數字化技術在文物保護的應用精選(九篇)

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第1篇：數字化技術在文物保護的應用范文

關鍵詞：信息化技術 博物館 文物保護 發展 應用

隨著社會經濟的快速發展，計算機及互聯網技術的壯大，網絡已經深入到社會各行各業的方方面面，同時，在博物館文物保護中，信息化技術也在發揮著越來越重要的作用。信息化給人類生產、企業經營與管理帶來了集約化發展的思路，拓寬了人們的信息空間，能夠確保信息高效、快捷的傳輸與共享。而且數字化的應用，更讓博物館文物保護迸發了新的生機與活力。博物館文物保護的信息化技術應用也成為其未來發展的重要趨勢，不僅是文物研究的重要舉措，更加是文物在未來社會中獲得更好發展的途徑。因此，筆者認為，十分有必要對現階段我國博物館文物保護的信息化技術發展及其應用進行分析，以充分發揮信息技術在博物館文物保護中的作用。

一、博物館文物保護信息化發展

一提到博物館，人們腦海中往往會呈現出各種各樣的歷史文物，博物館作為一個珍貴歷史、珍貴文化的儲藏中心，具有極強的社會性、歷史性與人文性。隨著社會科技的發展，信息化時代的來臨，博物館管理及文物保護也迎來了新的變革。

早在20世紀90年代，一些西方的發達國家就已經開始了虛擬化博物館的探索。比如1994年英國倫敦的大英博物館就建立了多媒體的館藏數據庫，并不斷探索和完善多媒體的藏品查閱系統軟件，對千余件藏品資料進行開放共享，并配以必要的文字說明、圖片或者動態展示，讓社會大眾利用互聯網技術就可以便捷的進入到博物館官方網站，對所需藏品進行查找、信息搜集和關注。

我國臺灣習慣性的稱文物藏品的信息化為“數位典藏”，而且在已有較為成熟的數位博物館的基礎上，應用元數據對現有藏品進行構架和資料整理，并能夠快捷的檢索信息，對館藏品位置的描述、對館藏品類管理及藏品資源的保護與利用。而在我國內地，故宮博物館創新的對館藏品的信息化進行了探索，并于上世紀90年代初對文物照片進行整理，構建了藏品信息管理系統，隨后陸續開設了攝影資料數據中心，實現了藏品影像信息的信息化處理和數字加工。21世紀以后，我國的博物館開始全面進入信息化時期，國內各大博物館利用信息技術及Server等模式紛紛建立了自己的官網及藏品數據庫，但是由于信息數據龐雜，網站訪問用戶超過一定限額時，極易造成網站及客戶端運行卡頓，或可能出現系統崩潰，不利于網站后期升級與維護，不能滿足廣大用戶的藏品信息檢索需求。近幾年，博物館文物保護信息數據庫技術不斷創新，很多博物館開始利用Browser/Server模式部署軟件，這樣一來，大大提高了網站運行效率，提高了信息瀏覽速度，該技術也被逐步應用到其他行業中。由于各個圖書館網站構架及信息存儲的差異性，博物館之間的信息共享出現了局限，針對該問題，泰國相關研究人對網站進行了合理的改革，通過本體映射技術為用戶嘗試探索博物館藏品信息檢索的個性化和智能化，但還沒有真正應用到實際的博物館文物檢索及保護中。

二、信息化技術在博物館文物保護中的應用

1.博物館的虛擬化文物保護措施

博物館的虛擬化可以分為兩個方向，一個是虛擬實景，即讓參觀者結合互聯網及3D技術對實體博物院進行在線游覽，能夠較為全面和真實的展現博物館的實境情況；另外一個是虛擬的虛境，比如利用計算機復原軟件及系統合成的阿旁宮建筑，是對歷史場景及情景的生動再現。例如，我國故宮與他國一同研發的數字故宮就是利用了三維激光掃描手段，全面的將故宮的整體風貌、建筑結構及內部的館藏文物的各個細節信息進行了綜合、全面、系統、精準的搜集并處理，并形成了一整套的集古建筑與古文化于一體的數字化模型及配套的數據庫，逼真的再現了故宮的宏偉龐大及藝術文化感，觀眾仿佛置身其中，充分感受到了當時的輝煌與榮耀。博物館還可以通過虛擬化對文物的發展進行演繹，讓人們了解到其發展的歷程，從思想上讓人們形成對其保護的意識，從而讓人們對文物保護的重要性予以重視。從思想上讓人們對文物予以重視，是對其進行保護的做好方法，更是對文物進行保護的根本方法。

2.文物藏品的信息化管理

構件藏品的信息化管理能夠對于文物的統一管理起到較好的推動作用。而這其中必然要對藏品管理信息系統進行應用，其主要是講可移動文物和不可移動文物的相關信息進行收集和錄入，通過對其進行數據庫的構建。該系統所包含的內容非常廣泛，不僅可以衍生研究、文物保護，也可以進行相應的展覽輔助。將此系統納入到文物保護中一方面能夠對其進行更好的研究，另一方面也能夠對其保護予以統一化管理。運用該系統可以通過B/S方式對藏品進行部署，通過系統自身的管理模塊、檢索模塊、影像管理模塊、智能監控模塊等等內容形成系統化的管理。同時，運用該系統還能夠為不同部門人員設置相應的權限，比如普通館員、保管員等層次都可以根據需要進行相應的設計。文物藏品的信息化管理對于管理人員也提出了更高的要求，其不僅要求管理人員盡職盡責進行相應的監管，更加需要管理人員掌握一定的信息化操作技能，能夠通過系統對文物進行及時、有效的監控，對其管理形成體系化建設。

3.應用導航講解技術促進文物保護

為了更好的向游客介紹圖書館內各文物的情況，特別是在旅游旺季博物館工作人員不可能為每一位游客開展人工講解，此時就可以利用信息化的導航講解技術，提高服務的個性化。在博物館的入口處設置多語言的語音導航器，游客可以根據自己需求選擇合適的語言，利用數字導航技術，在不同展廳進行游覽時，就能夠根據游客的位置，進行相應的導航解說，大大降低了人工講解成本及壓力，有效促進了博物館文物工作的信息化。其既能夠為人們的瀏覽提供方便，更加可以讓人們感受到時展在博物館中留下的痕跡，能夠讓人們對于博物館的發展產生一個新的認識。同時，在導航講解設備上進行監控安裝，還能夠對人們的行為予以監控，能夠有效防范文物的丟失或者損壞，對于文物的保障起到重要的推動作用。運用導航技術對文物進行保護可以說是一種跨時代的文物保護措施，其將人們的游玩需求和文物保護融為一體，并做到了簡潔明快、高速快效，真正做到了多功能式的文物保護措施。

結語：

時代的進步和發展讓博物館的文物保護得到了來自信息技術的支持，讓博物館能夠在現代化科學技術的保護下獲得更好的發展。只有博物館文物保護與信息化技術有效結合，才能夠讓我國的歷史得到流傳，才能夠讓自身獲得更進一步的提升，才能夠讓博物館的發展越來越好。

參考文獻：

[1]張宇軒. 博物館文物保護工作的思考[J]. 黑龍江史志，2015，11：300-301.

[2]宋才發. 民族博物館文物收藏職能及規范探討[J]. 貴州民族研究，2012，02：34-41.

[3]汪曦曦. 數字化博物館的數據庫運用及發展――以山東博物館文物數據庫為例[J]. 青年記者，2012，32：87-88

[4]李忻悅. 信息化技術在博物館文物保護中的發展與應用[J].江蘇科技信息，2015，04：77-78

[5]謝沫華，陳大元. 民族博物館信息化建設現狀、需求及對策研究[J]. 文化遺產，2015，02：22-29

第2篇：數字化技術在文物保護的應用范文

【關鍵詞】3D高清攝影；文物建模；馬口窯

中圖分類號：G263 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2015）04-0272-03

現階段的文物建模及虛擬修復領域大多使用3D激光掃描，該技術是應用激光測距的原理，使用三維激光掃描儀發出一條激光射線，激光照射到被測物體的表面，并收集反射信息，得到該物體表面點云空間相對位置的三維數據，進而經過計算機軟件處理，快速的復制出點、線、面及實體模型[1]。單獨的3D激光掃描只能提供精確的物體空間幾何信息，雖然3D激光掃描技術日益成熟，且部分掃描儀已經可以提供帶色彩信息的數據，但是在文物建模和虛擬修復中依然存在一定的局限性，對于紋理色彩信息仍有所欠缺，難以實現色彩逼真的還原效果，且多數文物具有復雜的色彩，對于表面圖案紋理要求高的工作來說，需要和攝影技術信息采集相結合，二次貼圖完成表面紋理建模工作，且激光在測距的時候，激光直接接觸于文物的表面，容易對文物造成激光或者紅外光污染[2]。

3D高清攝影虛擬建模是指對拍攝物體進行全方位的拍攝獲取物體720度全方位的圖片信息，將這些圖片數據用3D圖片計算軟件進行數據拼接，一次性完整的重建被攝物體表面的空間信息和顏色信息。利用3D高清攝影完成文物的建模，不需要任何紅外或者激光設備，其主要運用于小型文物復制，3D打印建模等等。將其技術用于馬口窯瓷器3D數據重建項目中，不僅遵循了國際文物保護規定的“最小干預”原則，也可以迅速精確地完成文物數字化建模。

湖北省利川市馬口窯是長江中游地區影響最大，延續時間最久遠，有大量存物的古民窯，據《漢川圖記證實》記載：“其器較他處為堅，其法得自前明隆慶年間有應山縣老人來鎮受之，歷經五百余年，工日益精。”馬口窯盛產壇罐，生產延續至今，久盛不衰，都得益于當地優厚的黃土資源，該地的泥土燒制處理的陶罐堅固耐用，防強酸堿，不僅適用于工業、醫學領域，而且也適合用于儲存食物和腌制食物，據稱，遠近聞名的四川榨菜專門用馬口窯陶罐腌制。馬口窯造型古樸，表面裝飾靈巧、隨意，盡顯當時工匠熟練的陶繪技能，曾獲湖北省輕工系統造型設計獎。馬口窯表面裝飾以自然樸拙的繪制工藝及就地取材的手法著稱，在裝飾手法上工匠們喜用胡須刀、竹片、錢幣等工具，在壇灌面上信手揮刀，用老練而飛快的速度，寥寥數筆，線條瀟灑流暢，簡單概括，或用錢幣為圖章重復按制在錢罐表面，形成特殊的錢幣肌理，代表作有《八仙壇》、《十八學士壇》、《空雕雙層龍壇》、《金錢罐》等[3]，其中以金錢罐最深得當時民間人們的喜愛，該罐造型圓潤、肌理豐富、寓意美好，象征著財源滾滾，也代表著當時該地域人民盼望家富國強的美好愿望，馬口窯瓷器文物具有較高的研究價值，有助于我們進一步了解湖北地域的民間生活生產方式和傳統民俗文化。

但隨著城鄉現代化的快速建設，大量的馬口窯文物都遭到了不可逆轉的破壞，3D建模和虛擬修復是保護和傳承馬口窯瓷器文物的重要手段之一，也是我們義不容辭的職責，湖北第二師范學院攝影實驗室決定探索性地采用3D高清攝影技術完成馬口窯瓷器的3D建模及虛擬修復。使用3D高清攝影建模方法最大的困難來源于圖片的拍攝，而馬口窯瓷器的拍攝也是眾多文物中難度較高的物品之一。其一，馬口窯本身是反光體，且造型偏圓，在光線直接的照射下會產生大量光斑，光斑在后期建模軟件中是無法識別的，因此拍攝時候必須絕對杜絕任何光斑。其二，各個角度拍攝的圖片不僅要求不能有透視變形，而且必須在景深控制范圍內達到相同的高清晰度，這對相機硬件要求很高。其三，馬口窯為人工拉坯一次成型，器形并不十分規整，且部分器具還有明顯的拉坯痕跡，此類細節的還原是3D數字化重建的難點。為了準確清晰地完成馬口窯瓷器的3D信息重建，這里我們將拍攝的工作流程設計成三大步驟：拍攝站點的設置、拍攝圖片數據獲取和圖片數據處理。

一、拍攝站點的設置

（一）旋轉平臺的固定機位方式

我們首先要獲取不同角度的照片，先要設置拍攝站點。在利用相機對馬口窯瓷器橫向表面信息進行采集時，我們采用的是利用旋轉平臺的定位方式進行拍攝。將馬口窯瓷器放置在AutoQTVR器物旋轉拍攝平臺上，其拍攝臺為透明玻璃平臺，且具有高度的穩定性和精密的設計，橫向旋轉精確達到0.01度，旋轉速度為360度/分鐘，器物旋轉轉盤范圍0-360度，選擇直徑50厘米轉盤，承重100公斤，可拍器物尺寸邊長200厘米的配備，在開始或停止旋轉時，馬達會緩緩加速，緩緩停止，讓器物在旋轉時不會產生任何輕微的晃動，徹底保護文物的安全。根據馬口窯瓷器實際拍攝經驗，在水平面上采集30張圖片，即每張照片間隔12度便能較好的還原物體。

（二）穩固的圓形支架系統

結構簡單的瓷器縱向具體采樣時不需要精確的設定間隔角度，只要圖片顯示覆蓋整個物體即可，雖然馬口窯瓷器大部分瓷器灌口都比較簡單，只有少數特別復雜的灌口，對于頂部和底部結構復雜，花紋繁復的瓷器則需要使用特殊的圓形支架系統固定相機，確保了相機在采集縱向360度壇灌表面信息時的穩定。

圖1光位示意圖

（三）拍攝環境和色溫的控制

首先是確保拍攝環境，物體的背景呈全黑色，這樣后期拼接軟件才能夠自動識別背景，將主體物分別計算出來；其次拍攝時的光源必須穩定，即色溫穩定，曝光準確。我們這里采用的方法是將馬口窯瓷器放置于全黑反光90%的環境中，拍攝的光源采用的是較閃光和自然光源更加安全更加穩定的持續光源作為拍攝的光源，最大限度地減少對馬口窯的傷害，這對文物保護的基本原則具有重要的意義。在布光上，如何消除馬口窯的光斑是布光的重點。如圖1所示，將陶瓷物體放置陰影中，并使用反光率50%的黑色反光板。利用反光板原理將光線柔和的反射到瓷器上，避免了光斑，同時要求瓷器在均勻受光的同時避免反光。

二、圖片數據獲取

（一）器材準備：為了保證所拍攝的圖片沒有透視變化，并且減少圖片獲取的中間掃描環節，我們采用的是高精度可以調整透視的專業級別大型數碼相機仙娜P2專業8×10座機和利圖3300萬數碼后備，直接輸出數碼照片，鏡頭使用施奈德180mm定焦鏡頭并配備消除高光的CPL濾鏡。

（二）拍攝控制：3D高清攝影拍攝最重要的是拍攝的過程中注意透視的還原和景深的控制，必須保證馬口窯瓷器的全清晰和無透視變化，這里我們拍攝的時候要求光圈確定為F16或者較之更小的光圈，并保證瓷器平面A、鏡頭平面B以及座機焦平面C三者一致水平。如圖2所示。

（三）色彩管理：器物表面的色彩光澤隨時間的不同，呈現出的顏色也會有細微的變化，因此色彩的絕對還原在這里顯得尤為重要，因為現在還原的色彩，在幾十年或上百年后就具有了研究意義，后人可以借此研究這個器物的色彩變化過程和規律。為了保證后期圖片處理色彩的還原，必須對拍攝出來的圖片進行正確的色彩還原管理[3]。

圖2機位示意圖

三、圖片數據處理

（一）生成初始模型

初始模型的建立是將圖片進行無縫3D對接，如圖3。在本次馬口窯金錢罐的拍攝實驗中，為了得到精確的瓷器3D數據，我們對實驗中的馬口窯瓷器分別從橫向360度和縱向180度對馬口窯進行了拍攝取樣，總共拍攝了50張高清圖片，進行色彩還原管理后一共1.3G，要將這些圖片進行模型生成，需要先在Photoshop軟件里進一步把圖片大小縮小，然后利用3D重建軟件對照片進行第一步對齊照片形成初始模型。多張高清照片的3D空間計算對硬件要求非常高，而且非常耗時，因此，后期用于計算的電腦需要有嚴格的硬件要求，一般建議使用六核心處理器計算機用于后期計算。

（二）修正模型

形成初始模型后，首先要先去掉拍攝主體物之外的域，將域調整為僅包括主體物瓷器，其次對于初始生成的模型我們需要720°核對文物本身進行全方位檢查，查漏補缺，發現模型缺陷的地方需要重新定位補拍圖片，如若補拍無法對齊的圖片，則需要進行再次拍攝完成，力爭取得最精確的3D文物重建立，直到對所生成的3D模型滿意。

圖3圖片角度定位對齊照片

（三）點云和網格的生成

點云和網格的生成更加有利于檢查瓷器的邊緣是否平滑，生成點云和網格是生成紋理的必要步驟，檢查完初始模型后，刪除瓷器以外所有的三維點，開始建立密集點云，建立密集點云是整個3D模型建立中耗時最長的部分，在耐心的等待的過程中必須保持電腦正常運行。完成密集點云的建立后，進而生成網格。生成網格的源數據使用密集點云，多邊形數為高90000，設置好后等待網格的生成。

（四）紋理映射

馬口窯的金錢罐表面紋理非常豐富，而且還有不可忽視的凹凸微小結構和色彩細節，這些都是文物遺留下來的珍貴信息，完整真實地重現表面紋理信息是建模最關鍵部分，因此在生成紋理時的映射時候需要啟用顏色校正，紋理大小也要選擇最高設置。完成以上三個步驟，利用紋理生成軟件最終生成馬口窯瓷器的3D模型數據文件，文件的輸出格式可以為3DS、DXF、WRL、OBJ等通用的3D模型格式。圖4是馬口窯的密集點云圖，圖5是馬口窯最終生成的紋理圖。

圖4馬口窯密集點云圖 圖5馬口窯紋理圖

信息技術時代的文物數字化的關鍵問題是文物的3D建模，充分運用3D高清攝影技術對文物實施3D數字化數據保存，遵循了國際上對文物保護的“最小干預”原則，使文物數字化、網絡化，實現文物基本信息的共享與交流，不僅能更好地滿足相關領域的研究及應用需求，并利用網絡平臺展示更能宣傳和保護文物，使文物全面實現其社會職能。此次的3D高清攝影技術完成對馬口窯瓷器的3D數據采集重建的實驗，將為馬口窯文物的保護起到積極的作用。

參考文獻：

[1]張永春，潘思文.結構光掃描技術在文物數字化中的應用分析[J].信息化建設，2012（5）.

[2]胡少興，查紅彬，張愛武等.大型古文物真三維數字化方法[J].系統仿真學報，2006（2）.

[3]胡蘭凌.馬口窯陶器藝術的多維度欣賞價值[J].湖北經濟學院學報，2014（5）.

作者簡介：

官 彬（1981-），單位：湖北第二師范學院，職務：講師，湖北文化產業經濟研究中心研究員，研究方向：攝影在文物保護中的應用。

基金項目：本文為2014教育部人文社會科學研究青年基金項目“3D高清攝影在文物保護中的應用研究”（項目批準號：14YJC760014）成果之一；

第3篇：數字化技術在文物保護的應用范文

【關鍵詞】數字圖像;文物保護;虛擬修復;計算機技術

當今信息化的時代，計算機技術的快速發展，極大的促進了社會的進步。目前，數字圖像隨處可見，隨著數碼相機、數字攝像機等設備的發展，越來越多的實體被轉化為數字圖像，這些圖像經過計算機的加工、創造與設計，最后在多種媒體上展示給人們。

同時，文物實體修復的研究和應用已經非常普遍，文物是人類在歷史發展過程中遺留下來的產物，它從不同程度上反映了人類社會生活的狀態，是人類研究自身文化進步的寶貴遺產。

但是，經過歷史的侵蝕，遺留下來的文物并不是所有的都會完整的保留下來，很大一部分信息都會在歷史的沖刷中丟失。文物修復貫穿整個文物的研究和交流，經過文物修復可以滿足文物研究和保護的需求，也更能滿足文物觀賞上的視覺要求。文物修復和圖像修復存在共性，早期文藝復興時期藝術品的修復就是運用圖像修復對文物進行還原。

當今世界，結合數字圖像修復技術，可以將文物領域的修復通過計算機在電腦上實現虛擬修復。這一項應用在國內都處于起步階段，本文也將首先這一技術概念與意義，方式方法以及技術運用進行一些論述。

一、數字圖像文物虛擬修復的概念和意義

“基于數字圖像修復技術的文物虛擬修復技術就是針對文物數字圖像損失和損壞的部分，利用現存的圖像信息，按照一定規則對其進行修補，其目的是恢復已有信息損的圖像，使修補后的數字圖像接近或者達到原圖視覺效果”。[1]我們沒有足夠的信息能夠保證被損毀的部分能夠被完整的正確的修復，只能從人類心理這一角度進行完善，提出各種可能的方案來處理這個問題。

在文物領域，由于很多不可抗拒的因素，出土時期的文物不可避免會存在一些物理或者化學上的反應，致使文物無法完整的呈現在我們的面前，文物的缺失和不完整，極大的影響了文物的交流和欣賞。長期以來，文物的修復都是通過文物工作者手工操作進行，清洗、補色等方式對損毀的文物進行修復，盡力使文物能夠以完整的效果展示在大家面前。富有經驗的修復師經過手工操作，以自己豐富的經驗和感知力對實體進行處理，這種修復方式，文物修復結果一旦完成就基本無法再次修改，正如文藝復興時期修復美術作品一樣，稍有疏忽，這些珍貴的文物喪失巨大的收藏價值，因而這種方式存在巨大的風險。

同時，修復師的個人素養又存在很大的差異，每一個修復師對每一個文物在認知上肯定都會有一定的禪意，因此不同的修復師處理的結果也就會造成文物復原結果上的差異。因此，數字圖像文物虛擬修復將極大改變這種狀況，借助計算機這一強大的工具，對待修復的文物進行客觀評估，對已經數字化的文物進行虛擬的修復，這樣可以快速的提出文物修復處理辦法，極大的縮短了文物修復的周期，很大程度上預防了修復過程中對文物造成的傷害，盡可能的向人們展示文物的原本面貌。

二、數字圖像修復在文物保護中的歷史和方法

圖像修復技術是一門古老的藝術，歐洲文藝復興時期最開始使用這一藝術方式，這一技藝為圖像處理提供了諸多的便利。當時，人們的手法相對簡單，為了已經丟失的或者笨哦損壞的美術作品得以還原，或者保持作品的整體效果，當時的藝術家門憑借自己的豐富的想象力，傾盡自己所學的各種技藝，來填補損壞的部分，使作品得到最大程度的恢復。限于當時的技術條件，文藝復興時期的圖像恢復對象并不是數字圖像，他們沒有備份，沒有撤銷，一旦有所疏漏就會使非常珍貴的藝術品得到極大的損壞，限于技術水平的障礙，當時的這種操作具有極大的風險。

早期的圖像修復在圖像處理過程中具有不可逆性，同時在針對實體的操作又是完全手工操作，因而來完成這項工作的人技術人員必須具有分廠豐富的專業技術，才能保證原有的作品不至于得到致命的損毀。上世紀五六十年代，美國和前蘇聯在開展空間項目的時候，惡劣的成像環境，儀器巨大的振動，飛行器的不穩定使成像造成不同程度的損壞，在當時的有限的技術條件下，輕微的損壞都可能導致巨大的經濟損失，這個時候隨著計算機技術的快速發展，數字圖像修復技術也就應用而生。為此，美國和前蘇聯的許多優秀的科研工作者針對圖像的還原問題展開了探討和研究，推動了數字圖像處理技術的進步。

“由于Internet網絡的誕生，掃描儀、數碼相機等的出現，使得數字照片的數量急劇增加，人們迫切希望有一種軟件能自動改進他們的照片”[2]。近幾年隨著數字圖像修復技術的發展，一些成熟的技術也逐漸展現在大家的面前，在文物信息缺失的基礎上，結合數字圖像修復自身的特點，我們將由易到難，逐步完成對文物的修復。

我們首先將運用數字圖像采集技術對文物進行基本的分類，完成對各類文物的采集，做成文物最原始的的數字圖像。然后，對文物的數字圖像中缺失部分進分來，針對不同的種類我們需要采取不同的修復技術來完成數字圖像的修復。

接下來，我們將運用數字圖像修復算法進行文物虛擬修復實驗，以其最大程度的還原文物原貌，找回文物所丟失的信息，使文物在交流中展現出最大的價值。最后我們還將對文物虛擬修復效果進行評估，討論數字修復后的效果，以便更好的完成對文物實體的修復。

三、數字圖像修復在文物保護中的運用

古代人類日常生活中所使用的一些物質材料的豐富性形成了現在復雜而多樣的文物形態，金屬、泥塑、紙質、木竹，不同的物質材料構成了不同的物質呈現方式，經過各種條件的損毀，不同的文物更是呈現出多種多樣的形式保存下來。然而，隨著計算機技術的進步，這些問題也不再是問題，運用數字圖像修復方式都可以完成對這些缺失文物的修復。我們可以將文物進行分類，再將缺失部分進行分類，從數字的角度對文物傷害的大小進行不同程度的修復。

“一類是基于變分PDE（偏微分方程）模型的算法，這種模型對于破損尺度較小、圖像內容有光線延伸的圖像，修復效果好，而且修復效率高。另一類是基于樣本的圖像修復算法，它是基于文理合成算法模型的延伸，對于大塊丟失的圖像修復效果自然”[3]。在文物修復中，當已經存在的信息不能很好的判斷缺失部分，不能夠充分的判斷出缺失部分的內容時，我們也不能認為的主觀去完成這一部分的修復。計算機的虛擬修復就是如此，修復過程中，必須由人給計算機指示，標記處破損文物所需要修復的部位，對于不能判斷的則不需要進行標記，這樣就避免了計算機會錯誤的進行修復。

四、結語

數字圖像技術是一門應用型非常強的一門前沿學科，在很多領域有著非常廣泛的應用。雖然技術已經得到發展，但在當前，這項技術在文物保護中的應用還并未非常完善，在不少方面還存在著進步的地方。

例如，文物修復時，文物修復后的效果圖我們是看不到的，如果能夠在修復前看到這一效果圖，將會極大的促進文物修復師工作技能的提高。因此，筆者認為這一前沿科技可以隨著社會需求的不斷變化強化自己的功能，滿足文物保護的各項需求，為人民呈現更具欣賞價值的歷史文物。

參考文獻

[1]王展.數字圖像修復技術在文物領域的應用展望[J].文博，2012（3）.

第4篇：數字化技術在文物保護的應用范文

【關鍵詞】博物館 虛擬技術 展示設計 應用與研究

博物館作為時代歷史文化的所在，提供給人們的是一種物化的匯集與并置和精神的集聚。博物館加固歷史保留文化，更好地保存文物展示文物，而且為社會發展提供服務，是廣大市民、游客認識城市歷史、感悟城市輝煌的窗口。在博物館可以領略到城市的歷史文化底蘊，感受和諧、大氣開放的新時代人文精神。到目前為止，我國博物館總數達到3589個，其中國有博物館3054個、民辦博物館535個，全國一級博物館達到100個。①博物館的發展在無形中折射出一個國度、一個地域、一個城市的精神文化厚度。

隨著經濟社會的發展與變革，在我國博物館事業發展迅速的同時，也會出現一些新情況、新問題，比如博物館的展示技術原始落后，跟不上現代社會發展的要求，博物館展示環節的改革成了工作中的重中之重。因此，結合我國博物館展示和數字虛擬技術的各方面特點和實際情況，將數字虛擬展示技術融合于以教育、研究、欣賞為基本功能的博物館建設是未來中國文化產業發展的必然結果，如何將虛擬技術有效運用于博物館事業是我們現在所面臨的最大問題。

一、改變傳統博物館展出方式，提高藝術品展出效果

目前，我國各類博物館中的收藏文物達到1000多萬件，基于文物保護的目的，博物館的展品都收藏在展柜中，受到展柜空間的限制，長期沿用“通柜、實物加說明牌”的傳統陳列手段，觀眾無法近距離觀看展品細節，也看不到文物被展柜遮擋的部分。還由于各個博物館硬件條件參差不齊，只能展出極少部分的藏品，更換率極低，削弱了藝術品對生活在信息時代觀眾的吸引力。通過虛擬現實技術，可以運用三維、虛擬、視頻等效果將文物制作成各類影像，外接感應終端，展示文物生動的原貌，以及重量等外部特征，實現對虛擬文物的旋轉、放大、縮小等操作。突破時空限制展出所有藏品，供觀眾零距離的觀摩與研究，新穎的交互式參觀模式，加強藝術品的表現力，增強人們對藝術品的理解，極大地激發人們的參觀興趣。在展示藏品的同時，播放與藝術品相關的紀錄片或者電影，讓參觀者對藝術家更深入地了解，陶冶在藝術的氛圍中。真正的藝術精品往往都有豐富的精神內涵和思想內涵，通過技術手段能使人們的理解和感受加深，促進博物館提高參觀率。如今，我國博物館中應用虛擬技術最先進的是故宮博物院，以往基于古建筑保護的目的，觀眾只能在圍欄外或隔著玻璃參觀古建筑內景，受到室內光線和參觀距離的限制，室內陳設模糊不清，往往無法達到理想的參觀效果。故宮博物院利用虛擬現實技術將文物古跡用數字化形式展現給觀眾，制作了四部大型虛擬現實作品，打造互動展示、自主選取視角等技術，讓觀眾感受虛擬現實博物館的視覺效果，更可以復原阿房宮、圓明園等已經湮滅了的建筑，尚未發掘的秦始皇陵等歷史遺跡，顛覆傳統博物館不展出不能看、不發掘不能看的局限性。

在計算機網絡技術的不斷發展、數字技術被廣泛應用、文化產業快速提升的大形勢下，國家重視博物館建設，主張博物館向社會開放。我國博物館展示設計上的弊端頻現，資金嚴重不足、展出手段單一并導致惡性循環，博物館應及時總結過去的經驗教訓，充分發揮自己的資源優勢，大力發展以文物展覽展示為主，將虛擬現實技術充分應用于博物館展示設計上，加強博物館的社會功能和教育功能，為博物館新的運作模式提供可實踐的方式，轉變傳統博物館邊走邊看、走不到看不見的情況，使博物館的環境及藏品進行全方位、立體感的展示成為可能。

二、改善文物保護機制，延長文物壽命

對于當代博物館來說，運用現代科技的宗旨在于更好地保存歷經滄桑的珍貴收藏品。隨著藝術品的物理收藏技術不斷提高，人們對藝術品的期望也越來越高。因此，只有細致注意到每一件藝術收藏品的用料、使用技術等細微差別，才能更好地保存藝術品。

現有博物館的文物中存在大量容易出現脆化、脫色、剝落等現象的藝術品，即便人工修復后仍難長期用于研究與展示。虛擬現實技術（Virtual Reality Technology）是基于數字影像的虛擬在線技術，是涉及計算機、圖像處理與模式識別、語音和音響處理、人工智能技術、傳感與測量、仿真、微電子等技術的綜合集成技術。②它能夠實現超越3D建模的真實再現能力，用計算機生成逼真的三維視覺、聽覺、嗅覺等各種感覺，以達到對環境或物體對象進行逼真再現、身臨其境的視覺感受。它是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統，是用計算機創造現實世界。我們可以利用虛擬技術，預先展現文物修復后的影像，再進行檢驗修復，與視圖計算技術相結合，利用虛擬技術多角度展示文物，將文物實體保存在嚴密的環境中，延長文物壽命。③

三、建立信息資料數據庫，加強管理流程和信息分享

利用虛擬技術建立統一的藝術品數據庫，規范管理流程，加強信息分享。可以借鑒一些國外著名博物館，如法國盧浮宮數字博物館、紐約大都會數字博物館、澳大利亞數字博物館等，都有非常嚴謹的藝術品信息管理系統。對博物館內藝術品的信息進行記錄，包括文字介紹、圖片、影像等信息錄入數據庫中，還記錄文物古跡的現實狀態，跟蹤監測受損程度，制定出相應的虛擬修復方案，預先模擬修復過程，檢驗修復技術和手段的可行性，從而避免直接人工操作帶來的不必要的文物損傷。④將高精度的數據保存起來，以便日后開展更精密的研究工作。通過這種方式不但可以清晰地管理館藏情況，也可以將藝術品的信息通過網絡與世界各地的藝術愛好者共享，還可以在實體博物館內安裝館內藝術品檢索機，用來查詢想要觀賞的藝術品位置、簡介等信息，方便又可參觀。

四、整合共享文物資源，充分發揮文物價值

科技時代的博物館展示方式，走進實體博物館參觀已經不是欣賞世界藝術瑰寶的唯一途徑，除了在場館內應用虛擬技術，還可以打造信息時代感較強的博物館網站，虛擬游覽現實存在的博物館，定期更換博物館活動方案的主題，相較于實體博物館更具有感召力和互動感。國外很多世界知名博物館利用虛擬技術，不但推出了數字博物館網站，而且網站還有專門的區域提供豐富的館際鏈接，方便用戶跨館瀏覽和查閱資料。有些數字博物館還經常與專業的研究團隊進行合作交流，請一些國際知名的IT公司對數字博物館提供技術支持。我國歷史文化悠久，越來越多的外國友人了解并癡迷于中國的傳統文化，我國各大博物館也與許多國際知名博物館建立了友好往來，共同探討研究相關文物保護知識，交換展覽展示經驗，還會定期舉辦專題性的借展展覽滿足廣大觀眾對異國文化的渴望。但由于很多藝術瑰寶年代久遠，不適合長距離移動和長時間展出，大型展品和宮殿建筑更是無法參展。那么，建立數字博物館就可以很好地解決這個難題，利用虛擬技術，模擬真實長街，配合模擬的聲音與圖像更加全面、生動、逼真地展示文物，實現身臨其境的感覺，達到數字化博物館與觀眾間的互動。我國的網站博物館要學習國外經驗做到服務性與市場性兼顧，設置的內容頻道可以分為館藏檢索、虛擬導航、活動介紹、參觀信息、聯系咨詢、在線售票系統、在線商店等，設計風格方便快捷、簡單明了。滿足人們足不出戶也可以游覽世界各大著名博物館，欣賞平時不能在實體博物館展出的世界經典藏品，同時彌補了實體博物館藏品展出的時間與空間限制，增加了觀賞的自由性、隨意性和互動性，從而使文物脫離地域限制，實現全世界資源共享，真正成為全世界的文化遺產，充分發揮文物的價值。

將虛擬技術充分地應用到博物館建設中，改變傳統博物館展出方式，提高藝術品展出效果，較好地解決展品與展覽空間、時間的矛盾，把觀眾帶進虛擬與真實相互交融的三維世界當中，使人們更直觀、更深刻地獲取知識與信息，加強博物館的社會功能和教育功能。改善文物保護機制，延長文物壽命，能夠在保護文化遺產不受損害的同時，更好地滿足觀眾和游人的參觀游覽需求。建立信息資料數據庫，加強管理流程和信息分享，實現博物館數據信息現代化。整合共享文物資源，充分發揮文物價值，傳播中國文化、加強國內外交流與合作，進一步開拓博物館藏品保護、研究和展示新領域。

（注：本文為吉林省教育廳“十一五”社會科學研究項目，項目編號：2009第93號）

注釋：

①王嘉.學術是博物館的立館之本[J].美術觀察，2013（10）：23-24.

②吳向東.論虛擬現實技術在博物館的應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2008（7）：11.

第5篇：數字化技術在文物保護的應用范文

(歷史博物館，江蘇 南京 210001)お

摘 要： 本文結合文化遺產保護的原則，對堂子街壁畫藝術館建設中壁畫保護所涉及的相關問題進行理念梳理和實踐探討，冀以在尊重獨特性和探索普適性的交融中，有效保護珍貴文物，合理利用文化資源。

す丶詞: 壁畫；保護；利用；文化遺產保護原則

中圖分類號：J20-05，TU87文獻標識碼：A

Thoughts on Relevant Problems Concerning the Protection of

the Taiping Heavenly Kingdom Fresco in Tangzijie

MAO Xiao-ling,WANG Guo-xiuお

南京堂子街108號的五進古建筑內有18幅題材新穎、構思巧妙、設色工巧的壁畫，是南京地區保存現狀最好、數量最多的壁畫，也是1988年國務院公布的第三批全國重點文物保護單位。作為存世不多的文物，其麗輝煌的藝術魅力在中國繪畫史上留下光彩奪目的一頁，有著非常重要的歷史、文物、研究和藝術價值。而作為壁畫載體的古建筑，在前期是總理朝政的東王楊秀清屬官的衙署，后期為某小王的王府，布局有序、層次分明、結構嚴謹，同樣承載著那段人類歷史上的真實記憶。壁畫和王府古建筑，都從一個側面反映了當時的政治、經濟、文化和社會生活，體現著一定時代的價值觀、藝術觀和風土人情，對史多學科綜合研究的拓展以及實物的佐證、資料的補充都十分有益。

隨著文化多樣性帶來遺產保護哲學多元化的發展，如何在堂子街壁畫藝術館的建設中，尊重壁畫與古建的獨特性，探索普適性的理論和實踐，以合理有效地保護壁畫和古建筑，挖掘文物的珍貴價值，并充分發揮藝術館的多重功能，都有值得思考的問題。本文試就涉及文化遺產保護原則的部分論題略作粗淺的探討。

一、壁畫、古建的科學修復與原真性

壁畫和古建筑迄今已有150余年。由于江南地區雨水豐沛，作為壁畫載體的建筑年久失修，壁畫常年處于潮濕的環境中，而南京的酷暑寒冬也使壁畫經受著溫差考驗，空氣污染、雨水侵蝕、可溶性鹽析出、自然風化以及生物侵蝕，昔日色彩絢麗的壁畫已多處出現霉變、粉化、空鼓、開裂等病害，木板壁畫也出現了顏料層龜裂、起翹、脫落、變色等殘損。現存的古建筑同樣是日益不堪歲月的消磨，除中軸線前兩進保存有壁畫而維護尚好外，其余院落由于年久失修，結構破損，也都存在著不同程度的問題。雖然自1952年發現以來，各級政府多次撥款加以維護、修繕，但壁畫和古建的現狀都不容樂觀。

毋庸置疑，任何文物總是隨著時間的推移而朝著損毀的方向發展。在壁畫藝術館的建設中，壁畫和古建筑作為獨一無二的歷史遺存，對其進行科學保護和修復是一切工作的基礎。我們知道，文物古跡保護的目的是真實、全面地保存并延續其歷史信息及全部價值。與之密切相關的就是遺產保護的原真性原則。作為遺產保護的靈魂，原真性既是遺產保護的對象，也是衡量遺產保護質量的標尺，直接決定著文化遺產所表征的“文化身份”。

如何在保護和修復中保持壁畫和古建筑的原真性？

首先，要遵循在尊重歷史遺物原有狀態、風格前提下對文物進行修復保護的原則。這其中的原有狀態是體現歷史延續和變遷的真實“原狀”，而非文物古跡完整的“原狀”。此外，文物的原狀還涵蓋著從形態到地點，物質到非物質，本體到時空聯系，價值到功能等廣泛的文化人類學范疇，并且相關的認識仍在發展中。

其次，原真性作為遺產保護技術的理論基石，其概念源起于文化遺產保護實踐，最重要的應用也首先是指導這一實踐，因此，在理解與運用上離不開技術層面，涉及保護技術類型以及保護方案選擇等。

一方面，遺產的知識層面原真性信息是一切保護技術實施的基礎。要使用先進儀器和設備，對壁畫的材料成分、結構、性質，材料的老化機理、規律，溫濕度、光輻射、空氣污染、有害微生物、地質環境等進行分析、檢測；以詳細的文字和照相，記錄文物的大小、尺寸、質地、損傷狀況、微觀構造、原有修復狀況等，并盡量做到分析結果的數據化和圖像化。對古建的基礎構造和壘砌形式，斗、梁架等大木構件的墩接，椽飛、望板的間距與鋪釘方法，以及勾欄、門窗、天花的形狀、規格、圖案、線角等，也都要有全面、真實的信息反映。然后在分析研究的基礎上，針對文物本體對象的不同，編制詳細的可行性保護方案。

另一方面，壁畫依托于古建存在的特殊性對壁畫物質層面原真性信息的切實保護有更為具體和實際的要求。要制訂嚴密而完善的管理機制，在古建維修之前，要對壁畫表面進行清洗和加固，支搭壁畫保護架木，覆蓋架板、篷布等防護層，拴綁牢固，釘壓堅實，上下留通風孔，做到防砸、防壓、防雨、防風、防潮。如遇風雨或震動，要及時檢修與糾正。

再者，具體修復時遵循以下一些原則，也是保持文物原真性的關鍵：其一，做到最小干預。在壁畫加固、清洗、修復的基礎上，不刻意去彌補表面的殘缺，只將附加部分用于最有必要補全之處，以免造成歷史贗品。對于古建，盡可能保留原件及原有結構部分，并按照原物的藝術風格、形式進行相鄰部分的修復。正如2007年5月通過的《北京文件》所倡導：材料和結構的替換或更新應保持合理的最小的程度。其二，補全所采用的材料與工藝最好是原材料、原工藝，但要做到可辨別哪些是原始保留部分，哪些是后補部分，達到“遠看一致，近觀有別”的效果。其三，修復后的文物具有再修理的可能性，即可逆性。因為若干年后，為更有效地長久保存文物，必然要對已修復但效果不是最理想的部分，代之以新材料和新技術。而有的雖然效果較好，一旦老化，也必須重新處理。因此，無論處理方法還是選材都要充分考慮可逆性。其四，補全材料與文物原材料在物理、化學等性能上必須相接近、可兼容，具有安全性、持久性和抗老化性，不會造成新的損害。

最后，要通過文字和圖像記錄建立修復日志，將每一階段及所使用的材料、方法記錄歸檔，保存與文物有關的一切原真信息和資料。在修復完成后，將調查報告、修復方案、修復日志綜合整理，形成修復報告書，并建立檔案，對今后的研究和再修復起指導作用。

二、壁畫、古建的內外環境營造與整體性

任何文物都不是孤立存在的，它不僅有自身存在的適宜環境，還有與文物遺存共同存在的歷史文化和自然環境。文物依賴于周邊環境而存在，體現了東方哲學講求和諧的思想，也代表了中國文物保護的一貫原則，具體表現就是把文物及其周邊環境作為一個完整系統來保護。因此，對壁畫進行保護，不僅要通過科學觀測和研究創造良好的可調控環境來保護它的本質，還要保護它的周圍，包括整體建筑格局、空間形態、歷史名稱、標志物等重要肌理，尺度、風格、色調、裝飾等風貌基調，甚至延續到其間的名人、名事等非物質文化內涵。

1、文物保護小環境的調控和監測

文物都有相對來說最合適的保存環境，壁畫由于客觀存在的空間、自身內在的特質等多重因素，對環境有更高的要求。采用現代科學方法和手段對壁畫保護與環境因素的關系進行多學科、綜合的系統研究十分必要。可以通過對環境質量評價、氣體成分分析、污染源調查、小氣候觀測、霉變菌種分離鑒定等，探討引起壁畫病害的環境因素。在壁畫修復完成后的長期保存和展示中，設立環境監測點實測館內小環境的氣象要素及溫度、濕度、墻溫、地溫、氣流等。制定和實施一些切實可行的保護措施：控制相對穩定的溫濕度；保持室內空氣流通；控制光源，避免紫外光侵害；保持壁畫地仗及其含水量的穩定；隔絕地下毛細水攜帶可溶鹽對壁畫的侵蝕；防止地震等引起壁畫脫落；抑制霉菌、苔蘚的生長；在觀眾入口處設防塵及防有害氣體地帶等。雖然有些環境條件存在沖突，如良好的溫濕度也正好是霉菌、苔蘚生長的適宜環境，這其中就更需要綜合的調控與合理的防護。

日常還要做好標準化、規范化、制度化環境控制的管理。要預防重點區域和隱患、脆弱部分病變及新病害的發生，保證維護設施、技術設備的有效性，確保供電正常、排水通暢、防治白蟻的毒土溝有效，同時監控由于保護修復所引發的不良影響等，做到定期檢查，規范記錄，即時發現問題，有效解決難題。

2、歷史環境的保護和營造

2005年10月21日，國際古跡遺址理事會通過《西安宣言》，建議世界各國加強對古建筑、古遺址和歷史區域周邊環境的保護。我們知道，環境是孕育文物的母體。文物的周邊環境有自然與人為的，平面與立體的，動態與靜態的，有形與無形的等等，與文物本體一樣，他們既是歷史的產物，又是歷史的載體，既能反映特定歷史時期的政治經濟、文化藝術、科學技術、、風俗民情等，又記載了人類歷史進程中的各種信息。

在歷史環境的保護中，一方面要保持保護范圍內原有建筑的風格特色，以及因特殊需要所建新建筑物在形式、高度、體量、色調、用途等方面與原有建筑的協調。另一方面是整體空間和環境的保護以及氛圍營造，根據《文物保護法》規定：在建設控制地帶，要“保護文物單位的環境風貌”，“它具有時代的特點和風格，與文保單位的環境氛圍基本上是協調的”。雖然由于多重原因，很多文物古跡的歷史環境遭到不同程度的損壞，但“亡羊補牢”總為時未晚，盡最大的努力保護歷史環境是當代人的職責。而在有據可查、充分論證的基礎上，根據現有的歷史遺存做部分適當恢復也是營造歷史氛圍的重要途徑。另外，在城市或街區的整體規劃中要充分融入文物保護的理念，以更長遠的、科學的、經得起歷史考驗的決策來延續城市的歷史文化脈絡。

三、壁畫、古建的歷史展示與可讀性

博物館是人類為保護和利用文化、自然遺產而創造的一種形式，核心功能是展示。“看”展覽是公眾去博物館的基本目的或首要目的。展示也是體現遺產價值和功能的最主要方式，是遺產與社會、政治、經濟聯系的最重要渠道。因此，文物陳列具有可讀性對發揮博物館功能至關重要。

壁畫藝術館由于保存有珍貴的壁畫和較為完整的古建，通過幾種不同形式的安全有效展示，將使文物更具可讀性。在新建展廳中可通過文字、圖像、模型等非物質展示方式，以數字化虛擬成像為技術支撐，展示壁畫的藝術魅力，使觀眾在講解員的引導下了解整體而精確的壁畫藝術知識，生發探索興趣，并具有多維、立體的想象空間。在沒有壁畫的古建中，一方面可以確鑿文獻史料為依據復原當時的陳設，復制部分壁畫，完整表現古建筑的歷史、藝術、科學價值。另一方面，由于古建筑具有上層建筑和物質資料的二重性，在不損害其原有價值的前提下，也可以將部分古建作為物質資料加以利用，像烏鎮的藍印花布作坊就是典型一例。此外，可將一些已不具備原地保存條件的壁畫集中于此保護，但對于這一類展示就要與壁畫現場觀賞同等對待了。對壁畫藝術的現場觀賞，其亮點在于“現場”的開放。“原物”永遠比復制品具有更高的完整性和更豐富的細節。觀眾可以領略壁畫獨有的藝術魅力，感受濃郁的現場氛圍，觀察更多的歷史文化印記。在新展廳中較全面了解壁畫知識后再進行的現場觀賞，雖然參觀時間短，但會給觀眾留下更為深刻的印象，能收到“百聞不如一見”的效果，尤為重要的是，對壁畫保護內部小氣候等環境條件的干擾可以盡量減小。

不可移動的歷史原物陳列，涉及作為載體的文物建筑的修繕，兩者都存在著是否要“修舊如舊”這一國內外人士多年來爭論和探討的問題，也與文物的可讀性緊密相關。保護文物理所當然是第一位的，但保護的意義也部分在于發揮文物的研究、教育、旅游、文化等社會價值。如何融匯文物保護基本理念進行文物修復保護與對外展示的具體實施，既要有理論的支撐，也要經得起實踐的檢驗。目前業界主要做法有：一是隨舊，即在不損壞文物、不改變文物原狀，保持原材料、原工藝、原形制的前提下，將破了的部分修復，缺失了的重新補上，并隨色做舊，使新舊部分在修繕后比較協調。二是不做舊，即缺失部分按傳統工藝和材料恢復原狀，但不做舊，新舊有別,有一定的反差。三是強調“保”，盡量不進行人為干預，以免大規模修繕給文物帶來建設性破壞。

在壁畫展示中，不同的修復方法可以增強文物的可讀性，將保護與利用有機結合。如壁畫本體與作為載體的古建，安全最重要，應注重“保”，而不追求煥然一新；其他古建的修復則可根據不同需要和現狀作不同選擇，做舊的可以與復原陳設取得協調的觀賞效果，不做舊也同樣可以給觀眾強烈的視覺印象，并使其心靈得以深刻而長久的文物保護理念的浸潤。

四、壁畫、古建的合理利用與可持續性

在文物古跡的利用中要堅持“可持續發展”的原則，按“世界環境和發展委員會”的定義就是：“滿足現在的需要，同時不犧牲滿足下一代需要的能力”。世界各國的經驗都證明：對文化遺產可持續發展起決定因素的不是資金而是觀念，科學的觀念、決策、體制和方法是文化遺產成為一種長久資源的基本保證。

第6篇：數字化技術在文物保護的應用范文

一、歷史文化遺產數字化保護的含義和意義

歷史文化遺產是千百年來人類活動的痕跡，蘊含著政治、經濟、藝術、建筑、技術、社會活動和環境演變等大量的豐富的歷史信息，然而在滄海桑田的歷史變遷中，文化遺跡歷經破壞、重建、修復和改造，很多歷史信息不斷變化甚至丟失，成為當代人無法解讀的“密碼”，留下諸多無法彌補的遺憾。有鑒于此，中華民族素來即有記錄歷史的優良傳統，從實物載體的木簡、紙質文本的典藏到數字媒介的立體化記錄，從傳統的舞臺展示、書本傳播向3D動畫、全景全息呈現方式發展，體現了社會的飛速發展和科學技術日新月異的進步。所謂歷史文化遺產的數字化保護，就是利用以計算機圖形學、圖像處理和虛擬現實技術為核心的綜合信息技術，對歷史文化遺產加以數字化建模、虛擬修復、輔助管理、數字展示，以互聯網為平臺，拓展文化遺產在虛擬空間中的時空延展性。現代計算機技術的發展一方面為文化遺產的傳承和保護提供了前所未有的技術手段，另一方面也前所未有地改變了文化遺產的保護方式。目前，世界各國為了迎接信息時代的到來，將文化遺產轉換成數字化形態的技術革命正方興未艾，文化遺產數字化也成為將民族文化遺產和資源轉化為新興文化產業的一個關鍵環節。與其他保護方式相比較，歷史文化遺產數字化保護有其不可替代的特殊地位和優勢：首先，數字化方式可以使文化傳統得以有效保護和展現。現代信息技術的發展不僅可以使現代文化和人類學家能夠描繪一個民族的“文化基因圖譜”，甚至可以利用數字技術再現和復原久已失傳的文化遺產。例如百多年前毀于英法聯軍之手的圓明園，這一久負盛名、具有重要歷史文化價值和國際影響力的遺址群，要想全方位實物復原，必將耗費巨額的人力物力和財力，需要克服眾多的科學技術難題，但是如果采用數字化方式去呈現，就可以在不改變既定現狀的前提下利用先進的數字技術得以網絡化的復原。又如像敦煌莫高窟這樣的不可再生的歷史文化資源長期以來飽受“假日經濟”游人過多、溫濕度難以控制而導致壁畫毀壞嚴重等困擾，為有效解決上述問題，當地文物管理部門與美國梅隆基金會簽訂了協議，擬建立“數字化虛擬洞窟”，這一技術突破實現之后，無論何時何地何人都會足不出戶在網路虛擬的現實中游覽敦煌莫高窟而不必造成對實體文物的損壞。其次，數字化方式有助于多元文化的傳播和交流。數字多媒體技術具有即時性、海量性、全球性和互動性的特點，利用網路的即時有效傳播，可以在將不同國家和民族的文化遺產和資源永久保存的基礎上，使得世界各國的人們都能平等共享。例如，中國多個省市博物館、文化館先后建立了以“360°環視掃描、虛實結合場景、三維空間虛擬”為特征的數字化全景式藝術體驗平臺，人們只要登陸相關網站，足不出戶，就可以逛數字博物館，看數字藝術展，傾聽各種講座，免費在線學習各類優秀教師講授的精品課程，讓普通市民隨時都能在線欣賞精彩紛呈的文化盛宴。再次，數字化方式符合文物保護可持續發展的原則。在傳統方式的文化遺產保護中，實物修復與重建往往需要耗費大量磚瓦、陶瓷、金屬等結構材料、裝飾材料和某些專用材料，造成對自然環境資源的破壞和浪費，甚至會使地方財政背負沉重的經濟負擔。而文化遺產的數字化保護通過數字技術修復和還原文化遺產，雖然也需要大量的人力和財力投入，但它不用消耗林木石材等自然環保資源，只需投入由電子計算機所承載的新興網絡信息技術，這種可持續的資源使用方式更符合中國資源節約型、環境友好型的經濟社會發展原則，同時也代表著人類社會未來資源利用發展的走向。復次，文化遺產數字化可以使傳統文化資源轉化為經濟資源，具有巨大的經濟意義。文化與經濟高度融合所催生的“文化經濟”，不僅會加速經濟增長方式的轉變和提升，而且還能成為國民經濟的重要支柱產業和新的經濟增長點，促進國民經濟更加協調、健康和可持續快速發展。經過文化遺產與資源的數字化開發，即使民間文學、舞蹈、美術等“許多以往不被認為具有經濟意義的文化形態，經由現代信息技術手段所負載，進入經濟學家和投資人的視野”，從而被賦予巨大的經濟利益和經濟價值；以往被認為處于經濟生活“邊緣”的文化事業機構，特別是一向依賴于公共資助的圖書館、博物館、檔案館等，將可能被接入經濟開發的中心地帶。

二、對黑龍江省歷史文化資源數字化保護的若干思考

黑龍江省作為具有悠久歷史的邊疆省份，歷史文化資源極為豐富。諸多豐富的歷史文化遺跡為保護挖掘與利用創造了先決條件。2004年黑龍江省全面啟動了非物質文化遺產保護工作，在全省重點少數民族及漢族文化遺產資源區域普查基礎上，初步梳理出57項重點保護、挖掘與利用的資源，有些非物質文化遺產已進入旅游文化產業行列，創造了一定的社會效益和經濟效益。從整體來看，黑龍江省的歷史文化資源保護能力和水平尚處在初級階段，保護形式單一。一是缺乏歷史文化資源保護的責任意識。有些城市和地區，片面注重經濟增長而忽視文化建設，文化遺產的隱性價值和房地產開發的眼前利益相比，后者更符合相關部門的政績需求，因此，只顧單純的經濟開發和規模的擴張，城市在舊城改造和房地產開發中，不切實際地進行大拆大建，忽視了對歷史文化遺產和城市特色的保護，其結果是導致有些歷史文化名城面目全非，失去原有的文化韻味。二是開發形式較為單一。目前黑龍江省的歷史文化資源開發的主要途徑是政府主導之下的旅游開發，不可否認的是歷史文化資源的旅游開發的確可以為旅游部門增加直接的收入，但是在歷史文化資源的開發中除了旅游之外還應開辟多種途徑，應該在保護的基礎上，追求社會效益和經濟效益的增加，市場調節和政府調控必須結合起來，極端的采用政府主導開發或市場主導開發都是不可取的。為解決上述問題，可以以歷史文化資源的數字化保護和開發作為契機，帶動黑龍江省的歷史文化遺產和資源的保護能力和水平提升到一個新的境界：首先，文化遺產數字化將激發黑龍江省旅游業發展的新機遇。開發模式的選擇是一個動態變化的過程，要綜合考量旅游開發的歷史、社會環境、經濟環境、政治環境、地理位置、資源狀況等主客觀情況而靈活選擇。目前來看，旅游業與信息產業的深度融合已經成為世界經濟發展中不可忽視的重要趨勢，與旅游相關的各種網站也成為網絡經濟中“異軍突起”的一支重要力量。黑龍江省也應抓住基于數字技術的“文化之旅”的網絡商機：一方面，深入挖掘省內物質和非物質文化遺產的文化內涵并賦予其旅游開發的價值，繼續推動傳統意義上的旅游業的信息化發展，使出游感覺更加方便、舒適，費用也更加低廉；另一方面，在數字化信息網絡技術的基礎上，將歷史文化資源數字化開發，建立虛擬旅游世界，徹底改變旅游服務模式，從根本上提高旅游活動質量。現實旅游業和新型旅游業的關系是：現實旅游依賴于虛擬旅游，虛擬旅游依賴于文化意義鏈接，文化是旅游業貫穿始終的關鍵環節，技術附著于文化，文化通過技術來體現。在虛擬旅游空間中，游客將旅游的對象物以及旅游活動本身與歷史事件、文化觀念聯系起來，形成對于旅游吸引物的意義理解。這樣的“旅游活動”與當代“素質教育”的基本主題有內在的聯系，它能提高現代人的文化素養、還有助于人們形成現代文化眼光，從而對現代人的精神世界產生影響。其次，文化遺產數字化將激發現代教育發展的新機遇。目前，“數字化形象被認為是傳播文化資源的第一步”，滲入了人們生活的方方面面；信息技術發展已經進入了一個新的階段，信息內容以及對信息內容的需求成為推動技術發展的關鍵因素。根據聯合國科教文組織的研究結論，“教育產品是目前需求最大的網絡信息內容服務產品”，關于新型共享知識手段的大量創造都應圍繞文化內容而展開，文化內容應該在信息構成中占有重要席位，因此“文化遺產數字化是實現上述教育發展新機遇的關鍵”。由于數字化信息技術的發展可以在虛擬現實空間中再現真實的歷史地理信息，并且能夠與博物館、圖書館、檔案館的文字資料、文物圖像實現“鏈接”，甚至輔以不同領域中專家學者的咨詢與解說，傳統的課堂教育與廣義的文化信息資源實現普遍鏈接的條件已經具備，傳統應試教育與素質教育的界限將徹底打破。在數字技術教育產品市場需求大量增加的情況下，大量可接觸和不可接觸的文化遺產正在轉化為最有價值的教育產業資源。因此黑龍江省也要加快教育產品信息化的發展步伐，通過多媒體、圖像處理、虛擬現實等多種技術實現文化遺產和文化資源的數字化，使之成為“教育強省”戰略不可或缺的重要組成部分。再次，文化遺產的數字化必須體現深刻的文化內涵。任何一項文化遺產數字化活動，都要在一定的文化背景下進行，但文化遺產的數字化不是對傳統文化的簡單復制，而是依靠人的靈感、創意和想象力，借助數字技術的手段對傳統文化資源的再提升。黑龍江省已有部分數字化藝術館、博物館資源，內容單薄，有些僅能提供一些沒有解說詞的糟糕圖片，或者只有一條解說詞的一系列照片，因此淡化或模糊了文化內涵。因此，應用數字技術保護好中國的民族文化遺產，應在深入挖掘的基礎上，全方位地展現文化本質和內涵，唯有如此，才能使人們為古老博大的中華文化所折服，才能激發和培育民族認同感，從而增強中華文化的社會凝聚力和創造力。

作者:朱子娟單位:齊齊哈爾大學

第7篇：數字化技術在文物保護的應用范文

【關鍵詞】 地面三維激光掃描 文物測繪 關鍵技術

文物是古代人民的勞動結晶，通過研究文物可以獲得較為豐富的研究成果，對于了解古代人民的生活勞動方式具有重要意義。對文物進行測繪是其他文物工作開展的基礎，隨著現代技術的發展，空間掃描成像技術及計算機數據處理技術已經被廣泛應用到文物測繪工作中，且在不斷向集成化、數字化、精細化等方向發展。地面三維激光掃描技術可以利用計算機相關技術對文物的三維空間屬性進行測繪，不僅消除了傳統接觸式測繪方式對文物的損害，還能夠更加精確地將文物面貌、屬性等信息真實準確的反映出來，是一種非常具有實用價值的文物測繪技術。

1 地面三維激光掃描技術概述

1.1 基本實現原理

地面三維激光掃描技術是一種集光、電、計算機數據處理等多種技術為一體的高精度空間測量技術，該技術通過發射多束激光對掃描對象進行空間照射，配合使用脈沖測距法獲取激光測量過程中的多種返回數據如被測單位的距離值、每束激光的橫縱向掃描角度觀察值、每一接收點所接收到的激光反射強度等，進而利用性能強大的計算機對所獲得的數據進行處理和建模等操作，最終獲得被掃描對象的試題信息。

1.2 實現流程

相較于傳統的文物測繪技術而言，該技術可以在不接觸文物的前提下完成數據的采集和處理，且所采集到的數據精度更高更豐富，配合高性能計算機的使用可以即時的完成測繪任務，特別是在某些測繪難度較高的環境中，該技術更能夠發揮其性能特點。

其中，準備工作主要用于確定被掃描文物的空間分布、形態以及對掃描點位置的選取、掃描精度的確定等進行分析和確認，進而制定相關的掃描方案并根據掃描方案選取相應的儀器和設備。

在準備工作完成后即可啟動相關設備和軟件對被測繪文物進行數據掃描獲得“點云”數據，這些“點云”數據是一系列三維坐標及顏色屬性的集合，無法直接使用，而是需要通過相關的數據處理算法和建模方法等將這些數據轉化為文物的三維立體影像。經過上述過程后，一次文物測繪工作就基本完成了。

2 文物測繪中的關鍵技術分析

2.1 點云數據的預處理

三維激光掃描設備在對文物測繪過程中會生成大量的數據信息，這些數據信息既包含有用的文物信息，還包含無用的干擾信息等，為提升后續操作的精度需要對這些點云數據進行預處理，如去噪、平滑、簡化等。其中去噪和平滑主要是對點云數據中的誤差進行校正或消除，簡化主要是對數據信息進行篩選和壓縮。

2.2 點云數據的分割

只有按照某種規則分割后的點云數據才能夠進入處理階段，目前常用的分割方法有兩種，基于邊的區域分割方法可以按照文物的邊點屬性對采集到的數據進行檢測，然后按照所檢測到的邊點信息對點云數據進行連接或擬合；基于面的區域分割方法則是首先對需要使用的網格大小和位置等進行分類，然后在利用該分類對采集到的點運輸局進行聚類等操作，最后形成多個數據域。

2.3 點云數據的三維建模

三維建模是利用測繪信息構成文物三維模型的核心環節，該過程的實現主要有兩種：三角網格面模型重建技術和樣條曲面模型重建技術。鑒于前者所建立的模型具有更好的邊界適應性和構造靈活性，故得到了非常廣泛的應用。

3 地面三維激光掃描技術在文物測繪中的應用

當文物的三維掃描模型被建立后可用用于進行以下幾方面研究。

3.1 三維信息存留

文物具有稀缺性和唯一性，對文物進行信息存留是文物保護的一項重點工作，后續的文物修復、文物研究等工作的開展都要以此為基礎。

傳統的文物信息存留工作中需要綜合應用多種信息存儲手段對文物的多種屬性信息分別記錄，如應用常規測繪技術對文物的形態尺寸等進行記錄、應用影像技術對文物的外觀紋理等信息進行記錄等。這種信息存留方式不僅實現復雜，而且可應用性不高。

而地面三維激光掃描技術可以對文物信息進行高精度數據采集，然后依照采集后“點云”的數據屬性進行后期處理，最終獲得結構完整的、數據精度高的文物三維信息，這些信息基本包含了被測繪文物所有特征信息。

3.2 文物的虛擬修復

多數文物在被發現時或在保存過程中容易出現殘缺等問題，地面三維激光掃描技術可以為文物構建逼真的三維空間模型。利用該模型，相關文物專家可以依照模型結構和數學分析手段等對文物在計算機端進行修復，這種修復方式可以在不損壞文物的前提下為文物修復專家提供多種修復效果供其選擇和分析，對于文物保護具有非常實用的價值。

以敦煌莫高窟為例，在莫高窟的多個圖像采集點使用三維激光掃描儀對其進行掃描獲得點云數據，對這些點云數據進行噪聲消除等處理去除數據采集過程中出現的曲面變形、圖像噪聲等，然后按照設定的模型對點云數據進行三角化處理、模型對齊和拼接化處理等實現三維模型的建立。與此同時對照片中的顏色進行校正后在模型中添加顏色信息、紋理信息、材質信息等構成最終的三維掃描模型。該模型可用于指導相關文物專家開展文物跟蹤、保護以及修復等工作。

3.3 文物的監測

經過測繪后的文物會生成存留信息，利用該信息可以對文物進行檢測與管理。對已經完成測繪工作的文物等一方面可以利用存留信息對文物保護效果進行跟蹤和評估，進而根據評估效果確定和完善文物保護方案等；另一方面，利用存留信息可以對文物的狀態進行分析，便于及時發現和修復文物可能發生的潛在問題等。

參考文獻：

[1]張學文.地面三維激光點云處理關鍵技術與實現[D].北京：北京建筑工程學院，2008（1）.

第8篇：數字化技術在文物保護的應用范文

1 利用現代科技，全面、深入、確切地認知文物建筑

《中華人民共和國文物保護法》第二十二條規定，“對不可移動文物進行修繕、保養、遷移，必須遵守不改變文物原狀的原則。”這是古建筑修繕工程遵循的根本原則。前輩文物保護專家把這個原則具體化為“原型制、原結構、原材料、原工藝技術”。那么，古建筑群的原狀到底如何，就是我們為貫徹《文物保護法》必須解決的第一個問題。

1.1 認知和記錄建筑的原型制

按照不可移動文物保護工作常規，在進行古建筑維修之前，必須進行現狀勘查和勘測。在20世紀30年代，梁思成先生等老一輩學者只能用最基本的手工工具進行徒手測繪。80多年來，尤其是進入信息化時代以來，人們創造了數不清的新技術，就測繪行業說，三維激光掃描技術是突出的一項。利用三維掃描技術，記錄下建筑內外形制的原狀。掃描結果與徒手測繪相比，精確度提高了，一些復雜的數值得到表現，比如屋脊的曲線形態，正脊生起，屋角的起翹，一些僅憑肉眼難以發現的細節也得到記錄。而且在電子圖上可以直接讀取有關數據，比如梁、檁、枋等建筑構件的長、寬、高，它們的下垂、傾斜、扭曲、歪閃等等。如果在修繕前后都進行一次掃描，還可以直觀地發現我們是否真正做到了未改變文物的原形制，文物建筑的問題是否得到了糾正，起到監測作用。

1.2 記錄和認知建筑的原材料

古代建筑絕大多數是木結構、磚石結構。就木結構而言，所使用木材的樹種及其物理力學性質關系著建筑安全，也反映著古代工匠的科技水平和當時一些社會現象。以往對于古建筑木構件的樹種鑒定，都是由工匠憑經驗進行。樹種名也是由工匠口耳相傳流傳至今。在歷史檔案記載中也常有一些講法，如老黃松木、金絲楠、銅鐵糙等，樹種定名與現代分類學不對應。利用現代科技通過木材顯微解剖等鑒定方法，如故宮博物院對武英殿大木結構用材樹種給以符合現代分類學的名稱。經過現代的樹種鑒定，“老黃松”學名應是油松；“金絲楠”目前已發現是楨楠和潤楠兩個樹種；“銅鐵糙”應是檀木屬的不同的樹種。使樹種的古代名稱與現代名稱相對應，有利于我們利用現代研究成果更準確地了解木材的性能。

文物的價值在于它飽含歷史、科學、藝術價值。武英殿等結構用材的鑒定和研究，使我們對于古代匠師對木材性質掌握和運用的能力有了具體的認識，我們就可以實實在在地認識他們在當時社會條件下所達到的水平，從而對我國古建筑營造的科學水平做出評估。對武英殿建筑群在不同歷史時期建造的古建筑結構用材的研究，可以印證古代檔案的記載，客觀地反映歷史社會情況的演變。將來研究推廣到全國古建筑以后，木材樹種的變化的規律會更清晰，會使中國古代匠師對古建筑所用木材的認識、掌握的歷史過程提供軌跡，也很可能為各個朝代古建筑檔案里記載不充分的那些建筑的年代鑒定提供有價值的旁證。

1.3 認知和再現傳統工藝技術，對古建筑傳統工藝技術進行記錄、傳承

古建筑傳統工藝技術是中國的一種“手藝”，要準確地掌握需要師徒傳授的鏈條，也需要徒弟有一定素質，心靈手巧。確實包涵一些難以言傳的內容。中國古建筑常講的工種，每種都有基本要求和一些特殊技巧。在修復修繕古建筑過程中，我們注意記錄其中所反映的歷史信息，同時詳細記錄修復過程。這項工作是古建筑修繕、特別是古建筑落架大修中必須認真對待的問題，在這里提到是希望引起重視。

2 利用現代科技保護文物建筑

《威尼斯》修復章第10條：“當傳統技術不能解決問題時，可以利用任何現代的結構和保護技術來加固文物建筑。但這種技術應有充分的科學根據，并經實驗證明其有效。”《中國文物古跡保護準則》第22條：“按照保護要求使用保護技術。獨特的傳統工藝技術必須保留。所有的新材料和新工藝都必須經過前期試驗和研究，證明是有效的，對文物古跡是無害的，才可以使用。”對《威尼斯》有所發展。我國古建筑保護工作的實踐說明這兩條規定是準確的。在中國這樣一個有著幾千年木結構建筑發展史的國家，對建筑的建造、保養維護更新、早就形成了完整的經驗和管理制度，成功地保證和延長了建筑的使用價值，維持了建筑應有的外貌和景觀的美學特征，而且成為一種非物質的文化遺產。唯獨這些經驗的著眼點首先在于保障建筑的使用，在于通過建筑表現制度，一座不能再使用或者觀念失宜的建筑就失去了存在的理由。這與當代不可移動文物保護的目標存在巨大差異。而且對于石質文物風化、彩畫老化等問題，除了及時更新之外，沒有更好的解決辦法。而這些恰恰是現代文物保護最多著眼的地方。

古建筑是用多種自然的和人工制造的建筑材料營造的，各種材料在歲月中的退化過程和呈現的面貌有極大的差異，同類材料處于室內、室外不同的位置其老化過程和壽命就不相同，而不同類別材料即使在相同的外界環境下其保存狀況也極不同。因此只能針對每一種材料或者作品，針對不同環境分類研究。近年來，在中國與意大利文化遺產部合作的科技保護項目、與美國建筑文物基金會進行的保護項目等等，都使我們對建筑文物科技保護取得更深入的認識。

2.1 應該制定針對每一類保護對象的保護程序

在古建筑保護中，有石質文物、彩畫、內裝修的不同工藝等等的保護。所遵循的程序是：首先，分別保護對象的門類，研究提出現狀記錄標準。作為現狀記錄有一個總的要求，按照要求，把要調查記錄的對象用實測圖和照片完整地表現出來。然后把勘察所得文物的各類病害進行分類，逐類設計圖標，標注在圖紙上。最終文件是圖文并茂的，有幾類病害、到什么程度、占多大面積、一目了然。其次，根據勘察結果，進行病害機理研究。必要時進行取樣，分析其材料成分、病害物質成分及其侵入文物的狀況。再次，針對保護要求，試驗、篩選保護材料，制定保護實施工藝。最后，小范圍試驗，驗證試驗結果，完成保護方案。

2.2 從科學試驗到實施的過程要十分慎重

前引《威尼斯》和《準則》對現代科技的應用都是有條件的，這些條件是進行此類工作的前提。在具體的項目中，我們堅持以下幾個原則：①所有的化學試劑都必須是經過長期試驗的，在別的地方或者其他項目中認定是無害、可逆而有效的。②化學試劑對文物的影響是有強度區別的，在試驗和篩選時必須首選強度低的，無效時再逐漸加大強度。化學試劑的濃度也要進行類似的控制。③應該預先確定保護的效果。試驗中做幾組不同干預程度的樣本，研究確定一組作為預期樣本，按照這個樣本實施保護。④必須先進行小范圍的試驗。⑤必須制訂方案的實施工藝要求，各工序的順序，化學試劑的濃度和次數，最佳實施條件等等，都要得到重視。

2.3 對古建筑的安全防災設施進行研究

我們已經認識到，對古建筑的環境進行監測和控制是古建筑保護的一個根本條件，涉及到宏觀環境的改善。特別是對于開放單位，應該進行旅游承載量的研究。還有古建筑的安全防災設施，現在普遍解決了防雷問題。而火災的預防只能做到及早預報。近年北方也出現了白蟻問題。所有這些，都是現代科技的用武之地。

3 解決好傳統工藝技術與現代科技的結合問題

通過現代科技更全面、深入、確切地認知古建筑，利用現代科技解決傳統技術難以解決的問題，是完全必要的，應該是我們領域的一種創新。

3.1 運用更準確的認知成果精密地保護文物

相對于傳統技術，現代科技手段在文物保護方面有特殊優勢。由于對保護對象更準確地認知，采取的保護措施就可以更有針對性，技術措施更科學。如大木結構用材樹種的鑒定研究，為制定維修保護方案提供了科學依據。尤其是當大木構件需要進行加固甚至需要更換的時候，一定要選取同樣的木材。如果大木構件需要保護甚至更換，就一定要選擇性質相近的木料，而不是片面追求力學性質最強的木材。以免發生改變文物原狀、改變結構受力平衡而發生文物損壞的事情。對于大木結構加固、外檐彩畫復原、屋頂維修等項目采用的主要是傳統修繕技術手段。而對于石質文物的保護、筆畫的保護除防水防風化等物理手段外，很多時候采用了現代科技手段。這樣分門別類選擇適用的手段，可以達到既祛病延年，又最大限度地保存了建筑外表面材料、從而保存更多的文物價值的目的。

現代科技對古建筑材料的認知，使我們可以提出按照古代質量標準，復制古建筑材料的生產標準。目前大部分古建筑保護工地，只能按照現代定額和物價，在現代建筑材料市場上購買建筑材料，比如青磚，一般難以達到古建筑材料應有質量標準，古建筑保護工程得不到材料的質量保證。老一輩專家對此憂心忡忡。今后應當試驗復制古建筑材料，使古建筑材料能夠達到應有的質量標準，最大限度延緩古建筑的壽命。

3.2 解決好傳統工藝技術與現代科技的結合問題

現代科技手段雖然有上述優勢，但是卻不能代替傳統技術，甚至不應該設想去改造它，就是《準則》所說，它也是要保留的。應該做到兩者之間有機的結合，你中有我，我中有你，各展所長，各有側重。要在中國傳統的古建筑“維修”概念中，強化不可移動文物保護的觀念。如何發掘、繼承傳統工藝技術的遺產，使之成為文物保護的手段，老一輩文物保護工作者已經進行了幾十年的實踐，作了一些理論總結。比如按時進行歲修保養，屋頂按季節除草清壟，及時清理雨水溝（淘溝），補抹灰皮等等，都是當時維護建筑完好的技術，今天也同樣是保護文物建筑的有效手段，而且是“最少干預”的手段，因此被歸納為《中國文物古跡保護準則》的一條基本原則。但是如果不分保護對象的保存情況，只用傳統的油漆彩畫技術、石質文物復制技術等去更新，就可能變為文物保護中的消極因素。同時，現代科技手段也不是可以代替一切，應該及時掌握國際同行業的新動態，積極探索，豐富保護手段。

3.3 運用數字化技術手段，整理歷史檔案，記錄保護維修過程

第9篇：數字化技術在文物保護的應用范文

關鍵詞：古籍保護；數據庫建設；統一標準

中圖分類號：G253.6 文獻標識碼：A

古籍是指以文字符號（含圖形）方式記錄的古代典籍。其載體則以紙本印刷書籍為主，也還包括了像碑刻，青銅銘文，簡牘帛書等以文字為記錄符號的古代文獻。

從某種概念上說，古籍屬于文物，但又不同于其他種類的文物。人們對古籍的利用，也就是對其的研讀，是要通過翻閱的，但由此產生的二次傷害又給古籍保護帶來新的難題。我們不能因噎廢食，不能為了保護古籍，而將其“冷藏”不提供使用，又不能為了利用古籍，而無節制使用。面對這個兩難的命題，數字化，無疑是個很好的折衷點。

1 古籍數字化相關的保護背景

古籍的重要歷史文化價值，已經被全社會認可，并由政府不斷出臺相關的配套政策，提供古籍搶救性保護和數字化開發的政策支持。2007 年國務院辦公廳《關于進一步加強古籍保護工作的意見》（ [2007]6 號） ，其中第五條提出了古籍數字化的具體要求，更將古籍數字化推向了。

2011年文化部、財政部發出實施全國范圍的“數字圖書館推廣工程”中，古籍的數字化作為其建設的重中之重，并成為其推廣的對象。截止到目前為止，古籍數字化工程已完成的重大項目包括了建成“中國基本古籍庫”。

2 進一步解讀古籍數字化

2.1古籍數字化的技術簡介

所謂古籍全文數字化就是在保持古籍原貌的前提下，通過多媒體的圖文掃描技術，提取古籍的內容，生成JPEG、TIFF等格式存儲的圖片，該圖片文件可以直接作為源數據存儲成古籍檔案，也可以通過進一步的文字識別，如采用OCR技術，生成以WORD、TXT、HTML等格式文字文件，在此過程中涉及到的最基本的就是數字影像技術。這也是古籍數據庫的建立的前提。我們通過現今的數據庫對象處理技術，是能夠給讀者提供了方便快捷的界面，來進行古籍的全文搜索，全文閱讀，甚至可以圖文并茂，呈現出高真度的閱讀體驗。

2.2 古籍數字化的意義

2.2.1 從保護性開發的角度，可以避免原件丟失與損壞的風險

能保留至今的古籍大部分已是孤本，文獻紙質已經脆化、圖片發黃褪色，把其進行數字化轉換，一方面可以通過減少與原件直接的使用接觸，從而達到最大限度保護文獻的目的。筆者通過與縣市區圖書館的文獻互助加工的工作，了解到，例如肇慶地區的高要館，正是通過將孤本古籍進行高清度圖像攝影，首先把紙質文獻轉化為可辨識的圖像，實現了數字化的基礎工作；與此同時，把原件通過恒溫恒濕的冷凍技術，通過物理技術的轉換，最大限度優化了文獻的儲存環境。

2.2.2 古籍數字化資源的直接便捷檢索，利于優秀傳統文化的傳播

古籍文獻作為一個文本化的物質文化遺產，對于現代中國社會建立一個完整系統的傳統文化學習研究的體系，起到根本性的支撐作用。正是基于現代社會對數字資源的高比重需求，現代圖書館的古籍資源數字化應運而生，以便捷的全文檢索為核心的古籍數字化建設，建設目的是使得有研究需求的讀者人群，能最快速最直接的得到準確的“第一手”研究資料。

2.3 古籍數字化關鍵點

古籍數字化涉及到如下幾個關鍵點：元數據，文獻圖像，全文文本等。

在數據庫技術的層面上的元數據，是整個數字化物理層的基礎，它以數據條的形式記錄了古籍對應的特征和屬性等

古籍原文圖像，就是將古籍以圖像形式掃描，全文錄入計算機，它一定程度上規避了文本搜索的過程存在一些技術上的“失真”的情況。

全文文本就是把掃描后的圖像識別轉換成數字文本，它的優點在于方便檢索，編輯，存儲空間小。缺點是對于生僻字，繁簡字，通假字，識別后的錯訛率高，不方便錄入。

3 國內古籍數字化現狀調查與問題分析

3.1 技術實現層面上

由于考慮到研究相關技術和相關設備投入的成本過高的問題，僅僅依靠政府的投入還是無法有效推動古籍數字化的發展，因此迫切需要一些有技術實力的企業參與到該項工作中來。

由于有相關的法律法規關于版權的規定，很多擁有古籍孤本或者需要做古籍研究的學術機構，包括了上至國家圖書館，各大學圖書館，以及相關學術研究機構大部分采用與數據庫出版商合作或購買的方式，主要通過租用或購買數據庫產品的途徑，擁有數字化古籍的使用權限。同時還可以用相對少的經費，輕松解決內容更新等等冗繁的問題。

成功的案例里就有《廣東省歷代方志》，廣東省歷代方志具體項目內容是，先通過圖書館方面內部的協調，通過總分館之間的協調，省級館與市級館之間的協調，市級館到縣級館之間的協調，全面的協調機制開始運作以后，實現了紙質珍貴孤本方志，在省級圖書館廣東省立中山圖書館的總調度和統籌下，完成了紙質文獻的基礎收集工作，接著，就是通過圖書館方，和數字化加工商之間的協商，完成了文獻每一頁的圖像高清度攝影工作，也就是文獻原本圖像化。

在這個過程中，圖書館方與數字加工商很好的協調了版權方面的問題，就圖像化的原本，再加工出版成為精裝版的版權歸屬問題已經達成了很好的共識。精裝版的《廣東歷代方志》從明清到民國，形成一個連貫的歷史發展脈絡，精美的裝潢，高辨識度的文字閱讀效果，使得有研究需要的讀者群體得到了最終的閱讀需求和權益的滿足。同時《廣東歷代方志》的數字化平臺，版權的歸屬也是屬于館方的，這也體現了對原始資源的占有方的尊重。數字化的《廣東歷代方志》通過網絡，可是在圖書館以外的外網直接訪問，與精裝版的《廣東省歷代方志》的閱讀效果等同，這也排除了很多離圖書館相距較遠的讀者直接“登門”的麻煩。

3.2 技術成果背后的隱憂

3.2.1 項目形式單一，圖書館與數字開發商缺乏深層互動

業界成功的數字化古籍的案例無一不是，技術開發商和圖書館方的“無縫”對接的成果。這是一個合作而非彼此“博弈”的一個過程，作為主導方的圖書館，因其本身占有原始資源的優勢，往往輕視了與數字開發商平等交流的一個合作基準。

基于以上種種因素，造成了最后資源的使用者――古籍研究的讀者群的閱讀質量和權益得不到保障。

比如廣東省立中山圖書館的古籍的數字化閱覽功能。只對持有本館讀者證的讀者，在本館范圍內使用。

從一個側面看，用戶的需求還是和現在的項目開發還存有一定的差距。

3.2.2 直接經濟利益驅動不足，市場不成熟，經濟效益不明顯

我國古籍數字化產業的特點是：在數字化開發商的前期投入研發的成本巨大，而研發資金的投入主要來自國家、和擁有古籍文獻的圖書館，國內的數字化開發商由于行業形成時間比較滯后，商業的推廣和營銷策略跟不上市場的發展，出現了盲目的搜索用戶群，往往收效欠佳，不但浪費了時間也消耗了寶貴的研發成本。

古籍數字化的研究開發、商業化應用都需要大量資金投入，而資金回收期相對較長，在很大程度上限制了我國古籍數字化的發展。

3.2.3 對從事古籍數字化的復合型人才的缺乏

在古籍數字化的過程，一項基礎的關鍵工作是錄入文本前對古籍的整理，在全國范圍內，從事這方面工作的人才非常少，因其需具備的不單是古籍整理知識，更需要熟練的計算機技術。

3.2.4 涉及版權的問題

古籍數字化要解決的另一個重要問題是版權。所有的文化產品都涉及到版權，而對于古籍資源，版權歸屬的界定尤其困難。

比如最簡單的標點整理，就牽涉到版權問題。某A方整理的版本，與某B方整理的版本，由于都基于同一文本但僅僅因為標點的差異，兩者就存在版權的爭議，到底是誰盜用了誰，我國版權法執行了多年，積累了不少經驗，但對于這樣的案例的責任追究難度還是比較罕見的高。

另外，原本文獻由于盜竊的難度，責任易于認定。一旦實現了數字化，由于數字化古籍處理系統安全管理存在這樣那樣的漏洞，很容易數據庫被惡意攻擊訪問，從而盜竊了相關的數字資源，用于非法的復制和使用。這樣的版權的認定就增加了難度。

4 探求古籍數字化發展對策

4.1 行業內急需標準化的制定和有力度的執行

古籍數字化標準是古籍數字化建設長遠持久的根本保障。在多年的數字化實踐中，陸續研制并應用《古籍著錄規則》、《古籍專門元數據著錄規則》、《漢語文機讀目錄格式使用手冊》等等相關標準，可參照執行。目前大部分古籍數字化標準規范已經研發完成，可直接參照執行。國家古籍保護中心組織編制了《古籍數字化工作手冊》，對即將開展的珍貴古籍數字化工作進行規范。古籍數字化標準規范體系建設要以實現古籍資源的共建共享為基本目的，優先采用已經成熟的國際標準和通用規范，認真貫徹國家標準和行業標準。建立全國統一標準，包括元數據著錄標準、數字化影像標準、資源格式標準、資源標引標準、數字化古籍長期保存和標準等。

4.2 古籍資源共建共享的統一平臺開發方案的相關設計。

古籍數字化的目標是通過統籌規劃，共同建設，使所有古籍數字化成果能夠在統一平臺上便捷的檢索和利用，真正實現古籍資源的共建共享。

古籍數字化是通過圖書館方與數字化開發商在項目開發協議的指引下，共同開發，達到使數字化成果在一個統一的平臺上方便快捷的檢索的最終于目的。

而針對現今古籍處理業界各自為陣，缺乏交流的現狀，在技術層面的理解是，根源在于缺少公用的計算機支撐環境，因此以上提到的古籍數字化統一平臺的開發，就尤顯必要。

該平臺應針對不同對象，進行操作界面的切換。主要是數字化建設方，和數字化使用者之間的切換。

而對于建設者，應該具有以下具體功能：

（1）掃描錄入

通過掃描將古籍以圖片形式錄入系統，可以隨時編輯更改、放大縮小、旋轉、精密打印等操作；能夠對掃描圖像進行數據庫管理；能提供強大的OCR漢字識別軟件，以便將古籍圖像轉化成文本。

應當由一個適用于古籍整理的漢字庫，具有古籍中常見字、異體字及某些特殊用字，應有補字軟件。

（3）全文檢索功能

能夠將普通文本文件植入檢索系統中，實現主題詞檢索和全方位檢索，并根據檢索要求自動匯集成段資料。

（4）能夠和互聯網直接聯通，滿足網絡交流的需要。

而對于古籍資源的使用者，也劃分為兩種：

一種是大眾讀者，由于古籍數字化成果的服務利用的公益性質，可以免費向大眾讀者開放的功能包括：用戶檢索，普通閱覽等。一般的這類讀者可以通過圖書館官網的統一平臺，憑借自己的讀者證，通過單點登錄，實現無障礙閱讀。

另一種是從事古籍研究工作的用戶，在兼備以上大眾讀者的使用權限的前提下，還可以提供圖像數據的下載功能。這也有賴于文獻平臺的技術基礎，比如首先檢索的技術要實現圖文數據庫的技術。

但由于涉及到版權的問題，在使用下載功能之前，必須獲得授權許可、簽署保證書。

結語

數字化古籍是現今數字化時代古籍保護上的必然選擇，在有關政府，研究機構，和數據庫商三方的共同努力下，建設初現規模，但距離真正實現古籍資源的共建共享的目標，還有待各界同仁的共同努力探索，完善數字化工作的制度執行體系，建設體系，共享體系和服務體系，為古籍文化傳播和古籍文物保護貢獻自己的力量。

參考文獻

[1]楊琳.大陸古籍數字化的現狀及存在的問題[D].第一屆中國古籍數字化國際學術研討會論文集.