敦煌終將不復存在，但我們能讓它代代相傳_風聞

4月16日，巴黎聖母院發生火災，這場大火灼燒的不僅是建築，也是巴黎的城市靈魂。

在悲劇的同時，不禁想到，如果有一種技術，可以將珍貴文明數字化，精準記錄下來，將來的某一天，只要提取數據，我們就可以精準3d打印出一個一模一樣的它。

再好的文明，遲早會消失，而它們的形象，將會永遠存在我們子孫的記憶之中。

我們需要給後輩留一個永恆的回憶。

而造就講者胡琢民先生，告訴了我們答案。

造就講者 胡琢民

上海顥漢數字技術有限公司

創始人、技術統籌

大家好，今天我來這裏要跟大家分享的主題是：永恆的收藏。這個永恆的收藏是關於數字化技術的。

不知大家有沒有注意到今年7月份（當時為2017年）的一則新聞，説的是敦煌莫高窟的參觀遊客數在不斷地突破。人數從原來最理想的6000增加到了12000，然後在7月份的某一天又增加了6000人，達到了18000人次。

這還遠遠不夠，還有很多遊客正在預約當中。遊客人數的激增給莫高窟這類文物單位的保護帶來了巨大壓力。莫高窟不同於館藏物，它暴露在自然界中，還面臨着上游水土流失、沙畫、風暴等環境惡化帶來的嚴重影響。

01

把敦煌留給後代

早在2003年，敦煌研究院老院長樊錦詩就提出了“數字敦煌”的概念，數字敦煌主要包括三個方面。

保護平面壁畫，把平面拍攝數字化

三維建模，保護莫高窟中的精美雕塑

測量洞窟，把握洞窟之間的相互位置關係，將之記錄下來

莫高窟是暴露在自然界當中的，不管你採取怎麼樣的保護措施，它必將有一天不復存在。或者是在一定的時間內，它會不停地變化。所以，如果我們能留存莫高窟的數據，我們的後人將會看到當下莫高窟的一些面貌。

非常有幸，我們也參加到莫高窟三維數字化的項目中來。三維重建技術的底層技術是逆向建模。

什麼是逆向建模呢？逆向建模就是把現實當中的物體建成三維模型，搭建出一個架構，這就是逆向建模。

與之對應的是正向建模，我們把那些從無到有的建模稱為正向建模，比如我們的建築設計、工業設計、服裝設計，甚至於家庭裝修的效果圖設計。

02

從平面攝影到三維建模

在2006年，我們的一個小團隊掌握了一個自己獨創的技術，即通過解析兩個空間點獲取的圖像之間的位置關係，推斷出像素點一個Z方向的數字，把像素點還原成三維點雲，再將三維點進行面片處理後，組成物體的實體模型。

在2006至2010年,我們完成了軟件、硬件、流程控制等等一系列的設備與技術研發，完成了工程樣機的實現。

有一個晚上，當我們將電腦裏的一張人臉的平面像素轉到三維點雲時，它會在我的電腦裏面旋轉。

那一刻的驚喜直到現在仍記憶猶新。也是在那一刻，我從一個從事多年的平面攝影師變成了三維建模從業人員。

三維建模技術有兩個特點，一是有先天優勢，由於我們的技術是從平面的靜態象素還原到三維點雲，所以它的三維分辨率特別高。第二個特點是，它的色彩還原跟色彩的位置精度非常高，這也是從像素來的一個優勢。

大家可以看我後面的圖片，左面彩圖是我們一幅壁畫的局部，這張彩圖就完全還原了壁畫的原始狀態。我們有一個色彩管理系統，可以很好地還原色彩，對之進行標準化管理。

其實，這其中的三維效果是會被圖片的色彩所掩蓋的，如果我們把色彩去掉，就可以看到圖片的數目，然後可以通過三維模型清晰地看出這幅唐朝古畫裏古人用的筆觸。

這個技術在三維重建領域有着它得天獨厚的優勢，不管是色彩還是分辨率，都能在文物還原和電影等領域裏大展所長。

03

第一次進洞

與敦煌結緣是在2011年，有一位朋友從莫高窟給我打來電話，聊起我們的技術，問有沒有可能做一個莫高窟裏彩塑的三維重建呢？當時我稍微想了一想就回答説可以啊、沒問題，其實後來回想還是有一點後怕的。

因為我當時從來沒去過莫高窟，只是看到幾幅照片，覺得莫高窟很美很神秘，還有無數藝術家對它很神往，各種傳説盤旋在我腦子裏，所以當時我真是出於興趣答應做這件事。

後來，經過莫高窟研究院的幾輪技術測試，他們同意讓我們進入洞窟進行實驗性的拍攝建模。

第一次進洞窟我有幾個感受，就是我前面説的後怕的感覺就來了。當我們第一次帶着設備進332窟時，發現裏面非常狹小，但是佛像卻有五米高的跨度，這樣高的佛像一共有三組，而我們只有十來平方米的拍攝空間。

洞窟中間還有一根方形立柱，立柱後面最內側有一個佛龕，裏面有一尊八米多長的卧佛像。因為有中心立柱的緣故，拍攝距離最遠只有1.2米。大家可能想象不到這個拍攝難度有多大，但當時我就傻掉了！

我們還需要很專業的布光，而且比我們平面拍攝要難得多。平面拍攝的布光是主觀性的，但這裏的布光卻有一定的指標，要均勻。所以説，打光也變成了挑戰。

我們的團隊就在這個狹小的空間裏進行了討論，最後決定先做一個現場的數據驗證，我們先拍攝了釋迦牟尼佛像腰部以下的部分，然後進行重建。這一小部分的重建工作花費了我們10個工作日。

最後，這個數據得到了研究院相關負責人跟專家的認可。雖然拍不到整體，一些部分的數據不完整，但對於數據本身來説，它是合格的。

04

一場洪水帶來的心靈衝擊

也是在那一次，我親眼目睹了震撼的一幕。莫高窟前面有一條大泉河，2011年時從三危山上突然湧入一股大水， 它衝破了大泉河的河堤，一米多高的大水在幾十公里的沙漠上面肆意狂奔。

這對我的視覺衝擊非常大，也正是目睹這一場景，讓我覺得我們做的這件事特別有意義，而且非常緊迫。這不單單是為了驗證我們的技術，更是為了保護宏大、精美的莫高窟。

這種對古人的崇敬、敬仰之情，讓我對這件事情有了一種歸屬感和認可，讓我覺得我們必須把這個事情幹下來。

第一次回來以後，我們就對設備進行了改進，希望設備在拍攝時可以到達每一個角度。

這裏我還要補充一點，當我們的攝影燈打到332窟壁畫上面的時候，礦物質顏料所呈現出的那種層次感、豔度和立體感，讓人震撼！

我分明看到了西方所謂的印象派、野獸派，我們知道莫奈、梵高、馬蒂斯。但是畫這些壁畫的人呢？我們都不知道。

再回到拍攝的話題上來。在拍攝完畢後，我們希望對數據進行驗證，最直接的辦法就是通過實體的輸出。

由於設備的限制，我們現在打印的體量還很有限。比如我們左圖看到的是現場的照片，它的體量有四米八，接近於五米的高度。

右面這張圖就是我們打印的結果，它是60公分的，是按照1：6的比例進行的打印。這樣一個60公分的模型也是分六塊才打印出來的，所有該有的細節也都在這裏得到了呈現。

將來有一天，當我們的輸出技術達到了一定的體量，一定的還原色彩能力時，我們的這個數據完全可以支持一比一打印，甚至一定程度也可以放大。

05

讓永恆得到收藏

通過第一輪進洞調試，332窟的重建在2011年底完成了。332窟的數據也成為我們國內第一份固定大型雕塑的三維重建數據。

第一輪結束後我們回來總結經驗，進行了幾方面的改進。

第一，改進拍攝的支承裝置。我們採取了一個模塊化的設計，使得不同場合、不同規模的現場文化都能被採集到。

第二，改進設備，例如圖像處理軟件。這大大提高了我們的工作效率，比如説我們在做332窟時，需要15個人力，但改進後只需要4個人就可以完成。

第三，完善模型拍攝流程。這使得我們的數據完整性、色彩還原度都可以上一個台階。

大家可以看看我們用全新設備做的445窟全龕重建。它建於盛唐時期，裏面所有佛像的造型都是非常自信。

特別是這尊菩薩，是莫高窟一個代表作品。他的站姿非常婀娜，神態非常自信。這就是我們的盛唐時期。

2016年，我想到一個問題，這也是敦煌研究院對我們這個團隊的要求。我們最原始的初衷是為了保存莫高窟的這些數據，但是在保存之後，如何將它們利用起來呢？

我們嘗試了兩個方向的應用。

第一個方向是實體化複製，從拍攝、建模再到3D打印輸出模型。模型輸出後再進行拼合，最後再通過藝術家的上色來體現礦物質的層次感。

礦物質原料上去以後，它的色彩表現跟原來非常接近。這種色彩的肌理又賦予了我們復刻的產品一個全新的生命力。

第二個方向是視覺方向的嘗試，一個是全息展示，當VR或者AR在未來能真正達到一定水準時，我們這個數據會非常精美。

我們有了這麼多的復刻產品，其實都是為了認識自己，或者説讓世界認識我們。

技術跟藝術、古代跟當今，它在一定的時間範圍內會有衝突跟摩擦。但假以時日，我認為他們一定會在某一個高度進行融合，就像我們的這個三維重建技術。

借用詩人威廉布萊克的一句話來結束我今天的演講：

一顆沙裏面可以看到一個世界，

一朵花裏面可以看到一座天堂，

把無限放在我們的手掌，

讓永恆得到收藏。