流失海外敦煌文物数字化复原项目概述

为贯彻落实习近平总书记在敦煌研究院座谈时的讲话精神,“通过数字化、信息化等高技术手段,推动流散海外的敦煌遗书等文物的数字化复原,实现敦煌文化艺术资源在全球范围内的数字化共享”。敦煌研究院成立“流失海外敦煌文物数字化复原”项目组,论证了流失海外敦煌文物数字化复原的总体目标、实施原则、数字化标准、数字资源获取模式和实施步骤等内容。

壁画类文化遗产的数字化发展--以敦煌莫高窟为例

敦煌莫高窟壁画数字化是数字遗产领域影响较大的项目,数字化工作较有典型性——通过数字化技术最终让文化遗产活起来,传承其承载的文化内涵。敦煌莫高窟通过与国内外的合作,完成了各项科研攻关,最终形成了一整套敦煌石窟数字化的方法和规范流程,拥有多项关键技术。后来又以科研单位为依托,发挥企业平台,将科研成果充分转化,形成科研与服务的新模式。壁画类遗产数字化的采集、处理、存储等关键技术的研究,壁画数字化成果价值的深入挖掘,数字化成果在学术研究、数字展览和文创产品的开发等领域的应用,都是值得探讨和期许的。

“数字敦煌”资源库架构设计与实现

本文综合考虑满足高性能、高可用、可扩展和安全等需求,设计了从底层平台硬件至上层用户功能的分层架构,采用了动态资源与静态资源分离、应用服务器与数据库分离、负载均衡和数据库主从复制、缓存、应用拆分和压缩等技术,实现了“数字敦煌”资源库的系统功能,并优化和提高了性能;开发了高精度图像快速浏览、洞窟空间结构构建、元数据存储与检索等主要功能,最终“数字敦煌”资源库通过互联网和移动互联网展示,达到全球共享的目的。

多元异构的数字文化——敦煌石窟数字文化呈现与展示

本文结合敦煌研究院成功的数字展示案例和"一带一路"文化旅游的需求,通过现有大量的敦煌石窟数字化资源转化为多元的可视的数字化成果,使不可移动文物突破物理空间和地域局限,走出文物本体环境,面向国内外,以新的展示环境、新的视觉表达、新的文化旅游模式呈现在公众的面前,精心组织、合理布局、科学设计,以虚拟和现实相结合,以艺术和高科技相融合,从而营造一个全新的多元异构的数字文化。

多阶段堆叠融合下的敦煌壁画修复

为解决敦煌破损壁画修复难的问题,提出一种多阶段堆叠融合下的壁画修复模型,在第一阶段进行粗修复以及最大化地进行所需特征信息的提取时采用Unet结构,为增强该阶段的修复效果,又加入对抗网络(LsGan);在第二阶段进行精细化修复,主要修复纹理以及细化遮挡区域,引入多头连接和多尺度分支堆叠模块并对其进行改进,对壁画进行多阶段信息提取并对其进行融合;最后为了修复全局细节,采用大感受野的编解码器结构并且引入轻量级通用可视化(Mobile ViT)模块,同时分离了壁画图像的通道并进行分析,引入对通道不敏感的极化注意力。实验结果表明,该模型很好地解决了壁画纹理以及细节修复的难题,相较于所选修复算法最优数据,在掩码面积为5%~20%时,峰值信噪比提高了3.312,在掩码面积为5%~80%时,平均峰值信噪比提高了1.02。

李贞伯等拍摄敦煌石窟影像档案的内容及价值

敦煌研究院有4万多张石窟影像档案资料,经过多年整理陆续进行数字化扫描后现已经保存于敦煌研究院数据库。从2021年开始我们对之前尚未整理的8000余张不同介质的敦煌石窟影像档案进行了整理。这8000余张石窟影像档案是20世纪50年代初至80年代末李贞伯与其他同事拍摄的,其内容主要为敦煌石窟艺术及常书鸿先生等莫高窟守护者们在敦煌石窟保护、研究、弘扬等各方面的影像档案记录,是研究敦煌石窟壁画保存状况、自然演变、敦煌研究院发展历程的重要参考资料。

莫高窟第172窟北壁建筑图像的三维数字化呈现

莫高窟第172窟北壁的建筑图像是敦煌壁画中最具盛唐建筑风格的典型代表作。本研究以探索敦煌壁画中二维建筑图像三维数字化呈现的方法为目标,以第172窟北壁中央的前殿图像为例,综合利用史料文献和实证材料,进行基于有限数据资料与结构逻辑推导的推测性研究,并集成运用图像处理软件(Adobe PhotoShop、Adobe Illustrator)和三维建模软件(SketchUp、Rhino),建立了第172窟北壁中央前殿的三维彩色模型,实现了壁画中的建筑图像从二维到三维的虚拟转变,相对科学、客观地再现了壁画中的建筑形象。通过3D打印等快速成型技术和虚拟投屏等展示利用手段,深度挖掘技术成果价值,扩展了壁画遗产的价值阐释与展示深度,带给观者超现实的空间体验。

敦煌石窟海量数据无差错传输系统的设计与开发

本文针对敦煌石窟数字化海量数据在实际工作数据传输过程中出现的问题,认为海量数据无差错传输技术,在敦煌石窟数字化过程中是非常重要的一项技术。敦煌石窟海量数据无差错传输系统的设计与开发,为了开发出实用性强的软件,首先针对敦煌石窟壁画数字化工作流程、分析摄影采集、图像处理和数据存储各阶段的特点,提出了敦煌石窟海量数据无差错传输系统的需求;其次,设计了敦煌石窟海量数据传输校验方案,针对敦煌石窟壁画数字化工作流程提出了层级式校验,依据该校验思想,设计了数据校验的整体框架并做了优化,最后设计出数据传输校验的详细模型,确保了数据传输的完整性;最后,基于上述方案,设计并实现了敦煌石窟海量数据无差错传输系统,利用Visual Studio2010开发平台、C++程序开发语言完成系统的开发。此系统已在敦煌壁画数字化工作中实际应用,效果良好。

敦煌莫高窟第72窟劳度叉斗圣变解说

敦煌石窟保存有22铺劳度叉斗圣变,该经变通过生动的故事情节宣传邪不压正的思想,深受民众喜欢。榜题是研究敦煌画的重要材料,莫高窟第72窟劳度叉斗圣变保留有部分榜题文字,本文根据数字化高清图对画面与榜题进行了考察,在前人基础上识读出更多画面内容与榜题文字,为今后进一步研究提供更为准确的材料。

基于激光点云的敦煌洞窟空间信息重建

本文针对敦煌石窟壁画数字化图像的形变问题及洞窟空间信息缺失情况,提出基于激光点云的洞窟空间信息重建方法。此方法以三维扫描仪采集到的洞窟点云信息为基准,结合强度图像,实现高分辨率壁画图像与洞窟三维空间的位置关联,并定位纠正壁画图像。本方法已在敦煌石窟壁画数字化实际工作中得到了应用,实现了多个洞窟的三维重建及单幅采集图像和整幅拼接图像的定位纠正与测量,其精度能满足文化遗产保护工作的需求。

敦煌壁画艺术元素提取与应用

本文通过梳理敦煌艺术元素的种类和关系,分析敦煌石窟壁画艺术元素的特点,挖掘其蕴含的形式美与文化内涵,总结提取与转化的方法,从造型构图、意蕴传达、呈现方式等三个方面阐述敦煌艺术元素在视觉传达中的应用。

体感技术在敦煌艺术交互展示中的应用初探

博物馆及文化遗产地的数字化工作日益成为文物本体保护和文化弘扬的重要一环。近年来体感技术的迅速发展为文化遗产地的数字化保护与展示提供了新的思路,结合体感技术开发的计算机程序展示敦煌石窟,具有表现力强、交互性好、操作简单等优点。本文结合Kinect与Leap Motion两种体感设备,介绍了体感技术在敦煌数字化展示的几类应用,并简单阐述了其实现过程。

无线网络深度覆盖技术在石窟寺保护利用中的运用——以敦煌莫高窟为例

针对莫高窟在保护利用数据传输过程中出现的问题与发展趋势,提出了利用无线网络深度覆盖技术构建数据传输平台,解决莫高窟大型洞窟内保护利用数据无法传输的问题。为构建实用性强的传输平台,采取了如下措施。首先,针对莫高窟保护利用各项业务数据采集、传输模式、传输机制等各阶段特点,提出了基于无线网络深度覆盖技术构建数据传输试验平台的需求;其次,设计了试验平台构建方案,依据莫高窟洞窟分布与建筑形制确定了试验平台构建位置。结合莫高窟目前无线网络覆盖现状,通过选型分析确定了无线网络深度覆盖关键技术,并应用该技术构建试验平台;最后,对试验平台无线信号覆盖范围、信号强度、传输性能、安全性等进行验证,确保数据传输的完整性与连续性。此试验平台已运行一年有余,应用效果良好。

浅析敦煌无明代开凿石窟及绘塑遗存的原因

敦煌从明朝取得河西到清康熙经略西域复建敦煌340余年间,主要处于明朝置卫间接管控时期(1372—1516)和吐鲁番政权统治的“后明时代”(1516—1715)。明控关西七卫时期,特殊卫所治下敦煌石窟还略见礼佛朝拜活动,吐鲁番统治时期因人口迁徙和宗教信仰的改变,敦煌石窟未见任何营建活动,形成了敦煌莫高窟较长时间无营建的空窗期,也结束了千年莫高窟营造开窟的历史,本文通过对明代敦煌地区政治、经济及宗教信仰情况的梳理,讨论莫高窟没有明代开凿石窟绘塑遗存的原因。

基于自适应图正则化与联合低秩矩阵分解的数字文化遗产多标签众包答案聚合方法

多标签答案聚合问题是通过融合众包收集的大量非专家标注来估计样本的真实标签,由于数字文化遗产数据具有标注成本高、样本类别多、分布不均衡等特点,给数据集多标签答案聚合问题带来了极大挑战。以往的方法主要集中在单标签任务,忽视了多标签任务的标签关联性;大部分多标签聚合方法虽然在一定程度上考虑了标签相关性,但是很敏感地受噪声和离群值的影响。为解决这些问题,提出一种基于自适应图正则化与联合低秩矩阵分解的多标签答案聚合方法AGR-JMF。首先,将标注矩阵分解成纯净标注和噪声标注两部分;对纯净标注采用自适应图正则化方法构建标签间的关联矩阵;最后,利用标注质量、标签关联性、标注人员行为属性相似性等信息指导低秩矩阵分解,以实现多标签答案的聚合。真实数据集和莫高窟壁画数据集上的实验表明,AGR-JMF相较于现有算法在聚合准确率、识别欺诈者等方面具有明显优势。

石窟寺大幅曲面壁画数字化误差控制方法研究——以莫高窟第148窟窟顶为例

精确控制壁画图像的拉伸和形变误差对确保文物数字化大幅曲面壁画信息数据的完整性和可靠性至关重要。本文以莫高窟第148窟窟顶大幅曲面壁画的数字化工程实施为例,探究通过运用三维扫描技术和二维图像拼接技术的高度融合方法,在保证精度和色彩还原的前提下,利用三维扫描获取的三维模型数据,结合多元化的技术手段,有效地控制图像拉伸和形变程度,提高大幅曲面壁画的数字化成果质量。

敦煌艺术经典

窟顶的藻井中央在绿色背景下表现水波纹,中央绘双重卷瓣莲花,花瓣呈翻卷状,较为特别。藻井的边饰部分以忍冬纹的不同组合呈现,最外层绘云气纹。内层三角形岔角以火焰纹装饰,外层的岔角绘莲花忍冬纹。莲花忍冬纹的组合形式具有浓郁的南朝造型特征。藻井外围绘两重垂幔,模拟华盖的样貌,造型简洁,自然延展至四披。藻井整体清爽舒朗,体现了西魏时期的中原传统艺术对敦煌壁画整体绘制风格的影响。

敦煌艺术经典

藻井中央绘双层覆莲,周围环绕飞天、伽陵频迦以及祥禽瑞兽,形态生动。中心以石绿地色为主,周围搭配以土红、石青、深绿等色,是典型的隋代用色风格。四周边饰以联珠纹为主,这一重要纹样题材来自波斯,莫高窟壁画中隋代中期开始流行,联珠构成的圆环内通常饰有不同的题材纹样:翼马、狩猎、团花等等。这幅藻井图的联珠纹中主要描绘的是孔雀。垂幔部分以线造型的十字结构忍冬团花纹和对叶忍冬纹装饰,四角各绘一莲花化生。

敦煌艺术经典

供养人莫高窟第61窟东壁五代莫高窟第61窟是五代时期曹元忠的功德窟。此窟在东壁南侧画出了曹氏家族的女供养人.第一身为曹议金(曹元忠之父)的回鹘夫人,第二身为曹元忠姊,即嫁给甘州回鹘可的天公主。

敦煌艺术经典

藻井莫高窟第272窟北凉藻井,原指殿堂建筑内的顶部结构,以木条构成方形,层层叠进,结构繁复。石窟中往桎在窟顶中心以仿木构建筑的形式绘出(或塑出)藻井。莫高窟第272窟藻井位于顶部中央,浮塑出正方形结构,井心又有两层方形桁条分别转45度角叠进。藻井中心绘士大莲花,由于褪色的原因,目前只可见黑白分明的圆环,外层的三角形岔角中绘制火癔纹和对叶忍冬,外缘边饰两方连续忍冬纹。忍冬纹有连环套叠、波状骨架等不同的姐合形式,装饰丰富多变。藻井四角各有一身半裸的飞天,手臂舒展而有力,肢动态较有力量感,飞天体形健壮,反映了传自印度的造型艺术风格。