基于平均梯度的大幅壁画拼接图像清晰度评估研究

图像拼接技术(Image Splicing)是数字图像处理的关键技术之一,在大幅壁画采用正射散点(Orthophoto Scatter-ing)的方法采集后,通过图像拼接技术形成大幅壁画数字图像,为确保拼接图像与原始拍摄图像的质量偏差在可控范围内,需对壁画图像清晰度进行评估。论文采用平均梯度(Average Gradient,AG)算子对图像清晰度进行计算分析,并设计了大幅壁画拼接图像清晰度评估流程;通过划分梯度的方式来表征局部图像清晰度层次,对壁画图像清晰度进行递增和递减运算,得出壁画原始拍摄图像清晰度真值,通过对不同洞窟体积、建筑结构、壁画面积和壁面曲率壁画原始图像平均梯度值计算,确定了壁画原始图像平均梯度值的区间;提出了拼接融合图像平均梯度值的获取方法。以莫高窟第172窟大幅壁画数字图像为例,开展评价函数计算实验,分析比对原始图像平均梯度值与拼接融合图像清晰度值的差异,实验结果表明:平均梯度算子作为客观评价指标,在壁画拼接结果的清晰度评估方面具有可行性。

基于近红外高光谱技术的敦煌莫高窟壁画起甲病害风险评估方法

针对敦煌莫高窟壁画起甲病害的发生发展过程,本实验采取了近红外高光谱技术进行分析和评估。高光谱技术由于其非接触、光谱信息丰富能够无损地应用于壁画的病害检测上。首先通过高光谱成像系统采集不同起甲病害程度下的壁画高光谱图像,提取出壁画从未发生起甲到碎片脱落的病害周期内各个阶段对应的光谱信息,从而建立起甲病害光谱数据库;然后分别使用偏最小二乘回归(PLSR)、主成分分析与支持向量机、主成分分析与人工神经网络三种评估模型对此光谱数据库进行训练,并且通过平均误差、决定系数的大小决定评估模型的优劣。实验结果显示PLSR取得了较好的评估结果,同时利用PLSR评估模型中的加权回归系数得到光谱中的重要波段;之后运用PLSR评估模型对未标注风险情况的壁画进行逐像素点的病害风险评估,获得壁画的起甲风险评估图。实验结果显示基于近红外高光谱技术能够对敦煌壁画起甲病害进行风险评估。

莫高窟第3窟壁画制作材料与工艺的无损检测分析

本研究采用高倍数码显微镜、拉曼光谱仪、X-荧光光谱仪、光纤光谱仪等便携式无损检测手段,对莫高窟第3窟壁画制作材料和工艺进行了初步分析。结果显示,高倍数码显微镜可观察壁画的表面的微观特征,X-荧光光谱仪可检测出颜料中的特征元素,拉曼光谱仪、光纤光谱仪分析中通过与标准图谱的比较,能够确定颜料的化学成分。因此,多种无损分析方法的联合运用,可取代原有的取样分析,达到对壁画制作材料、工艺认知的目的,减少了对文物本体的直接干预。

石窟壁画可溶盐破坏过程的实验室模拟研究

石窟壁画是十分珍贵的文化遗产,但是其保存一直受到可溶盐及相关病害的威胁。研究石窟壁画可溶盐破坏过程是治理和预防这类病害的基础工作,深入的基础研究既需要全面的现场勘测,也需要实验室的模拟研究,能否制作出反映实际情况的试验样品仍然是十分艰巨的挑战。为此,作为一系列应用基础研究的第一步,通过对敦煌莫高窟壁画典型制作工艺和病害情况的调研,在敦煌研究院工作的基础上,规范地制作出便于实验室研究的模拟样品。通过对样品的破坏循环实验表明,所做样品可以重现可溶盐的迁移过程、分布状况和破坏情形。同时,样品的各种性能变化参数能够比较方便准确地测定,呈现的病害状况基本符合文物现场的实际现象,初步实现了石窟壁画病害的实验室模拟研究。本工作建立的模拟方法为深入开展壁画保护的基础科学研究开辟了一种途径。

莫高窟壁画疱疹病害的微观形貌和成分研究

目的研究壁画疱疹盐分或元素的分布规律,为病害治理提供依据。方法使用扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)对疱疹表面的微观形貌、结构及成分进行分析。结果 SEM研究结果表明,疱疹表面被粘土质包裹,其核心部分为无机结晶盐,从部分疱疹剖面可观测到立方体或者近立方体形态的无机盐晶体。FESEM及EDS分析结果显示,大部分疱疹盐结晶的主要成分以Na、Cl元素为主,少部分疱疹中含有Mg、Ca、S等元素。另外,疱疹中Na和Cl以及S和Ca元素具有良好的比例对应关系。结论莫高窟壁画疱疹中的无机盐主要由易溶盐Na Cl构成,少量疱疹还含有CaCl_2、MgSO_4、CaSO_4等可溶盐或中溶盐。

莫高窟壁画疱疹病害调查研究

盐害是莫高窟壁画病害的一种主要形式。疱疹盐害壁画,莫高窟多个洞窟均有分布。调查表明,莫高窟492个有壁画的洞窟中,有38个洞窟存在面积不等的疱疹病害,总面积约126平方米。有76%的疱疹病害洞窟处于底层洞窟。疱疹类型多样,经调查研究,按照疱疹的外貌、大小、分布特点等,对疱疹类型进行了分类、命名。绝大部分的疱疹分布呈规律性,表明疱疹病害的形成与水的侵蚀、流向有密切关系。通过本次调查研究,掌握了莫高窟壁画疱疹病害的分布面积、分布特点,对进行莫高窟壁画盐害机理及盐分活动规律研究,以及采取对盐害壁画的保护措施具有重要意义。

敦煌莫高窟保护中的主要环境问题分析

莫高窟保护面临的主要环境问题有洞窟围岩裂隙，洞窟壁画酥碱，壁画退色，风沙对壁画、塑像的磨蚀以及积沙对洞窟的掩埋等。这些问题的产生都是窟区自然环境和人为活动作用的结果。因此，要治理这些不利于石窟保护的环境问题，就必须整治窟区环境。

仿爱夜蛾成虫对敦煌莫高窟模拟洞窟壁画的选择趋性

为探明仿爱夜蛾Apopestes spectrum对莫高窟壁画的损害过程,给壁画病害昆虫的有效防治提供科学依据。本文结合莫高窟洞窟的微气候环境监测,在置于莫高窟第53窟中模拟洞窟中观察了仿爱夜蛾成虫的空间分布特点及其对不同颜料壁画的选择趋性。微气候环境监测结果表明,在8-9月仿爱夜蛾成虫发生高峰期,模拟洞窟内和莫高窟第53窟内的平均温度分别为17.97℃和18.02℃,相对湿度分别为37.04%和37.13%,两者非常接近,说明模拟洞窟可以较好地模拟自然洞窟内的气象环境条件。空间分布观察结果表明,仿爱夜蛾在模拟洞窟内不同方位壁画表面的分布数量差异较大,其中在南壁上部和东壁两侧分布数量最多,而在底部、顶部和西壁上部分布数量最少。不同颜料壁画选择趋性测定结果表明,仿爱夜蛾成虫对不同颜料壁画的选择偏好差异明显,其中在靛蓝、铁红和墨壁画色块上的数量最多,其次为铅丹和石绿色块。Pearson相关性分析显示,壁画颜料明度与其表面仿爱夜蛾的分布数量呈极显著负相关,表明壁画颜料明度是影响仿爱夜蛾成虫对不同颜料趋性的重要因素之一。本研究对于其他石窟寺病害昆虫损坏壁画机理研究具有重要的借鉴意义。

莫高窟崖体可溶盐分布特征研究

通过对莫高窟崖面不同高度取样,运用经典溶液化学的研究方法,调查研究莫高窟崖体中所含硫酸钠(Na2SO4)和氯化钠(NaCl)以及中溶盐硫酸钙(CaSO4.2H2O)的分布。经过水化学分析,浸出液的水化学类型主要为SO4.Cl—Ca.Na型,离子为引起壁画疱疹、粉层起甲、颜料层粉化、颜料层片状脱落、壁画地仗酥碱的主要成分。同时,查明了莫高窟崖体物质组成,数据显示,崖面砾岩以大孔隙为主,渗透性变化范围广,有利于盐分溶液渗透。分析结果表明,莫高窟崖体上盐分随高度的分布规律受地表淋滤下渗和历史上风积沙掩埋期的毛细上升等综合因素影响,且后一种作用引起的盐分聚集有可能是底层洞窟壁画病害的主要原因。

莫高窟壁画文创产品隐喻设计方法研究

为促进莫高窟文化的传承与创新,增强用户与莫高窟文创产品间的情感共鸣与体验互动,文章基于隐喻理论的修辞思维模式,提出了表征隐喻、操作隐喻、情感体验隐喻的产品隐喻设计三层级,再结合隐喻相似性特征明确了从产品始源域到文化目标域的映射方法,最终构建了文创产品隐喻设计模型,并应用于莫高窟文创产品设计实践中。文章从认知相似性的视角为“用户”“文创产品”与“文化”之间探索了认知沟通路径,有助于用户在观察产品、操作产品和体验产品的过程中深度认知莫高窟文化,为莫高窟文创产品的情感与体验设计拓展了新的思路与方法。

损坏敦煌莫高窟壁画的害虫——仿爱夜蛾的生活习性与防治研究

本文记述了仿爱夜蛾的生存环境、形态特征、生活史及习性 ,分析了其对敦煌莫高窟壁画的严重危害 ,提出了以营林、物理机械、生物、化学等为主的综合防治手段 ,并为深入研究该虫排泄物对石窟颜料。

敦煌莫高窟第294窟须达拏太子本生故事画研究及相关问题

本文首先对敦煌莫高窟第294窟顶西披、南披部分壁画进行考释,确定此画是须达拏太子本生,依据《太子须达拏经》绘制。进一步对敦煌石窟中的须达拏太子本生画进行梳理,重点对第423、427等窟的此内容进行考释,并将第294窟须达拏本生画中现存的榜题与敦煌文书中此故事的榜题写本进行比较。

再论敦煌石窟中的于阗国王与皇后及公主画像——从莫高窟第4窟于阗供养人像谈起

莫高窟第4窟东壁门南于阗皇室供养人画像的身份分别是于阗国王尉迟苏罗及其皇后阴氏、两位于阗公主及两位婢女。榆林窟第31窟甬道北壁所绘的男女供养人像也是尉迟苏罗与阴氏夫妇。莫高窟第4窟内其他汉装男女供养人像可能均为敦煌阴氏家族的成员,此窟可能是于阗皇室与阴氏家族共同开凿的一个洞窟。莫高窟第4窟与榆林窟第31窟建成的时间,都在北宋初期尉迟苏罗继位为于阗国王之后。

古代敦煌龙王信仰及其图像研究

龙王是佛教中重要的护法神。唐宋时期敦煌十分流行龙王信仰。龙王有施雨的作用,对于处于干旱地区的敦煌来说,雨水具有特别重要的意义。敦煌古代艺术中有各种形象的龙王。五代至北宋初期敦煌石窟流行一种新的佛教造题材《龙王礼佛图》。

莫高窟壁画地仗土-水特征曲线的测定与拟合

壁画的病害对壁画的长期保存和日常维护造成了极大的威胁,水带动易溶盐的迁移是导致壁画病害最主要的原因之一。地仗层作为壁画最直接的载体,其土-水特性关乎着壁画病害的形成与发育。为了研究壁画地仗层的土-水特性,根据莫高窟壁画地仗的物质组成制作了模拟地仗,采用压力板法和蒸汽平衡法分别对模拟地仗进行土-水特性试验,获得了全吸力范围的壁画地仗的土-水特征曲线,并用Van Genuchten(VG)模型和Fredlund-Xing(FX)模型对土-水特征曲线进行拟合。试验结果表明:不同组分的模拟地仗试样的土-水特征曲线有所差异,粗泥层与细泥层土-水特征曲线形态上差异并不明显;同等吸力下粗泥层含水率高于细泥层,在高吸力段粗泥层具有突变性释水的特点;对高吸力段地仗试样土-水特征曲线变化趋势的分析表明,在日常维护中莫高窟洞窟内湿度不应高于58%,湿度宜保持稳定,不应有较大波动;综合全吸力段上的试验数据进行拟合可以获得精度较高的壁画地仗的土-水特征拟合曲线。

莫高窟第17窟壁画主题浅探

敦煌莫高窟第17窟壁画内容,表达的是高僧圆寂主题。其拄杖具有禅宗高僧教导徒众教具的意味;所绘日常用具、侍女,体现了"事死如事生"的丧葬观;所谓"树下美人"图像,其来源受到了古代印度和中国本土早先神树崇拜、生殖崇拜的影响,可谓中印文化在此点上的交融汇合。文章还对拄杖、团扇、双树和绶带鸟等绘画元素,双鹿祥瑞图像,"双履"进行了分析,进而认为:第17窟壁画显示了禅宗高僧在往生西方世界过程中的行头和愿望表达,以及与世俗生活割舍不断的联系。

敦煌研究院藏王子云、何正璜夫妇敦煌资料目录

1942年6月—1943年5月,王子云率西北艺术文物考察团在敦煌进行了古迹拍摄、壁画临摹、文物收集等工作。1991年,王子云家属向敦煌研究院捐赠当年绘制的崖面全景图1幅;2000年又捐赠壁画临品41幅、西北写生5幅、1953年拍摄的新疆石窟照片168张;本馆还藏有1953年王子云临摹的克孜尔壁画2幅。本文对其中44件敦煌、克孜尔石窟资料和5幅西北写生资料进行了整理。

硫酸钠相变及其对壁画危害的实验研究

膨胀盐类在工程上常造成较大破坏,莫高窟壁画盐害问题就是其中一种,因多年来一直没有透彻的认识,影响了病害的有效治理。通过总结前人成果并进行相关实验,指出硫酸钠结晶与非结晶相变引起体积膨胀是壁画盐害的最主要原因。含硫酸钠土层(以地仗层为代表)的松胀变化与温度和湿度两个因素有关。温度从高到低,硫酸钠结晶,体积膨胀,反之体缩;硫酸钠湿度从高到低,硫酸钠结晶,反之体缩。如果通过实验找到某个温度和湿度,使硫酸钠处于非结晶状态,然后保持温度和湿度恒定,就可以避免硫酸钠相变,对壁画的损害也将停止。研究结果可推广到受盐害影响的房屋、道路、机场等的损伤机理分析。

在敦煌居留的于阗人的法华信仰

中国中古时期于阗与敦煌两地都十分流行法华信仰。五代宋初时有不少于阗人在敦煌居留,在当地留下了关于法华信仰的一些遗存。

莫高窟隋唐壁画“葫芦琴”乐器的真实性问题探讨

莫高窟中所见"葫芦琴"为仅有出现在该窟中的乐器,在全国其他石窟中不见。笔者曾在《交响》《音乐研究》中从其形制、源流、经变表现及相关问题展开了详细深入的论述与探讨。然"葫芦琴"为壁画中的图像乐器,在壁画的绘制过程中,是否存在艺术想象的成分?笔者试图从音乐的礼佛供养、乐器的绘制缘由、画工的音乐修养、佛教本土化过程中借用民间乐器等情况,对敦煌壁画"葫芦琴"乐器的真实性问题进行辩考说明。