西安建大聯(lián)合創(chuàng)新團隊運用數(shù)字技術(shù)助力文化遺產(chǎn)保護

西安城墻和平門外側(cè)，游人如織。在環(huán)城公園里的一塊開闊地帶，西安建筑科技大學(xué)王慧琴教授團隊的師生正操控著無人機，按照預(yù)先劃分好的區(qū)塊，給城墻密密實實做“體檢”。這項工作他們已經(jīng)持續(xù)了好幾個月。這些數(shù)以千計的影像資料數(shù)據(jù)庫，將為后期城墻病害的預(yù)防和處置提供重要依據(jù)。

隨著大數(shù)據(jù)、5G、虛擬現(xiàn)實、人工智能等前沿技術(shù)的飛速發(fā)展，文化遺產(chǎn)保護工作正迎來前所未有的創(chuàng)新機遇。西安建筑科技大學(xué)王慧琴教授聯(lián)合陜西省文物保護研究院王展研究館員組成的創(chuàng)新團隊運用數(shù)字技術(shù)助力文化遺產(chǎn)保護，成功將光學(xué)成像、計算機人工智能等多學(xué)科方法融合應(yīng)用于文物科技保護，為傳統(tǒng)文物和文化遺產(chǎn)的保護注入了新的活力。

2023年，該團隊在天津薊州獨樂寺壁畫保護修復(fù)項目中已取得了顯著成果。獨樂寺壁畫作為擁有千年歷史的藝術(shù)瑰寶，長期面臨著色彩褪色、細節(jié)模糊等保護難題。面對這一挑戰(zhàn)，王慧琴團隊利用多光譜成像技術(shù)，成功實現(xiàn)了對壁畫顏料種類、病害情況以及隱藏歷史信息的精確識別，為壁畫的保護和修復(fù)提供了科學(xué)依據(jù)。

“獨樂寺壁畫規(guī)模宏大，圖案復(fù)雜，其保護修復(fù)工作難度極大?！眻F隊成員王可表示。為了將這一珍貴壁畫完整地數(shù)字化并“搬”進電腦中，團隊設(shè)計了一套詳盡的數(shù)字攝影采集方案，并運用多光譜成像設(shè)備進行了高精度拍攝。通過圖像配準技術(shù)和深度學(xué)習(xí)算法，解決了上千幅分鏡頭成像數(shù)據(jù)的拼接問題，實現(xiàn)了大尺度壁畫的高精度數(shù)字化。


壁畫多光譜成像場景

在數(shù)據(jù)采集過程中，團隊面臨了諸多挑戰(zhàn)。由于獨樂寺現(xiàn)場環(huán)境條件的限制，多光譜成像數(shù)據(jù)的采集難度增加。為了獲取高分辨率的壁畫圖像，團隊只能以犧牲寬視角為代價，分多個鏡頭采集序列光譜圖像。經(jīng)過近一個月的努力，團隊成功拍攝了上千個分鏡頭，完成了壁畫的全景多光譜圖像拼接。


獨樂寺東墻原始壁畫

在壁畫多光譜圖像數(shù)據(jù)的完整性得到保障的基礎(chǔ)上，團隊進一步開展了文物線稿提取、隱藏信息發(fā)現(xiàn)等研究工作。通過多光譜成像技術(shù)，團隊成功完成了線稿虛擬提取并獲取了壁畫顏料在不同波段下的光譜信息。這些信息不僅揭示了中國古代壁畫繪畫技法風(fēng)格，還快速識別出了部分古代彩繪文物常用顏料，為獨樂寺壁畫及觀音保護修復(fù)工程提供了有力支持。

近年來，王慧琴教授團隊在文物檢測分析、保護修復(fù)等方面成效顯著。團隊聯(lián)合中國社科院考古所、陜西省文物保護研究院等專業(yè)單位，編寫了《館藏墓室壁畫數(shù)字修復(fù)技術(shù)》等著作，并申請了20余項專利。同時，團隊還參與了多項國家級文物保護項目，如漢長安城未央宮出土骨簽的整理與研究、石窟文物本體風(fēng)化病害評估系統(tǒng)及保護技術(shù)研究等，為文物保護提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

“未來，團隊還將在文物智能探測與無人巡檢方向開展研究。我們希望通過數(shù)字科技的應(yīng)用，逐步實現(xiàn)文物的多維、多元信息組織、知識發(fā)現(xiàn)與認知驅(qū)動，最終完成數(shù)字化保護從同平臺到多平臺技術(shù)的跨越，提升國家文物保護、展示與利用的重大需求?！蓖趸矍俳淌谡f。

圖片來源：西安建筑科技大學(xué)

（中國日報陜西記者站 秦峰雷茜）

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