试论数字化技术在馆藏文物保护利用中的应用

秦杰 白广珍 刘靓

摘要：文物是重要的历史文化资源，是中华民族五千年历史的实物载体，具有重要的历史、艺术及科学价值。随着现代科技的进步，AR、VR、大数据等数字化技术的日益成熟，为馆藏文物的保护利用及发展提供了新的可能。该文通过探讨数字化技术在馆藏文物保护利用中实现记忆永存、促进资源共享、创新保护形式等方面的重要作用，并结合山东数字化保护之路的具体实践案例，探讨数字化保护工作现存的问题和不足，进而从重视人才培养、强化数字化保护修复技术、普及文物信息数字化采集及打造精品数字化保护项目总结归纳出适合山东馆藏文物的保护利用数字化之路，以期对数字化技术在馆藏文物保护利用中的应用作出有益指导。

关键词：数字化技术；馆藏文物；文物保护；活化利用；文化遗产；数字化保护

中图分类号：G260.7                 文献标识码：A                 文章编号：2096-4110（2024）05（b）-0103-05

Analysing the Application of Digital Technology in the Protection and Utilization of Collections

—Taking the Digital Protection and Utilization of Cultural Relics in Shandong as an Example

QIN Jie， BAI Guangzhen， LIU Liang

（Shandong Provincial Cultural Relics Conservation Restoration and Identification Center， Jinan Shandong， 250109， China）

Abstract： Cultural relics are important historical and cultural resources， as well as the physical carriers of the 5，000-year history of the Chinese nation， with significant historical， artistic， and scientific value. With the advance of modern technology， the increasing maturity of digital technologies such as AR， VR， and big data has provided new possibilities for the protection， utilization， and development of museum collections. This article explores the important role of digital technologies in protecting and utilizing museum collections， including preserving memories， promoting resource sharing， innovating protection forms， and more. By combining specific practical cases of Shandong's digital protection path， it discusses the existing problems and deficiencies in digital protection work. Furthermore， it summarizes and generalizes the digital protection and utilization path suitable for Shandong's museum collections from the aspects of valuing talent training， strengthening digital protection and restoration technologies， popularizing the digital collection of cultural relic information， and creating high-quality digital protection projects， in order to provide beneficial guidance for the application of digital technologies in the protection and utilization of museum collections.

Key words： Digital technology; Collections; Cultural relics protection; Activation and utilization; Cultural heritage; Digital protection

文物数字化保护是以文物资源数字化为基础，利用计算机技术、影像数字技术、数码显微技术、三维虚拟技术，以数字化应用信息系统建设为纽带，对文物及历史文化遗产加以数字化建模、虚拟修复、数字展示的一种文化遗产保护方式[1]。当前，新一轮科技革命和产业变革加速演进，数字技术的快速发展与全面渗透将人们带入瞬息万变的数字时代[2]。用全新的数字化视角保护传承文物，传承弘扬文物背后深刻的历史文化价值，便于人们更加全面、深刻地认识文物所蕴含的审美价值和文化内涵。数字化技术的发展和应用，强化了文物利用，为馆藏文物保护利用发展提供新的可能，让更多的文物“活”了起来。

1 数字化技术在馆藏文物保护利用中的重要性

1.1 实现文物记忆永存

“任何一种文物最终都是要灭失的，但数字化可以让藏品摆脱物质形态的束缚，在数字环境下得到永生。”随着数字时代的到来，大数据、人工智能、VR、5G、云计算、数字互动等技术手段的飞速发展，为文物的保存传承拓展了新的空间。通过对文物资源的数字化采集，让不可再生的文物资源倍增为可世代相传的战略数据资源，让珍贵脆弱的文物本体转化为可深度利用的数据生产要素，实现文物的物质形态与数字形态融合转变[3]，进而在数字环境中得到记忆永生。例如，2018年9月的一场无情大火，焚毁了巴西国家博物馆85.0%的建筑和90.0%的藏品[4]，造成无法估量的文化损失。但是，距离火灾发生仅过了4个月，博物馆人员就透露“南美洲的记忆”正在复活。原因在于，早在2016年，巴西国家博物馆就通过3D激光扫描、高分辨率摄像等技术对文物进行数字化记录，为后期实现扩增实境AR、虚拟实境VR、3D打印复原打下基础。无独有偶，2019年4月，巴黎圣母院发生火灾，整座建筑严重受损。但因早在2015年，历史学家安德鲁就对巴黎圣母院进行了数字化采集，为巴黎圣母院的重建提供了翔实的数据，为重建工作提供了保障。数字化技术给我们提供了一种新的记录藏品的方式，拓展了文物的生存维度。

1.2 促进文物资源共享

因受场地和文物保存状态限制，博物馆能够展示的文物平均仅占藏品数量的1.0%[5]，还需轮流展出。如果想要借用其他馆的藏品，则需要经过复杂的审批流程，时间耗费良久。遇到珍贵文物，出于安全考虑，很多博物馆都不允许外借。另外，文物的传播利用仅局限于一个狭小空间，展示利用率极低。数字技术的应用，打破了时间和空间的局限，使得文物的存储和传播方式进入新纪元，方便大众打破时空界限近距离、全方位欣赏了解文物，让文物成为公众可以随时共享的文化财富。据有关数据显示[6]，受疫情影响，2020年全球约有8.5万座博物馆被迫暂时闭馆，占博物馆总数的90.0%，其中近13.0%的博物馆可能面临永久性关闭。全国博物馆部分时间内均闭馆，接待观众人次比上年减少53.1%[7]。以数字技术为核心的数字文博逆流而上，以“云展览”的方式向公众提供高品质的线上文化供给，全国博物馆系统推出线上展览2 000余个，总浏览量超50亿人次，使公众足不出户即可品味文化盛宴。

1.3 创新保护利用形式

数字技术是保护传统文化和创生时代新生活的媒介和载体。随着科技的进步，在文物保护领域中，数字化技术的运用已成为文物资源永续保护利用的有力手段。步入互联网和后疫情时代，数字化更是文物保护利用的大势所趋。将纷繁冗杂的信息转化为数据并建立档案、模型加以利用、传播，数字化并不是简单地对文物外貌形制进行采集，也不仅是展览形式的转变，而是用科技的手段为传统保护技术赋能，让宝贵的文化遗产得到更广泛、更深入的活化和应用，用全新的视角展现文物的独特魅力，挖掘独具特色的艺术价值和审美形态，让人们更加全面、深刻地认识文物所蕴含的审美价值和文化内涵。这样的做法也为中华传统文化向社会大众普及提供了有效的新途径。

2 数字化技术在山东馆藏文物保护利用中的应用现状

随着数字经济的兴盛，我国高度重视文物数字化工作，相继出台了一系列政策文件。山东文博行业把握数字化时代重大机遇，在数字化保护利用方面进行了较多的探索和实践。

2.1 保护修复科技化

文物数字修复主要是利用三维扫描、3D建模、虚拟影像、计算机视觉技术、图像处理等数字技术手段对文物进行高清三维数字化复原及辅助修复。简单来说，就是利用高清摄影、三维扫描等技术手段对文物进行数字采集，然后通过图像处理、虚拟影像、AI等技术手段实现虚拟修复复原、辅助修复、3D打印、数字化拓片、文物仿真复制等，从而弥补传统修复的不足，实现精准修复，提高修复工作效率。例如，在山东长清灵岩寺千佛殿部分罗汉像保护修复项目中对部分罗汉泥塑文物进行了三维建模，先通过三维扫描仪获取罗汉像的三维数据，再利用建模软件对获取的三维数据进行简化、去噪、平滑、填充等处理，建立高分辨率纹理信息和高精度尺寸信息的三维模型，从而实现罗汉像高保真数字化三维数据的存档与保护[8]。最终总结提出了一种造像类文物的高保真信息三维建模方法，使得信息的采集处理更为简单高效，降低了数字保护成本。此番对罗汉像进行三维信息采集及建模，为今后实施虚拟修复、色彩复原、实际修复提供了数据支撑，避免了对文物的直接损伤。

2.2 文物资源数字化

数字化保护是对文物进行全方位的信息记录及信息转化的运用，数据库是数字化保护工作的基础。通过数码翻拍、三维扫描、三维重建等技术对文物进行数字化采集处理，可以实现对文物信息的永久留存，是开展文物数字化保护工作的重要基础和载体。当前，中国国家博物馆、上海博物馆、南京博物院、广东省博物馆等都完成了相关馆藏文物的数字化扫描和建档工作。山东省内，2014山东省文物局启动山东省数字化博物馆项目，对全省十余家单位的近万件文物完成了三维扫描和高清拍摄，这在全国都是领先的。“十三五”期间，山东省实施数字化保护项目40个，涉及文物184 007件[9]。2021年，山东博物馆开展馆藏珍贵革命文物数字化保护工作，对200件馆藏珍贵革命文物进行分类采集和建档，实现全省革命文物资源的数字化。2023年，启动考古成果数字化保护利用项目，对330多件考古发掘文物进行了数字化保护利用。

2.3 存储管理信息化

文物保护利用可以借助大数据、人工智能、微服务、云计算、融合集成等技术构建完善的数字管理体系，实现文物全方位管理和有关项目全流程管理，显著提升馆藏文物数字资源管理效率和共享利用水平。2017年5月，山东建成并开通“文物山东——山东省可移动文物数据库综合管理服务平台”，包括博物馆、藏品、虚拟展厅等10个板块，整合了百余家博物馆信息，收录“一普”558万余件可移动文物数据、万余件珍贵文物3D数字化资源，为博物馆提供了展示和服务的窗口。2021年，山东博物馆根据“一普”中的山东革命文物数据库及2018年山东国有单位馆藏革命文物数据库构建山东省革命文物的登录、发布、管理和展示平台，实现对山东可移动革命文物查询、填报、修改、管理。2022年，山东省文物保护修复中心启动山东省可移动文物保护修复管理一体化项目，建设全省可移动文物保护项目管理系统。届时，借助大数据和5G技术，将全省可移动文物保护修复项目信息进行全方位收录，可对全部项目及文物信息进行搜集、整理、查询、分析、管理，用户可以快速准确地调阅所需信息，实现全省可移动文物保护全业务集成、全项目协同与全数据共享。

2.4 展示传播网络化

对文物进行数字化保护的目的是更好地实现文物的活化利用。为促进互联网的创新成果与中华优秀传统文化的融合发展，政府先后出台《“互联网+中华文明”三年行动计划》等政策，倡导加强文物数字化展示利用，鼓励发展虚拟博物馆。线上展览成为博物馆展览服务的新风尚。

疫情防控期间，各地博物馆被迫闭馆，国家文旅局鼓励全国各文博机构利用已有数字资源因地制宜开展线上展览，线上博物馆开始走红。山东文物部门响应号召，迅速整合各文博单位数字资源，建立“文物山东——山东省博物馆网上展览服务平台”，开启线上展示。截至2022年，文物山东平台收录了山东博物馆、孔子博物馆、山东大学博物馆等省内173家国有博物馆，共上传展览727个、数字展厅98个、文博短视频38条，借助5G、VR、AI、大数据、3D全景虚拟现实等技术手段，向观众提供自主选择、移动看景、视角切换、细节体验的便利，让观众足不出户即可沉浸式观展。全国各地博物馆纷纷通过官方网站、微信公众号、微博、抖音等平台渠道，将各馆藏品以三维动态、双向交互的形式呈现在网络上，为公众提供随时可享的文化盛宴。后疫情时代，将数字技术创意融入线下展览，通过裸眼3D、全息影像、虚拟现实等数字技术，丰富展示形式。例如：在《山东龙——穿越白垩纪》展中，借助虚拟现实技术、裸眼3D等手段，再现各式各样的恐龙及其生存环境；《衣冠大成——明代服饰文化展》中，利用虚拟展厅、镜像剧场、拼接投影、虚拟现实技术等手段，使观众沉浸式体验明代服饰的风华。

3 数字化技术在馆藏文物保护中的问题困境

3.1 发展极不均衡

当前，数字化保护利用发展极不均衡，除了敦煌博物院、故宫博物院、上海博物馆、广东省博物馆等大馆在数字化保护利用方面取得一定成效外，其他地区文博单位的数字化之路尚未充分开展，仍存在重视不足、发展不均衡、资金受限等诸多问题。就山东而言，“十三五”期间，山东省实施数字化保护项目40个，占可移动文物保护项目的16.3%；涉及文物184 007件，占山东馆藏文物总数的4.27%。这40个项目大多集中在省直文博单位和青岛、济南、潍坊、威海等市级博物馆，且只选取馆内部分文物开展，未实现数字化的全覆盖。

3.2 保护修复力度薄弱

数字修复是利用VR、AR、数字图像、纹理映射等技术为文物复原的实现提供技术支持，在文物修复中主要起辅助作用。目前，数字化保护利用形式单一，多集中于文物信息资源数字化、数字化传播、服务等方面，在修复和保护领域应用相对较少。这是由于数字技术在修复领域面临技术、设备、资金及人才的限制。当前，数字化保护修复工作因专业性较强、工作量大、多依靠外包给相关技术公司实施，费用较高。而不同质地的文物需要采取不同的修复和保护方法，因此需要对数字技术进行不断地研发、升级以满足这些需求。但这些公司的技术人员多缺乏专业的文物保护知识，难以满足不同质地文物保护修复的差异化需求。因此，文物信息采集、数据库搭建、数字展厅建设这种技术比较容易套用实现，而数字化修复应用较少。

3.3 专业人才短缺

数字化保护具有跨领域、跨行业的特点，涉及文物、历史、计算机、通信、化学、物理、摄影、美术等多个专业。一个数字化项目的实施，需要文博专业技术人员、计算机信息技术人员、设备工程师员等多方面人才，但实际上各文博单位所能提供的人力资源相当缺乏。据2021年山东省可移动文物保存现状调研显示，在全国文物总数位居第三的山东，拥有实际数量558万余件国有可移动文物，仅有301名文物保护修复人员，更不用说掌握数字化保护技术的人才。因为文物数字化保护的专业性较强，文物保护的相关从业人员不具备独立开展数字化保护的能力，因此需要外包给专业公司（多是省外公司）。项目完成后，为了便于文博单位从业人员对数字化项目进行管理和维护，还需定期派人员进行培训。而文物数字化保护本身也是比较小众的且专业性较强的行业，擅长数字技术的人员对文物领域知识了解较少，故而在实际应用中，双方对数字化保护的理解沟通不足，未能充分发挥数字技术在文物领域的重要作用。

3.4 缺乏资金保障

随着《国家文物局要求加强可移动文物预防性保护和数字化保护利用工作的通知》等政策的相继出台、数字技术的飞速发展及疫情催生的“倒逼力”，促使各文博单位在数字化保护利用方面做了很多尝试，取得了一定效果，但受资金有限因素制约，未能大规模开展。据统计，“十三五”期间，山东仅争取数字化保护专项资金0.96亿元，占可移动文物保护专项经费总数的29.4%。有些单位仍未完成抢救性文物本体保护修复工作，尚无余力开展数字化保护。且因文博单位缺乏专业的技术人才，不管是技术成本，设备购置、更新、维护，还是项目研发、人工费用等均需投入较高的经济成本，以上因素均限制了数字化保护的全面开展。对于基层文博单位来说，因为数字化保护尚未形成统一的计费标准，难以列入基层项目预算，缺乏资金保障。

4 数字化技术在馆藏文物保护中的发展趋势

文物数字化保护方兴未艾，受资金、技术、人才、时间、能力所限，数字化保护全覆盖绝非一朝一夕就可实现，数字化保护工作任重道远。因此，结合山东工作实际情况，建议打造精品示范项目，带动人才培养、数字化保护技术推广普及，从而加强山东省文物数字化保护工作。

4.1 重视数字化技术人才的培养

人才是推行数字化保护利用的关键。随着数字化技术在各文博单位的普及推广，人才匮乏的问题日益凸显。文物数字化保护需要多科学技术支撑，对于人才的需求尤为重要。因此，各单位要重视复合型人才引进与培养。可以建立专业的文物数字化保护研究机构，整合山东全省数字领域优质单位和企业，团结凝聚文物保护、博物馆、考古、计算机等各方面人才，通过技术指导、教育培训、搭建平台等方式协作推进文物数字化保护技术发展及人才培养。将数字化保护内容纳入继续教育培训计划当中，定期对文物从业人员进行培训和技术指导，提高文物从业人员的数字应用技能。完善高校专业设置，增设文物数字化保护利用等专业设置，培养全技能复合型人才。文博单位在人才招聘时，可酌情引进吸纳数字化专业人才，优化文物保护队伍结构。

4.2 强化数字化保护修复技术

随着数字经济的迅猛发展，数字技术也成为赋能文物保护修复事业高质量发展的重要手段，为文物的修复、复原提供了更多可能。VR虚拟现实技术、智能识别等数字技术为破碎的文物碎片实现完整聚合提供了技术支撑，让人们有机会探寻文物的原有风貌；3D建模、局部破损分析、3D模拟修复实验等手段，提升了文物修复的可能性和科学性；无损检测、智能感知等技术，可对文物的保存状态进行全面检测和量化分析，为制定保护方案提供病害诊断、评估等依据。数字化保护的出现，使得文物不再受时空因素的约束，提高修复效率的同时，高精度还原了不同文物的样貌特征。国家“十三五”科技创新成就展以敦煌莫高窟壁画为例，展示了壁画的修复、复原及数字检测等技术，体现了数字技术在保护文物、让文物活起来的创新作用。因此，在实现资源信息数字化、数字化传播、数字化服务普及的基础上，要强化数字修复技术及应用，有重点地进行数字化修复研究和尝试，让新科技助力文化保护修复工作的开展，为文化传承奠定良好的基础。加强数字监测技术，高精度测量文物数据并进行动态监测分析，掌握文物变化情况，提高保护效果。

4.3 普及文物信息数字化采集

对文物进行保护修复是为了延长其寿命。数字化采集是数字化保护的基础，对文物信息进行数字化采集，使得文物得以以另一种方式实现生命和价值“永恒”。“十三五”期间[10]，山东省已完成18.4万件馆藏文物的信息采集工作，仍有95.7%的文物未进行数字化保护。因此，要重视文物信息数字化采集工作，有重点地在项目立项、资金政策上予以倾斜，加快推进山东省馆藏文物数字化采集工作。对于已完成数据采集的文物，要做好资源利用，同步搭建文物资源数据库，将文物的图片影像、形状尺寸、文档资料、数字模型、展陈记录、发掘报告、出土信息、研究文章、相关著作等信息整合，形成数字资源链，进一步利用数字技术进行在线整理、提炼、分析和研究，便于专家与不同需求的用户进行检索，为下一阶段的研究和转化利用提供数据支撑。同时，建立数字化管理模式，对文物资源库进行数字化智能管理，使得文物信息的提取、分析、研究、管理、利用更加便捷、智能、科学、规范、高效。

4.4 打造精品数字化保护项目

近年来，数字展厅、数字展览、虚拟现实等新技术的应用，打破了博物馆传统单一的展陈方式，为公众参观博物馆提供了更科技、更新颖、更丰富、更便捷的选择，改善了公众的观展体验。目前，山东大部分博物馆在基本展览方面已初步运用了数字化技术，但应用了数字技术不等于建成数字博物馆，博物馆数字化也不是简单地将实体文物投映到虚拟空间。要强化经验借鉴，实现优势互补，学习数字敦煌、广东博物馆、湖南“听·见湖湘”、上海“吴门星空”等成功案例，支持诸如山东博物馆、孔子博物馆、青岛博物馆、潍坊博物馆等有条件、有能力的博物馆，结合儒家文化、齐鲁文化、龙山文化、海岱文化等山东特色文化，打造体现山东特色的数据库、智能博物馆和知识图谱。要深度数字化，在文物信息采集全覆盖的基础上，充分发挥数据库及技术优势，促进数字技术与博物馆、文物、文化的深度融合，用现代数字技术创新性活化文化遗产，形成文化遗产可持续发展模式。

5 结束语

党的二十大强调，“要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术和实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级。”在数字经济时代，馆藏文物的保护利用应与新技术结合，通过实施文物数字化保护项目，建设数字资源库、数字展厅、智慧博物馆，构建数字化管理系统，借助数字传播技术，推动文物的科技保护和开放共享，提升文物保护、管理和研究水平，提高公共文化服务的质量。数字技术为文物保护利用和文化传播带来了千载难逢的机遇，要顺应时代潮流，让数字技术赋能文物保护活化利用，助力文物保护事业高质量发展。

参考文献

[1] 梁栋.数字技术在雕塑类文物保护中的应用研究：以藏传佛教雕塑为例[D].大连：大连理工大学，2020：64.

[2] 高杉，王秀伟.云端与现场：数字时代博物馆传承中华优秀传统文化的路径[J].文博，2023（3）：109-112，39.

[3] 刘玉珠.探索文物保护利用数字互联新格局[N].中国文物报，2020-09-22（1）.

[4] 陈一鸣.巴西国家博物馆主建筑外立面和前花园修复完工4年前遭大火焚毁[EB/OL].（2022-09-03）[2024-03-01].https：//k.sina.com.cn/article_6456450127_180d59c4f02001n9 e1. html.

[5] 方京玉.一把火烧掉了数百年历史 但好在我们没有失去记录文明的能力[EB/OL].（2019-04-16）[2024-03-01].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1630986058629129434.

[6] 中国专家：疫后文化遗产传播迎数字化剧变[EB/OL].（2021-04-01）[2024-03-01].https：//www.chinanews.com/cul/ 2021/04-01/9445663.shtml.

[7] 中华人民共和国文化和旅游部2020年文化和旅游发展统计公报[EB/OL].（2021-07-09）[2024-03-01].http：//news.sohu.com/a/476403059_620823.

[8] 童永东，蔡友振，马清林.佛造像文物高保真信息三维建模方法研究[J].石窟与土遗址保护研究，2022（1）：93-103.

[9] 山东省文物保护修复中心.走进文物保护新时代：山东省可移动文物保护状况调查研究[M].济南：齐鲁书社，2022.

[10]中国文物信息咨询中心承建的“山东省可移动文物数据库综合管理服务平台”正式上线[EB/OL].（2017-05-22）[2024-03-01].http：//www.cchicc.org.cn/art/2017/5/22/art_397_ 34920.html.