数字化为文物保护提质增效

郭瑞芳

随着科学技术的快速发展，特别是计算机技术的不断推广和普及，数字技术的应用范围也在不断扩大，在文物保护领域发挥着重要的作用。利用数字影像、三维虚拟等数字技术，不仅可以达到数字化展示的目的，而且可以对文物进行数字化修复、建模，对文物保护工作有着积极的推动作用。现从数字技术在文物保护中的应用现状出发，分析数字技术与传统测绘技术相比在文物保护工作中的优势，研究当前数字技术在文物保护应用发展中面临的困境，展望发展前景，为数字技术在文物保护中的应用发展提供一定的理论借鉴。

近年来，如何将数字技术与文物保护工作相结合，推动文物保护工作的进一步发展是文物工作者面临的一个重要课题。相关文物保护单位也在探索数字技术在这个专业领域的应用前景，积极开展相关的应用实践活动。

数字技术在文物保护中的应用现状

应用数字技术，加强文物的信息采集处理

文物的基础数据信息资料是开展文物保护工作的前提，利用数字技术对文物开展信息的采集、处理、建档等工作是当前新时代背景下的必然趋势，这种信息采集方式对我国很多不可移动文物的档案建立、档案数字化工作有着极其重要的影响。首先，利用数字技术，通过扫描仪、摄像机等设备对文物进行多角度、多层次的拍摄记录；其次，运用高精度的三维激光扫描技术描摹文物形态，最终在计算机上形成三维模型。与传统的简易拍照、定位等测绘方法相比，这种方法不仅可以提高工作效率，通过数据处理即可生成三视图、正射影像图等，而且三维模型包含的信息更加多元。目前，数字技术已被广泛应用于很多大型、不可移动文物的保护工作。

应用数字技术，加强文物的监测与检测

对文物进行持续的动态监测是文物保护工作的一项重要内容，尤其是针对大面积的文物遗迹，要对其进行定期监测，并根据现状值与基础值的对比分析，得到建筑偏移、变形、损毁等数据，再通过计算在测量时间段内建筑变形损坏的比值得出损坏速率值，为文物的预警监测工作提供依据，进而提高文物安全评估的动态性和科学性，避免文物被二次损坏。

应用数字技术，加强文物的修复和保存

文物有着不可再生的特性，其由于时间跨度大，本身就存在很多破损，再加上出土之后长期暴露在空气中，空气中的二氧化氮、二氧化硫等气体附着到文物表面，会造成文物尤其是纸质文物的酸化损毁。在很多古墓的发掘过程中，由于墓室地下水位较高，很多文物都浸泡在水中，其出土之后导致原有的生物平衡被打破，内在性质发生改变，看似光鲜亮丽的文物发生变形、褪色，甚至直接毁坏，这为文物的修复增加了难度。数字技术不仅可以通过扫描将文物构建成三维模型，而且可以对很多细微的破损部位进行有针对性的分析，为后期制订文物修复方案提供更多的选择。

应用数字技术，加强文物的展示与传播

数字技术可以通过借助多媒体技术、虚拟现实技术、VR技术等对文物进行虚拟构建，提升观众的参观体验。首先，通过3D影像技术、灯光造影技术可将一些已经消失的文物通过模型进行等比例复原。其次，通过虚拟的古代环境特效和座椅特效，模拟天气、声音等特技效果，将视觉、听觉等融为一体，在体感和动作捕捉技术的基础上再加入剧情式的互动，让观众近距离接触到文物，让观众对文物有一种更加立体的感受。

数字技术在文物保护应用中的优势

与通过传统信息采集、测绘技术保护文物相比，数字技术有以下优点。

信息采集面广

利用数字技术可以全方位采集文物信息，为文物保护和研究提供丰富的数字资源，比如借助3D扫描技术可以对文物的纹理进行精确扫描；通过光谱技术、智能认知技术等可以识别出文物的病害情况，并用于文物损害预防研究；通过碎片虚拟还原技术可以在不移动文物碎片的基础上恢复文物原貌，为出土文物的修复工作提供科学可靠的依据。很多文物内部结构复杂，传统的文物测绘技术只能进行节点的尺寸测绘，无法了解文物内部，而数字技术则完美地弥补了这一缺陷，它可以对文物顶部、内部的一些信息进行无死角扫描，还可以保证数据的准确性。

测量精度高

运用最新的数字技术即双光源扫描技术对文物进行3D扫描，单幅精度可以达到0.05毫米，空间点的距离可以达到0.25毫米，采集的数据十分丰富，质量也非常高，可以近乎完美地复刻文物。目前双光源的手持扫描仪几乎适用于各种类型的物体，而且其扫描速度快，可达到1200000点/秒，不会让文物长时间暴露在外部环境中。双光源中的红外光源对外部环境的适应性很强，且具有较强的抗外部干扰能力，可以在复杂的环境下进行工作。通过对纹理进行映射计算，扫描出来的模型具有获取色彩能力，可以很好地还原文物细节。

文物损伤程度低

每个文物由于其材质、坚硬程度、尺寸各不相同，且文物表面多有各种色彩和漆箔，因此需要进行杀菌隔离处理，针对木制文物还要进行高分子材料喷涂处理。在文物的出土、运输、展示过程中，涉及包装、装箱、转运等一系列环节，所以不可避免地会对文物造成不同程度的损伤。传统的文物测绘技术主要是通过架设脚手架人工进行测绘，而且受技术限制，只能进行二维拍摄。数字技术中的三维扫描技术采用的是无接触式的信息采集方式，使用激光扫描也不会与文物的表面发生直接接触，不会对文物实体造成损伤。对较大体型的文物进行数据信息采集应用数字技术是十分方便的，比如在对敦煌莫高窟的壁画进行信息采集时，用传统的测量方法不仅耗费精力，而且在架设脚手架以及拍摄过程中也极易对文物造成损坏。应用数字技术进行信息采集不仅速度快，而且不会对壁画产生破坏，还能够采集到立体的壁画数据。

时间效率高

在文物保护中应用数字技术，可以将采集的文物三维信息转变为计算机数字信号，并快速构建出三维模型。同样对某一件文物进行测绘时，传统手工测绘所需要耗费的时间是数字技术的六到八倍，而且测绘出来的模型需要人工不断进行调整，但通过数字技术测绘得到的图像等原始数据在模型中调整难度相对较小，可以根据需要随时删除、增补相应的信息，为后期的文物修復与保护工作提供便利。

数字技术在文物保护应用中面临的困境

交互程度低，技术滥用情况严重

文物是不可再生的，而且文物的类型丰富多样，因其材质、质量、位置、环境等存在差异，所以不同的文物保护工作的重点不同。目前，很多学者在文物的数字化保护方面片面重视理论研究，很少关注实际操作案例。很多文物的相关保护活动都比较简单，一般以照片拍摄、资料复制为主，真正做到文物数字化保护的很少，而且其所采用的技术方法也比较单一，一般以播放虚拟视频为主，很难满足人们对文物数字化展示的需求，文物和普通观赏者之间的交互程度很低。

数字技术在文物保护中的一个重要应用就是通过虚拟现实等技术将文物展示在观众面前，给观众带来沉浸式体验。但不少展览在技术上过于追求标新立异，过度看重数字媒体所带来的“沉浸感”和“交互体验”，他们认为所谓的沉浸式展览就是单纯对声、光、电等技术的应用，反而弱化了文物自身的文化及艺术价值。

数字化人才短缺

文物的數字化保护是一项跨行业、跨领域的工作，需要文物工作者和数字化技术人才的通力合作才能顺利开展。当下我国很多博物馆中文物的数字化展示通常都是交给第三方科技公司，而公司的数字化技术水平良莠不齐，再加上文物工作者对文物保护的理解与技术人员存在较大差异，因此创作的数字化作品质量差异很大。

文物数字化相关法律规范不足

科学合理的法律规范是文物保护数字化发展的基石，这对文物保护领域与互联网、旅游、影视、周边产业发展等领域的资源整合具有重要意义。目前，这些领域对文物数字化资源的应用和转化都有着较强的需求和意向。但是，地方性的法律规范各异，国家层面关于文物保护数字化发展层面的法律规范还有待完善。

文物数字化产品维护成本高

不管是线上的展示网站，还是线下的数字媒体展示，都存在诸如技术难度大、制作周期长等问题，对文物数字化产品的日常维护和运营更是提出了较高要求。很多文物数字化产品由于无法及时更新维护，导致其利用率逐年下滑；部分线下实体展馆中设置了趣味互动设备，由于在短时间内使用的频率过高，大多面临着发生损坏但维护成本太高而被搁置的困境。数字化展示设备的长期维护成本远大于开发成本，这使得许多文物数字化产品开发工作往往只是昙花一现，难以维持下去。

数字技术在文物保护应用中的发展展望

建设信息传播平台，构建互动式交互体系

随着互联网的快速发展，数字技术逐渐进入崭新的发展阶段。通过强化对数字技术的利用，借助互联网技术创新文物保护内容，创建交互性更强的传播形式。例如，在应用数字技术的基础上构建信息传播平台，利用各大新媒体平台数量庞大的用户群体提升文物保护工作的影响力，制订与受众互动的传播方案，大大提高文物保护信息传播的效率，使人们加强对文物以及背后文化的了解，进而推动民众树立文物保护意识。

此外，还可以从受众的角度出发，基于受众反馈的感受体验优化互动交互策略。一方面，相关文物保护单位可以通过与知名人士进行互动，引导民众加强文物保护意识；另一方面，展示方要打破传统的思维限制，加深对受众反馈的认知，创建柔性宣传模式，提升文物保护工作的影响力。

培养专业数字技术人才，为文物保护保驾护航

学校是人才培养的中心，只有加强对数字技术人才的培养，数字技术才能在文物保护工作中得到更加科学合理的应用。政府要加强与高等院校的合作，通过学校教育来培养更多的数字技术人才，打造跨学科、跨领域的专业团队，例如，开设文物保护和数字技术应用相关的专业课程，注重理论课程与实践课程的结合，提高专业人才的实践能力。高等院校的教育不仅能够提高青少年文物保护的意识，提升文物保护工作的影响程度，也能快速培养数字技术型人才，为文物保护的工作积蓄人才力量。

完善相关法律规范，为文物数字化应用提供保障

依法监管是社会稳定发展的基石，政府要针对文物数字化保护工作制定明确的法律法规，明确监管的对应职能部门以及对应的执法权和处罚权，建立起文物保护单位、市场主体、政府三方的内在协调和约束机制，避免因为互相推卸责任而产生法律风险，推进立法进程，构建适合当前国情的文物数字化管理法律体系。

首先要增强与文物数字化市场的适应性，通过确立主体资格建立文物数字化主体法，做到权责分明，同时必须要明确规定行业的准入机制，制定与之相对应的法律规范；同时要规范数字化行业的行为，制定与之对应的行为方面的法律规范，对文物数字化主体所做出的行为进行有效规范。

其次要建立健全地方性法规，提高文物数字化法律法规的水平。当下各地文物数字化产业的发展存在较大差异，这就要求在制定相关法律法规时要考虑当地的具体环境，根据自身特点制定出符合当地文物发展的法律，形成层次分明，结构严谨的文物数字化法律规范。

吸引社会资本，拓宽融资渠道

目前，很多文物保护工作大多是依靠政府专项财政补贴。文物保护工作需要大量资金，尤其是在中西部地区只依靠政府投入开展工作并不现实。

文物保护单位要解放思想，不能一味地“等、靠、要”，要鼓励和支持社会力量参与到文物保护工作中去，尝试引导社会资本积极广泛地参与到文物保护工作中来。例如，制定文物认养政策，针对部分不可移动的文物，认养方要负责文物的日常养护、修缮等工作；对部分低级别文物建筑制定开放使用政策，当前低级别文物建筑数量众多、分布广泛，但是产权复杂，政府管理难度较大。因此，可以适当开放部分文物建筑，让社会资本通过多种合作模式获得一定时限的临时管理权，如可以利用文物建筑开设公共文化场所或旅游休闲服务场所，让资本在获取收益的同时，文物建筑也能得到修缮和维护。

数字技术广泛应用于文物保护工作是大势所趋，数字技术具有的严谨、精确的特点尤其适合文物保护，传统的测绘技术固然不可彻底被替代，但是由于其受时间和空间的限制，其对文物保护的作用被局限在一定的范围之内。通过数字技术构建数字资源库不仅可以打破时空限制，更能满足当下受众的需求。本文阐述了数字技术在文物保护中的应用，分析了其优势与面临的困境，并有针对性地提出发展展望，为数字技术在文物保护中的应用提供一定的理论参考。

（作者单位：岢岚县文物保护所）