 244000)

徽州古牌坊数字化保护初探

柏家文1，2，朱正业1

(1.安徽大学历史系， 安徽 合肥 230039；2.铜陵学院， 安徽 铜陵 244000)

作为古老的徽州历史文化遗存，徽州牌坊凝聚了古代徽州的人文思想以及徽州建筑雕刻艺术与工艺的精华，具有丰富的文化内涵与开发利用价值。目前，徽州牌坊的现状令人担忧，亟待保护。运用现代技术手段对其进行恢复与数字化保护和利用，是对牌坊其物质性和非物质性文化价值的尊重与回归。

徽州牌坊；价值；保护；数字化

徽州牌坊作为历史文化遗存，是历史文化的物化。随着对其历史价值的重新认识，如何对现存牌坊遗产运用现代数字科技手段进行合理保护成为我们需要思考的问题。本文根据遗产保护和现代数字技术的相关理论知识，对徽州牌坊遗产的保护与利用做一初步理论梳理和方法探索。

一、徽州牌坊保护现状

徽州牌坊是为广大民众在礼教践行中的楷模人物设立的，以旌表、激励、引导民众传承传统美德，也是明清时期徽州社会的伦理、文化、民俗、建筑技艺乃至经济状况的物质实证。

从现存状况看，传统文物保护手段未能使徽州牌坊所具有的丰富的文化和经济价值尽显，使得运用现代科技手段对其进行恢复与加强保护成为必要。在传统保护的基础上，运用三维激光扫描(3D CaMega)、三维仿真、虚拟现实等现代技术方法，使徽州牌坊的保护和利用数字化。

三维扫描技术当前已比较成熟，但徽州牌坊的保护仍是传统粗放式的。就目前保护状况而言，尽管一些牌坊受到了保护修缮，并设立了不同的文物级别，但整体而言，徽州牌坊的保护并未提到足够的高度而受到重视，其现存状况仍着实令人担忧。目前徽州尚存的130余座牌坊，仍然面临着人为破坏、病菌侵害、自然侵蚀等严重问题。

人为破坏是徽州牌坊保护的第一号杀手。由于牌坊是封建礼教的物化，蕴涵强烈的封建礼制，具有浓厚的意识形态特质，处在意识形态的风口浪尖而命运多舛。在“文革”“破四旧”的过程中，徽州一千多座牌坊中，许多都是顷刻间因人为破坏而毁于一旦。现如今剩下一百余座，亦面临着被占用、堆砌秸秆、污染变色、机械损伤、游客刻划等人为因素的破坏。如高阳村三朝典翰坊、家朋村节妇坊、“文革”间字迹被石灰模糊的磻溪节孝坊、黄氏节孝门坊等等，均未能修复如旧。此外，随着牌坊文化旅游项目的开发利用，也增添了人为破坏的隐患，如涂鸦刻划等。

自然环境因素的侵蚀也是牌坊受损的重要方面。目前徽州牌坊由于年久失修，许多牌坊由于长年风雨侵蚀，往往面临着风化严重、苔藓地衣霉菌等生物的侵蚀、坊体的不均匀沉降、裂隙日益增大、表面的空鼓崩层、彩绘的脱落等诸多问题。有的因缺乏外围的整体支撑物，面临着山体滑坡、台风、洪水乃至地震等恶劣自然灾害的威胁，如字迹风蚀漶漫的丰口郑氏世科坊、风化比较严重的洪村烧雕门坊、潜口村恩褒四世坊、1991年被洪水冲塌的绩溪县家朋村许时润石坊等等。

随着现代城镇化建设步伐的加快，徽州牌坊亦面临着与现代化建设的冲突。由于一些牌坊建造之初即依附于驿道、里坊街巷等交通要道，原有的路道宽度已不适应现代城市建设的快速发展，不少横亘街道路间的牌坊逐渐成为现代交通和市镇建设的障碍，如郑村街道北侧一巷口的贞白里坊、雄村西侧公路边的四世一品坊、富堨镇下街的蒋氏节孝坊、华阳镇城北大街的程氏节孝坊等等，面临拆除消失的危险。

二、数字化保护措施

针对徽州牌坊的传统保护，虽然也出台了一些相关的法规，实施了一些保护措施，入列了不少不同级别的文物牌坊，对牌坊的保护起到了积极作用，但还有不少牌坊却未入列保护文物，人为地将它们排斥在保护视野之外，未得到应有的重视。在措施手段上缺乏科技含量的技术支撑，停留在过于简单的水泥修补、化学黏合等传统手法的运用上。随着3D数字化技术的开发、成熟、完善及其在人体摄像等领域运用的启示，将其用于文物保护与展示，为徽州牌坊的现代化保护开辟了新的路径。

为加强对徽州牌坊的现代化数字技术的恢复、保护与展示利用，笔者认为，至少应从3D数字化技术处理和相关步骤措施上两个方面入手。

第一，在3D数字化技术上，可以采用三维扫描技术比较成熟的In Speck 系统，该系统扫描精度为0.4mm，扫描时间为0.4s，配置了功能相对较为完善的前期模型处理软件In Speck FAPS,以及后期模型处理软件In Speck EM。该技术系统较激光扫描而言，具有显著的功能优势，“三维扫描系统数据采集控制、模型间的交互式拼接、模型的交互式编辑、模型的简化和标准数据格式输出等”[1]，适合各种文物模型需求，重要的是该技术不但能获取相关文物的三维模型，而且能够获得文物表面真实的纹理。

激光扫描在获取信息时，只能对一个激光点或一条激光线的三维数据信息进行获取，所以多用于对大物体某局部三维信息的获取；若用于对牌坊进行扫描，需建立众多点的信息云，工作量较大。因而在牌坊整体的数据采集中，应用能在自然光条件下一次可以同时获取坊体表面点空间信息的In Speck彩色三维扫描系统。为获得一座牌坊整体的纹理数据信息，一般只要从八个侧面和上下俯仰两个角度进行10次扫描，并使每次扫描之间应有信息重叠，这样就能利于牌坊整体信息的拼接。

第二，在技术步骤上，首先，对徽州牌坊的3D信息进行采集获取。三维扫描是相对于二维、一维平面扫描的技术来说的，其测量不再是牌坊平面图形的色彩深浅，而是牌坊立体实物的空间各点的坐标位置及相互关系，再通过屏幕、网络等展示平台显示出该坊体的立体形态。由于获得的是坊体上各点的坐标，因而可以从各个角度观察到该牌坊实体。目前徽州牌坊已有几个网络展示平台，在文化宣传方面起到了积极效果，但都是二维图片展示，实现三维仿真展示仍需要做大量的数据采集工作。

3D数据采集，可通过接触或非接触方式。由于牌坊实体较大和避免直接接触对坊体的人为损害，多采用非接触方式采集。通过In Speck FAPS彩色三维扫描系统，利用自然光在坊体上的漫反射，从十个面获得坊体表面的各点纹理坐标的数据信息。

其次，生成牌坊模型。十个方位的纹理信息扫描完成后，通过In Speck FAPS 系统对这些数据信息进行处理拼接，删除不必要的其他信息，再通过In Speck EM系统进行模型的完善处理，如表面破损的平滑修复，噪音数据的去噪等[2]275。

再次，建立三维信息数据库及场景的虚拟仿真展示。运用大场景扫描系统对较大的牌坊文物及场景进行扫描，获取牌坊的三维信息后，并对信息进行拼接或删除，预置牌坊的三维实体仿真图和场景[2]278。要对徽州现有牌坊进行一次排查，并分别采集其三维信息，建立起徽州牌坊的三维信息模型数据库，为牌坊的虚拟展示做好模型基础。

建设网络展示平台——徽州牌坊数字博物馆，通过牌坊模型的数字化定制，以及三维模型数据库的创建，使文物牌坊在现代网络平台上得到较好的展示。

为使牌坊在展示过程中贴近实际，还要通过三维虚拟现实手法对牌坊体周边场景进行虚拟建构，从而使文物牌坊脱离地域限制，在网络展示平台上就能给观众有身临其境之感。还可以配备文字解说，介绍不同坊体的文化背景；可以饰以相称的古典乐曲，使人享受美妙而优雅的文化熏陶。

安徽省内在三维影视表现、工业仿真展示、虚拟现实技术应用、动漫设计与制作等现代数字文化产业方面，合肥某公司就具备较强的技术实力。对徽州牌坊运用现代数字技术保护和利用已具有一定的技术基础，使这项保护措施的顺利开展成为可能。

这一数字化技术在实现徽州牌坊的数字化多维虚拟展示，拓宽了牌坊开发利用的新渠道的同时，实现了牌坊等濒危文物资源实物资料数据的科学、高精度和永久的保存。

三、结 语

数字化技术为徽州牌坊修复、保护与展示利用，提供了新的路径，尤其是在牌坊文化的旅游方面，通过网络虚拟平台的展示，跨越了地域时空的局限。同时对牌坊的虚拟修复、数据保存方面意义重大。

但虚拟现实的数字化技术对文物的保护与展示，不能代替文物实体，对实体文物的传统保护措施仍然是不可废弃的。首先，要完善并落实保护实体牌坊的政策法规，将未入列文物的牌坊一并列入相应级别，进一步完善责任制，完善维护资金的来源和利用渠道。其次，完善传统方式的修复与保护。对于构件的断裂、表面的风化剥落等，可利用现代化学制剂如环氧树脂、聚酰胺、糠醛、丙酮系列配方等来灌注黏结加固封护。对遭到人为毁坏，但其原有的残件尚存，根据历史记忆，予以恢复或保护其废墟文化。最后，在保护过程中广开维护资金渠道，可以利用开发收益来调动吸纳民间资金，建立起牌坊维修保护的资金保障机制。另外，正确处理牌坊牌楼的保护与现代化建设的关系，以对民族文化负责的态度予以足够的重视，做到历史保护和现代化建设两者兼顾。

[1]吴玉涵，周明全.三维扫描技术在文物保护中的应用[J].计算机技术与发展，2009(9).

[2]周明全，等.文化遗产数字化保护技术及应用[M].北京：高等教育出版社,2011.

责任编校：徐希军

2013-12-24

2013年文化部国家文化科技提升计划项目“徽州牌坊的保护修复与数字化展示研究”(文科技函[2013]718号)。

柏家文，男，安徽枞阳人，安徽大学历史学博士生，铜陵学院讲师；朱正业，男，安徽肥西人，安徽大学历史系教授，博士生导师。

时间：2014-8-28 15:45 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/34.1045.C.20140828.1545.029.html

10.13757/j.cnki.cn34-1045/c.2014.04.029

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1003-4730(2014)04-0131-02