数字化技术在殷墟文化遗产保护与开发中的应用研究.docx

数字化技术在殷墟文化遗产保护与开发中的应用研究 张云彦摘 要：殷墟文化遗产是全人类文明的宝库，具有很强的地域性特征，是不可再生的人类财富，对其进行数字化保护与开发具有重要的现实意义文章运用文献分析、实地考察、技术探索等多种研究方法，分析历史文化遗产数字化的优势与可行性，有针对性地对数字化技术的应用案例和步骤进行探索，根据殷墟文化遗产保护与开发现状提出数字化的保护开发路径，并探索数字化应用过程中可能遇到的问题及其解决办法一方面应用数字化技术对文化遗产进行更好的记录和保护;另一方面，在提升博物院的文化体验的同时，通过多方式、平台与技术促进殷墟文化的传承与创新关键词：文化遗产;数字化保护;逆向工程;三维扫描;3D打印基金项目：本文系安阳市社会科学规划课题（ASKG20148）研究成果文化遗产是不可再生的历史文化资源，是国家文明的“金色名片”运用科技的力量加强殷墟文化保护、修复和开发利用，对传承和弘扬中华民族优秀传统文化，提升国民文化素养，增强民族凝聚力，具有重要意义保护和开发是历史文化遗产不可分割、紧密相连的两个方面，数字化技术使保护和开发两方面更加紧密相连，更加有利于其在“保护中开发，在开发中保护”。

目前，对数字化技术在文化遗产保护与开发中的应用研究方面，学者周明全等分析介绍了常用的数字化技术及其设备与工作原理，并阐述文物修复的基本方法[1];学者刘杰等对3D打印技术在文物修复方面的可行性方案进行探索，并提出基本的修复工艺步骤[2];学者王海南以贵州少数民族文化为例，研究逆向工程技术在文化遗产保护中的应用[3];学者刘文怡等通过对陕西历史博物馆的一件隋代文物残缺损失部位的修复，阐述修复流程及方法过程，并证明三维扫描和快速成型技术在文物修复中的强大优势[4];学者雷蔓等以布艺工艺品为例，提出数字化技术应用能够有效缩短开发周期、提高产品质量，为民族工艺品的数字化保护与开发提供了新途径[5]这些文献都为本课题的研究与开展提供了参考，将在此基础上研究数字化技术在殷墟文化遗产的保护与开发中的应用一、数字化技术在殷墟文化遗产保护与开发中的优势（一）殷墟文化遗产数字化保护的优势数字记录与数字保存有利于殷墟文化遗产保护的整体性，建立永久档案和数据库是文化遗产保护的重要策略;利用逆向工程、3D建模、虚拟现实等技术，实现数字再现与复原首先，利用三维扫描技术将艺术品、文物、建筑等进行数字化，生成数字模型库，建立数字博物馆。

其次，对于变形严重、破损面积较大的文物，数字化修复是较好的保护方法，可减少对文物的二次伤害，对缺损部分的制作都可在与文物非接触的情况下完成再次，数字化技术也为碎片文物的拼合提供创新方法，将碎片进行编号后扫描、建模、打印，然后进行拼合处理，减少试错及对原件的损坏二）殷墟文化遗产数字化开发的优势数字化技术为殷墟文化资源的产业化开发提供了广阔空间，可在不破坏文化遗产原貌的状况下大力开发其文化价值与经济价值;数字化、网络平台可实现殷墟文化最大限度广泛共享数字化技术在殷墟文化遗产中的运用，可以贯穿文物发掘、修复、保护与宣传等整个过程首先，在文物发掘初期，通过探测器与扫描仪获得文物的摆放、位置情况，便于考古专家开展工作，减少对文物的伤害，且利于对遗址建筑形态的探索与数字成影其次，数字可视化的采集过程、修复与保护措施都可制作成影像资料，供研究者、学者参观学习，使文物资料动起来最后，数字化技术也会扩大殷墟文化遗产的传播途径，全方位多角度展示文物，加强互动性，增强游客的文化体验感二、关键的数字化技术探索（一）数字化技术在文化遗产保护中的应用范畴1.修复保护运用数字化技术获取文物的三维数据，并逆向推出破损文物缺失部分的数据，进行三维建模，再运用3D打印技术进行快速成型，实现对文物的无接触完好修复，实现文物的基础保护工作。

2.情景再现运用数字摄影、三维信息获取、多媒体及虚拟现实技术等手段还原遗址形貌，创设虚拟情景，再現器物制作的过程，将人们置身于当时的文化氛围中，使观赏者通过一个全新的视角更立体化地感受文化遗产的魅力3.数字管理数字化技术处理是对文化遗产的一种较新型的保护方式，文化遗产内容丰富、形式多样，运用大数据技术实现对各种文化遗产项目相关资料的搜集、整理、记录工作，并通过数据分析技术使工作人员可以准确地找到需要的资料信息尤其在各区域文化遗产保护部门大力建设数据资源库、共享共建情况下，对文化遗产资料管理工作效率的提升起到极大的促进作用4.共享传播在、、微博等智能App的作用下，数字化技术为文化遗产的广泛传播提供了一个较为完整和多样化的渠道更多的普通大众足不出户，就能够更加方便、快捷地了解文化遗产内容、价值及内涵在以新媒体为主的信息传播渠道内，我们每个人都是文化遗产信息的传播者和接收者，有助于文化遗产社会性保护工作的广泛开展二）逆向工程技术逆向工程也称反求工程、反向工程等，可通过各种测量手段获得对象物品的三维数据，再进行几何建模，得到三维数字模型[6]应用在文物修复工作中其工作流程如图1所示，通过三维技术扫描获得文物的空间坐标数据，运用逆向工程技术反推出破损文物的缺失部分，然后进行数据处理得到数字化模型，再选择恰当的材料进行快速成型，根据文物特征进行模型处理，最后进行修补，也可实现对珍贵文物进行复制。

三）三维数据扫描技术三维数据扫描是逆向工程的基础，采集数据的质量直接影响最终模型的质量，也直接影响到整个工程的效率和质量数据扫描也称为产品表面数字化，通过特定的测量设备和测量方法，将物体的表面形状转换成离散的几何点坐标数据[7]四）3D打印快速成型技术3D打印快速成型属于增材制造，其基本原理是：由设计者在计算机上创建三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的二维轮廓，再进行逐层打印[8]通过三维扫描、逆向工程技术后，获得文物的三维数据或者破损部位的数字模型，根据文物特征选择恰当的打印技术與材料五）互联网多媒体技术互联网技术指在计算机技术的基础上开发建立的一种信息技术，简称IT多媒体技术是利用计算机对文字、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互的技术例如应用全息技术、无线影音、动画影视对文化遗产进行辅助呈现，搭建各种网络平台——微博、、公众号、网站等进行定时推送，加强内容建设，运用人们所熟悉的交流方式来宣传遗址文化，使其走进大众生活三、数字化技术在文化遗产保护与开发中的优秀案例及应用步骤（一）案例一：考古发掘现场遗址及文物保护案例与步骤2014—2015年，陕西省考古研究院联合汉阳陵博物馆采用数字化技术，对东阙门遗址的南半部进行考古发掘[9]。

首先，利用数据扫描技术采集空间信息，完整记录遗址区原始形貌;其次，通过红外照相、紫外照相等技术发现遗址地层重要信息;再次，采用非接触式色度计、光谱仪器等设备对遗址初始颜色的色度值进行记录;最后，利用红外热成像和遗址常规调查方法对遗址的保存状况、病害分布情况进行评估，为考古发掘工作的开展提供切实的指导二）案例二：破碎、缺损文物的保护修复案例与步骤以破损兵马俑的修复为例来说明三维扫描、三维建模和3D打印技术在文物修复与保护中的应用步骤[10]首先，对兵马俑各碎片进行无接触三维扫描;其次，对碎片的点云数据进行三维重建获得数字模型;再次，3D打印文物碎片复制品，对其进行拼合探索，并作编号和记录，按照此拼接顺序将兵马俑原件成果拼合;最后，根据逆向工程推出缺损部位的三维数据，对其进行打印、打磨、修复等工序，全部过程如图2所示四、殷墟文化遗产保护与开发现状（一）殷墟文化遗产的文物保护与修复现状殷墟遗址考古发展至今，先后发现了众多商代宫殿宗庙建筑基址、王陵大墓、祭祀坑、聚落遗址、家族墓地群、手工业作坊遗址、甲骨窖穴等，出土的可移动文物种类繁多，数量巨大殷墟宫殿宗庙遗址主要有殷墟发掘史展厅、妇好墓圹展厅、甲骨窑穴展厅、车马坑展厅、殷墟博物馆等陈列展馆;殷墟王陵遗址主要有殷墟车马坑展览馆、殷墟王陵墓葬展览馆、后母戊鼎出土地墓葬展览馆。

整个博物馆工作部门为文物的保护和修复以及文化遗址的建设做出了巨大的贡献殷墟博物馆内破碎陶器已用白石膏修复展示，其保证了器物的完整性，并进行了表面处理，附有纹理凹凸大量青铜器已经过保护性的特殊清理，使其纹饰清晰，结构明了各类玉器也进行了清理保护，并根据其形态特征进行恰当的展示但在调查过程中发现依然有待继续发展和探索的地方，例如：部分已变形的青铜器，完成基础的保护工作后，并未对其进行矫正;甲骨文的展示方式不够生动，游客不能深刻体会其文化内涵;部分文物的展示方式只能看到其中一面，不能全观其貌应将传统的文物修复技艺与数字化技术结合起来，为将来的文物发掘与保护修复提供更恰当的方式二）殷墟文化遗产的开发利用情况研究者实地调查发现，殷墟文化遗址通过绿化和水体环境整治、增建王陵遗址展示区、充实展示内容，已经形成了颇具规模且内容丰富、环境优美的遗址公园然而依托如此丰富的文化内涵和文化空间，殷墟遗址的运营和文化展示现状却不容乐观，客流量并不是特别多调查过程中，研究者着重探索殷墟遗址存在的待继续开发、改善的地方，为数字化技术在殷墟文化遗产开发中的应用提供路径参考1.殷墟景区管理和基础设施不够完善交通可达性、门票售卖厅设置、服务设施和内部游览路线指示方面存在一定的问题，影响旅游的便捷、舒适程度。

入景区处比较空旷，能够吸引眼球的景点较少，博物馆位置偏僻，景区内路线指示、导览不够明了，导致游客容易错看和漏看景点2.殷墟景区遗址展示和解说不能全面深入地表达殷墟文化内涵景区内遗址露天静态展示，博物馆文物以较单一的形式陈列展示，缺乏体验性较强的项目大多独立展柜的精品文物解说只有简单的器物名称，对其年代、功能、造型艺术等均无介绍馆内唯一采用多媒体展示方式的是一部安阳小屯村陶制人头像讲述自身历史的投影短片，但此短片由于设备质量和馆内空间限制影响了播放与互动质量建筑基址所采用的夯土抬高展示方式不能给游客以“画面感”体验，车马坑的展示也缺乏氛围感和代入感甲骨窖穴采用发掘现场复原的展示方式，影响深入的展示效果3.对游客的游后行为未加重视游客忠诚的游后行为包括欣赏和购买旅游纪念品、在网络上分享旅游经历、向亲友推荐以及再次重游博物馆内的旅游纪念品售卖厅位置较偏，空间小形式陈旧，设计品不够新颖，游客的购买欲望较低;景区内多个纪念品售卖亭，设计雷同，缺乏特色;网络购票后不再发放正规门票卡，以小票代替，影响了游客的分享欲望五、数字化技术在殷墟文化遗产保护与开发中的应用路径（一）数字化技术在殷墟文化遗产保护中的应用路径1.运用数字化技术建设殷墟文化遗产数字库在后续的发掘、保护、修复工作中，充分利用三维扫描技术、逆向工程技术和快速成型技术。

一是通过技术应用深入勘测遗址情况，保障发掘工作的顺利开展，减少对文物产生二次伤害;二是根据遗址现状推测其原貌，并进行虚拟还原;三是可对遗址模型进行快速成型，供人们全方位参观和研究这些过程都可记录在册，形成文化遗址数据库，且电子资料归档、搜索、查阅更加方便，为遗址保护工作者和各地的文化研究者提供更良好的服务2.运用数字化技术对破损、变形文物进行保护修复或电子形态展览对破损文物的保护和修复，可采用传统技艺和数字化技术相结合的方法首先进行传统的清理保护，再进行三维扫描获得其点云数据，对其数据进行处理后，运用逆向工程推出缺失部位的三维数据，然后进行3D打印快速成型，最后进行打磨、表面处理和可拆卸黏合对于变形的青铜器文物，为减少对其的二次伤害，一般不进行矫形处理，可以应用数字化技术对其进行扫描、调整数字形态，虚拟还原其形态或打印复制品进行展览二）数字化技术在殷墟文化遗产开发中的应。