古壁画数字化修复方法研究

摘要：中国古代壁画有着辉煌的历史，质朴古拙的远古岩画，以及从汉魏到元明清时期不断出现的墓室壁画、石窟壁画和庙堂壁画等，都是其重要的组成部分。历经岁月变迁，古代壁画正面临着各种病害的侵蚀，保护和修复工作迫在眉睫。现有的物理保护措施以及古壁画手工修复效率相对较低，而古壁画的数字化修复则是近年来古壁画保护的热门方向并逐渐成为重要技术手段。本文对古壁画的现状进行分析，从而探究古壁画的数字化修复方法，同时加入自己的研究成果，希望能够对中国文化遗产的保护与传承工作提供一定的帮助。

关键词：古壁画;数字化修复;方法研究

古壁画是中国深厚悠久的古代文明的重要体现，其形象地综合了各地的社会风貌、宗教发展、历史传说以及风土人情，具有重要的艺术和历史考古价值。然而，历经数千年的岁月变迁，由于外部环境因素的侵害和干扰，古壁画受到了程度不一的损害，主要表现在褪色、脱落、裂缝、灰尘和霉变等方面。现有的物理保护措施以及古壁画手工修复效率相对较低，甚至还出现增加了古壁画承受负担的情况，且实体修复耗费大、难度高。而数字化修复不仅可以实现对古壁画的虚拟展示等工作，还可以为古壁画实体的物理修复过程提供充足的科学依据和测试环境，将文物修复工作的危险性和风险度降至最低。因此，如何利用好数字化修复手段，是如今古壁画文物保护的一个重要课题，因为其不仅可以使这些历经沧桑的精美艺术永存于时间长河之中，还有助于对古壁画内容进行艺术与社会历史领域的深入研究。

一、古壁画修复的重要性

近年来，各级政府和相关部门加强了对重点文物单位的壁画保护、修复工作，并取得了重大进展，但对散落在区域内大量具有历史和艺术价值的古壁画保护工作还有待进一步的提升。从实际情况来看，由于自然风化及人力不可抗力等自然灾害威胁，部分古壁画已经变得非常脆弱。古壁画一旦损伤便会丢失大量的颜色和结构信息，加之其保护和修复难度较其他文化遗产要来得大，所以相关工作迫在眉睫。而近年来的工作实践充分证明，数字化保护与修复工作能将古壁画信息永久进行保存，且能够无限量复制，通过高品质的图片、精准的比例记录，建立原始、完整的壁画数据档案实现古壁画的虚拟展示，是能够让后人欣赏古壁画的可行方式。利用电脑等科技手段对古壁画进行虚拟修复，还原破损壁画的本来面貌，为壁画的物理保护提供充足的科学依据和测试环境，通过对壁画病害过程进行虚拟演变，可以将传统保护工作的危险性降至最低。且随着古壁画数字化修复与保护技术的持续提升，古壁画损坏原因识别与修复的准确性等问题也得将到逐步解决，大大减少因外界环境因素侵害而对古壁画造成的不可逆伤害，使得这一重要的文化遗产能够得到良好的保存与流传。

二、古壁画修复现状

从国内一些古壁画的实际情况来看，它们正遭受着酥碱、起甲、空鼓、脱落、粉化、褪色、变色等多种病害的威胁，前些年有关部门和个人虽然采取了一些急救性的抢修措施，但由于资金和技术等原因，未能从根本上消除隐患。而早年影像记录的技术手段尚未成熟，很多资料无法得以保存，导致出现数据缺失的情况，而且传统的壁画保护、修复工作都是不可逆的操作，存在一定的风险性，所以数字化修复手段的出现，能够很好地解决数据资源流失的问题，为日后的壁画修复提供充足的资源理论依据，有效减少外界因素对古壁画存留环境的侵害，大幅度降低修复工作的风险性，减少对古壁画的损耗，促进对文化遗产的有效保护。

三、数字化修复方法研究

在此以敦煌壁画修复为例，细究古壁画的数字化修复工作。

（一）方法

为进一步保护古壁画艺术，必须要结合先进的科学技术手段对古壁画进行1：1的复刻，同时考古界开展相关研究，也需要进行临摹，这样才能让人们更加了解先辈在物质匮乏的年代，是如何运用自身的智慧为后世留下民族瑰宝的，从而实现考古价值最大化。敦煌研究院采用的修复性临摹方法，主要分为五道工序，即拍照，幻灯片放大（与原壁相同），参照原壁画进行修改、描线，再把画稿印描在宣纸上，然后面对原壁上色。在此过程中，临摹是主要的工作，通常修复几个平方米的壁画需要的时间就要以年为单位。描图着色也涉及到了多个行业技术的综合应用，工程量极大，一旦出错，很难更改。所以数字化修复方法的出现，使得传统的临摹手段和技术上升到一个新的层面，很大程度上减少了传统临摹手法带来的局限、困难和风险。我们可从古壁画的构图、色彩、形状和风格等方面提出数字化修复的理论，结合当下最先进的成像手法，搭载计算机运行系统进行数据的处理和采集，形成颜色校正和图像处理功能。并在此基础上，提取壁画的经典风格，完成数据收集，以便后续工作的开展。

（二）研究

1.数字化修复系统。建立古壁画文物修复系统，进行资源整合，实现对古壁画的虚拟呈现。传统的古壁画修复算法，由于没有将相应的手工线描图作为修复时的结构指导，所以在修复一些破损较为严重的古壁画时，常常会出现结构纹理都不连续的错误填充现象。而现代数字化修复技术，则采用准确的边缘提取算法对古壁画进行预处理，能够有效解决传统修复手段带来的不精准化问题。而在预处理和替换的基础上，采用成熟的矢量化技术和插值算法，能够准确细致地表达出原壁画的风格形象。同时，根据中国画特有的晕染风格和运笔轨迹，我们提出了基于骨架的笔刷模型。骨架定义好之后选取适当的散点属性，最终完成着色。所有的古壁画通过修复系统的高度解析扫描成像，最终放在一个虚拟的空间内，使其完美地呈现出来，人们可以从不同的角度欣赏古壁画的美，宛如身临其境。

2.数字化辅助系统。建立数字化辅助系统可以更加直观地查看古壁画的各种信息，有效促进各类资源的多元化整合与利用。在该系统中，不仅可以查看某一幅壁画自身的基本信息，包括早期病害资料、修复情况、数据理论等，也能了解到壁画环境的基本概况，支持多种条件下对修复信息的查询，观看虚拟复原效果，还能够进行变褪色、灰尘吸附等色彩演变的模拟。使用时，可以先获取文物照片信息，记录拍摄的环境条件与摄影参数，建立数字化三维模型，分析古壁画存留环境的详细分析报告，便于后续的研究与复刻。数字化辅助系统可以帮助修复师全面掌握古壁画的基础信息，获取修复需要的材料，提高工作效率。

四、结论

壁画是人们最早的绘画形式，以高度写实的技法映照社会生活。随着历史的发展，古代壁画作为传统文化的重要载体，逐渐成为先人留给我们的宝贵财富。经受过岁月的洗涤，古壁画这类优质的人类瑰宝，可能会因为外界各种因素造成质变，影响古代文明的延续、传播与交流，因此我们要根据现阶段古壁画修复的基本情况，提出更切合实际的操作手段和方向，使古壁画艺术能够长久地留存下去，讓人们感受到先辈的智慧结晶，以及中国传统文化带来的震撼，积极促进文化遗产保护与传承工作的开展。进行数字化修复，意在利用当下先进的科学技术手段，在不破坏古壁画原生状态的情况下，实现对其的完美呈现，这对传播古壁画知识、增强古壁画保护观念有着重要作用，具有意义非凡的应用前景，从而促进文化遗产保护事业的可持续发展。

参考文献：

1.潘云鹏，鲁东明.古代敦煌壁画的数字化保护与修复[J].系统仿真学报， 2003， 15（3）：310-314.

2.刘建明.古代壁画图像保护与智能修复技术研究[D].浙江大学， 2011.

3.王园园，陈睿.古壁画数字化修复方法研究[J].西部皮革， 2019，41（17）：130.

作者简介：

王丽梅，1972年10月生，职称：中级，学历：大学本科，研究方向：文博方向，单位：通辽市博物馆