从地下到云端现代科技让历史文物“赛博永生”

来源：世界互联网大会2023-01-31 14:49

　　今年年初，考古学家利用数字三维模型，实现了三星堆3号“祭祀坑”铜顶尊跪坐人像与8号“祭祀坑”神兽的成功拼对，引起了广泛关注。该数字技术的运用，避免了现场挪动文物可能造成的损伤，还能保证数据精准，让拼对研究更加便捷。

　　对文明起源、形成和发展的探究，是一个复杂且漫长的系统工程。通过考古对世界各区域文明进行研究和保护，是世界各国人民情感中潜藏的孜孜期待。如今，现代化乃至数字化科技，将考古的视野和手段拓展到了更高的维度。

这是考古学家用数字三维模型技术合成的文物图像图源：新华社

　　文物如何出土大有讲究

　　X射线技术、CT扫描、组合3D视图……2021年底，埃及考古学家首次以数字化方式“解封”了古埃及法老阿蒙霍特普一世的木乃伊，并公布其面部特征、年龄等相关信息。

法老阿蒙霍特普一世的木乃伊面罩在现代从未被打开过，科学家使用三维CT进行“数字化解封”并公布了其面部细节图源：Eurekalert网站

　　得益于数字技术的进步，埃及的考古研究取得了一系列重大发现。在“扫描金字塔”考古项目中，考古人员运用射线照相、红外热成像、摄影测量法、3D扫描重建和无人机等现代技术和设备，研究和测量了多座金字塔的内部构造，以检测是否存在未知的内部结构，从而进一步了解金字塔的施工过程和技术。

图源：Bilibili

　　2020年，水下考古调查开始在穆鲁朱加当地海岸附近展开。研究人员沿着潮间带浮潜分析水下地形地貌，卫星图像和海图填补现有地图的空白，机载激光对水下景观进行成像，声呐则捕获海床细微特征，这些遥感技术为科研人员下水作了有效准备。利用先进的技术和潜水员水下作业，在穆鲁朱加北侧的布鲁吉埃雷斯海峡附近，也陆续发现了269件石器。穆鲁朱加的水下考古实践令人振奋，它表明通过技术手段对淹没景观进行预测建模，可以将研究人员引向水下考古现场。

水下考古队员进行中性浮力训练。图源：人民网

　　中国三星堆遗址考古处处被科技加持。在三星堆祭祀区考古发掘现场，一座座玻璃房子整齐排列。这些全透明的“考古舱”配备集成发掘平台，“吊篮”一样的工作平台使考古人员在坑内悬空作业，多功能考古操作系统搭载的高光谱成像扫描仪和三维激光扫描仪，可随时对文物进行光谱拍摄、扫描祭祀坑的文物埋藏及出土信息。

图源：三星堆研究院

　　使用3D扫描仪搜集文物及其周边的信息数据，通过3D打印机打印出一模一样的石膏模型。这个石膏模型在贴合严密、保护性强的硅胶保护套配合下，可使用套箱的方式提取文物。

　　保护修缮技术层出不穷

　　作为拥有世界文化遗产数量最多的国家之一，近年来，意大利越来越多地借助先进数字科技加强考古和文物保护工作，数字信息资料库、虚拟现实、3D打印建模等高科技手段不断被应用于文化遗产保护中。

　　2022年9月，意大利启动名为“RePAIR”的文物保护项目，机器人技术应用在了庞贝古城遗址壁画碎片的修复工作之中。修复机器人配备能够扫描碎片的机械手臂，通过3D数字化系统，当碎片被扫描和识别后，精密机械臂将在先进的传感器帮助下精准操作，把壁画碎片放到原始位置并避免任何损坏。

图源：CCTV9

　　庞贝考古公园相关负责人介绍，这一项目利用计算机视觉及人工智能领域的尖端技术，对双耳瓶、壁画、马赛克等往往有数千个碎片、人工难以复原的文物进行实物重建，完成精确且精细的还原。

　　法国在古迹修复和保护工作上也越来越广泛地使用数字技术。法国国家科学研究中心与法国文化部合作，组成拥有百余名研究人员的巴黎圣母院数字修复团队，收集、核对并研究与巴黎圣母院建筑有关的所有数据，并创建数字生态系统。这套系统将相关的文字、图像、视频乃至三维模型结合，用于剖析建筑框架和屋顶的每个组件。

图源：Bilibili

　　当前，X-射线衍射仪、X-射线荧光仪、激光拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、3D打印等科技手段被广泛运用于文物保护修复中。在中国安徽博物院文物科技保护中心内，研究员使用X射线分析一级馆藏文物蔡侯产剑，肉眼无法看到的文物损伤状况、矿化程度、锈蚀掩盖下的纹饰等信息一目了然。

图源：百度百科

　　该中心研究院介绍，X射线衍射、X射线荧光光谱分析相当于“验血”，分析文物锈蚀物的成分，检测是否存在有害锈及其含量。X射线探伤分析更像“胸透”，而金相显微镜和扫描电镜分析可以看作是“病理分析”，判断文物的腐蚀程度，为整形、焊接等提供技术参考。

　　历史在数字世界中复现

　　借助先进的科技手段对文物进行数字化保护，可以赋予文物永久的信息档案，形成可供创造性利用的数据库，也让人们足不出户就获得丰富的文化体验。

　　法国巴黎凡尔赛宫被誉为世界五大宫殿之一。进入凡尔赛宫参观，游客可以下载内置11种语言的手机App，实时更新所处位置，并借助其中的图片和视频讲解，参观这座“法兰西式”的大花园。

图源：凡尔赛宫官网

　　特别是通过虚拟现实技术，游客能够从不同角度深入观察凡尔赛宫房间内部结构、艺术品、家具等。在这片虚拟空间内，游客可以查看并随意移动这些家具及艺术品，甚至在镜厅参加虚拟的盛装舞会。

　　在法国卢浮宫，数字技术也被充分运用到博物馆内部信息的建构中。借助信息技术、计算机技术，卢浮宫对馆内大量藏品进行了高清图像采集，实现馆藏文物信息的全方位储存和管理。这一馆藏数字库包括近50万件藏品，于2021年向公众完全开放。

图源：卢浮宫官网

　　最早于2007年开始运行的意大利罗马考古遗产特别监管局的罗马考古地理信息系统（SITAR），则是一项代表性地理参考信息系统。通过SITAR系统，罗马考古遗产特别监管局实时将罗马考古领域现有以及新发现的信息、进展、工具和详细教程等置于网络上持续共享，意大利及其他国家的民众均可免费访问开放数据项目的每个部分。

　　在中国，敦煌研究院“数字藏经洞”于2022年6月与公众见面。“数字藏经洞”通过激光扫描、照片重建技术，对文物细节进行毫米级精度的还原，更好呈现了文物里的宝贵信息。