敦煌研究院牽手華為，通過(guò)對(duì)文物的數(shù)字化保護(hù)和修復(fù)，使敦煌文化搭乘數(shù)字化轉(zhuǎn)型的快車(chē)走向了世界。敦煌莫高窟不僅是中國(guó)古代文明一個(gè)璀璨的藝術(shù)寶庫(kù)，也是古代絲綢之路上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的不同文明之間對(duì)話交流的重要見(jiàn)證。敦煌壁畫(huà)憑借其高超的藝術(shù)水平、廣泛的取材范圍、大氣磅礴的內(nèi)容構(gòu)思、濃烈而又瑰麗的色彩形成了自身獨(dú)特的藝術(shù)風(fēng)格，成為了當(dāng)之無(wú)愧的“墻壁上的圖書(shū)館”。著名作家余秋雨更是在《文化苦旅》中寫(xiě)道，“看莫高窟，不是看死了一千年的標(biāo)本，而是看活了一千年的生命。”敦煌莫高窟文物具有極強(qiáng)的藝術(shù)張力和渲染力，在全世界范圍內(nèi)都是獨(dú)樹(shù)一幟的藝術(shù)瑰寶，通過(guò)數(shù)字化技術(shù)不僅可以更加透徹地展現(xiàn)其獨(dú)特的藝術(shù)價(jià)值和魅力，也讓這歷經(jīng)千年的生命力越發(fā)的鮮活而生動(dòng)。

圖1 敦煌壁畫(huà)

文化與科技融合成為文化遺產(chǎn)保護(hù)新趨勢(shì)

在文化與科技深度融合的新時(shí)代，科學(xué)發(fā)明及創(chuàng)造融入了文化藝術(shù)的想象和情感，藝術(shù)創(chuàng)造及美的探索又注入科學(xué)技術(shù)的理性，文化與科技正通過(guò)相互滲透，走向深度融合。隨著科技日新月異的發(fā)展，文化與科技開(kāi)始融合成為一種新業(yè)態(tài)，兩者融合的產(chǎn)物也應(yīng)運(yùn)而生。如采用數(shù)字?jǐn)z影、三維信息獲取、虛擬現(xiàn)實(shí)、多媒體與網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)，可將與文化遺產(chǎn)相關(guān)的文字、圖像、聲音、視頻及三維數(shù)據(jù)信息數(shù)字化，從而實(shí)現(xiàn)永久性的保存，使公眾最大限度、公平地享有文化遺產(chǎn)。敦煌莫高窟的數(shù)字化，一方面是為了搶救敦煌石窟珍貴的文物信息，使之得以永久真實(shí)地保存，為敦煌學(xué)研究提供準(zhǔn)確詳細(xì)的信息資料；另一方面，數(shù)字化技術(shù)可以通過(guò)制作虛擬洞窟供游客欣賞參觀，在緩解石窟開(kāi)放壓力的同時(shí)，也為壁畫(huà)保護(hù)提供了技術(shù)保障。此外，敦煌學(xué)的數(shù)字化也代表了數(shù)字化時(shí)代敦煌學(xué)發(fā)展的新趨勢(shì)。

圖2 敦煌球幕電影《夢(mèng)幻佛宮》

“數(shù)字敦煌”讓文物“永久保存、永續(xù)利用”

敦煌莫高窟現(xiàn)存洞窟735個(gè)，其中保存有建筑、雕塑、壁畫(huà)的洞窟492個(gè)，擁有壁畫(huà)4.5萬(wàn)平方米，彩塑2400余身。由于窟內(nèi)的彩塑及壁畫(huà)均由泥土、木材、麥草等材料制成，因此，隨著時(shí)間的推移和參觀游客的增多，莫高窟的文物保護(hù)面臨巨大壓力。為了應(yīng)對(duì)莫高窟不可逆轉(zhuǎn)的衰退，早在20世紀(jì)80年代末，敦煌研究院就提出了“數(shù)字敦煌”的構(gòu)想，通俗解釋就是“給佛拍照”，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)敦煌石窟文物的永久保存、永續(xù)利用，并率先在國(guó)內(nèi)文博界開(kāi)展了文物的數(shù)字化工作。2016年5月1日，“數(shù)字敦煌”資源庫(kù)上線，“數(shù)字敦煌”是一項(xiàng)敦煌保護(hù)的虛擬工程，該工程采用虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及交互現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了敦煌瑰寶的數(shù)字化，打破了時(shí)間、空間的限制，滿足了人們游覽、欣賞、研究等需求。通過(guò)“數(shù)字敦煌”，全球各地的網(wǎng)友都可以360度欣賞石窟，觀看石窟中跨越了北魏、西魏、北周、隋、唐等10個(gè)朝代30個(gè)洞窟壁畫(huà)的高清數(shù)字圖像以及有關(guān)壁畫(huà)的文字介紹，并可以進(jìn)行虛擬漫游體驗(yàn)。2017年9月20日，“數(shù)字敦煌”資源庫(kù)的英文版正式開(kāi)通。截至目前，“數(shù)字敦煌”資源網(wǎng)的全球訪問(wèn)量已達(dá)千萬(wàn)人次。此外，采用8K高分辨率技術(shù)拍攝的球幕電影《夢(mèng)幻佛宮》，更給觀眾帶來(lái)了“人在畫(huà)中游”的神奇體驗(yàn)，厚重的歷史，靜態(tài)的壁畫(huà)，在電影中一下子都“活”了起來(lái)。經(jīng)過(guò)30年的不斷實(shí)踐，敦煌研究院不僅形成了一套科學(xué)的敦煌壁畫(huà)數(shù)字化工作規(guī)范，同時(shí)也制定了文物數(shù)字化保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)體系。截至2020年，敦煌研究院共采集高精度洞窟數(shù)據(jù)220個(gè)，加工洞窟整窟圖像156個(gè)，重建洞窟空間結(jié)構(gòu)143個(gè)、彩塑三維45身、大遺址三維7處，數(shù)字化檔案底片5萬(wàn)余張，并制作了210個(gè)洞窟的全景漫游節(jié)目，文物數(shù)字化的數(shù)據(jù)總量超過(guò)了300TB。

圖3 工作人員對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)采集

數(shù)字化文物保護(hù)，道路明確、痛點(diǎn)明顯

然而在石窟的數(shù)字化保護(hù)過(guò)程中，也存在以下幾方面的挑戰(zhàn)：第一，文物數(shù)字化數(shù)據(jù)保存的時(shí)間長(zhǎng)，需要海量存儲(chǔ)且長(zhǎng)期穩(wěn)定。以壁畫(huà)數(shù)字化為例，目前壁畫(huà)采集分辨率為300DPI，將莫高窟4.5萬(wàn)平方米壁畫(huà)全部數(shù)字化，再經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)圖像軟件處理加工，最終莫高窟壁畫(huà)數(shù)字化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)將帶來(lái)巨大的數(shù)據(jù)增量和長(zhǎng)期存儲(chǔ)需求。第二，要在統(tǒng)一架構(gòu)上展示海量信息，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要可持續(xù)擴(kuò)容。目前，敦煌研究院的壁畫(huà)數(shù)字化工作已完成高精度洞窟數(shù)據(jù)采集220個(gè)，要想在不改變系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，在未來(lái)實(shí)現(xiàn)735個(gè)現(xiàn)存洞窟的海量信息全部展示，需要可持續(xù)擴(kuò)容的存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行支持。第三，存儲(chǔ)擴(kuò)容中缺乏統(tǒng)一文件管理系統(tǒng)，容易造成多個(gè)數(shù)據(jù)孤島。過(guò)去敦煌莫高窟文物數(shù)字化數(shù)據(jù)的持續(xù)大量增加需要存儲(chǔ)持續(xù)、頻繁擴(kuò)容，但因?yàn)槿狈y(tǒng)一文件管理系統(tǒng)，導(dǎo)致每擴(kuò)容一次就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)管理難度大、操作復(fù)雜。第四，數(shù)據(jù)需要主備容災(zāi)，但帶寬有限。敦煌石窟作為重要的文化遺產(chǎn)，其文物數(shù)據(jù)在穩(wěn)定性和安全性上有特殊需求，為了應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)意外損壞和丟失的情況，需要建立主備容災(zāi)機(jī)制。而敦煌石窟與蘭州的備份中心之間，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)帶寬難以承載海量文物數(shù)據(jù)的傳輸。

圖4 壁畫(huà)實(shí)際尺寸5m×3.3m（采用300DPI的1000多張照片拼接而成）

鑒于此，敦煌研究院攜手華為共同探索，以尋找出更有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及保護(hù)方案。最終，華為的OceanStor海量存儲(chǔ)方案成為了解決痛點(diǎn)的關(guān)鍵。該方案包括主備兩套系統(tǒng)：主存儲(chǔ)采用15個(gè)節(jié)點(diǎn)提供TB級(jí)的可用容量，備用存儲(chǔ)采用15個(gè)分布式存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了重要數(shù)據(jù)的兩地存儲(chǔ)及永續(xù)保存。同時(shí)，該系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)在多次擴(kuò)容后，所有文件能夠在同一個(gè)資源池中進(jìn)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一運(yùn)維及統(tǒng)一使用，滿足了文物數(shù)據(jù)資源的保護(hù)存儲(chǔ)、利用共享以及安全防護(hù)的各項(xiàng)需求。在2020年年末舉辦的“全球數(shù)據(jù)存儲(chǔ)教授論壇”上，敦煌研究院副院長(zhǎng)蘇伯民（現(xiàn)為敦煌研究院院長(zhǎng)）在以《敦煌石窟科技保護(hù)與成果應(yīng)用》為主題的演講中介紹：“目前，數(shù)字敦煌項(xiàng)目利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像技術(shù)，已實(shí)現(xiàn)了敦煌石窟文物的永久保存、永續(xù)利用，打破了時(shí)間、空間限制，滿足了人們游覽、欣賞及研究等需求。未來(lái)，研究院還將建設(shè)敦煌數(shù)字博物館，用更多呈現(xiàn)方式來(lái)表現(xiàn)敦煌藝術(shù)，而這些均需底層數(shù)據(jù)提供更好的支持。為此，從2019年開(kāi)始，敦煌研究院與華為等多家高科技企業(yè)合作，在文物的信息化建設(shè)，敦煌文物數(shù)字資源多樣化展示方式的研究，以及智慧導(dǎo)覽與服務(wù)等方面持續(xù)努力，探索出了一條文化與科技深度融合之路?！睆奈奈锉Ｗo(hù)到展示呈現(xiàn)，再到藝術(shù)創(chuàng)新，對(duì)符號(hào)的提取和轉(zhuǎn)譯，對(duì)內(nèi)容的闡釋與傳播，對(duì)時(shí)空的融合與再造，敦煌研究人員借助科技手段走出了一條文化弘揚(yáng)與創(chuàng)新的實(shí)踐之路。華為也將為數(shù)字敦煌的持續(xù)創(chuàng)新，提供最好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，以釋放數(shù)據(jù)價(jià)值，為數(shù)字敦煌展現(xiàn)勃勃生機(jī)、點(diǎn)亮數(shù)字文明進(jìn)行不懈努力。