科技何以助力敦煌莫高窟再续千年？

中新网北京8月17日电 (记者 应妮) 这里有满壁风动的盛唐芳华、飘逸灵动的飞天仙女、千古流传的九色鹿传说；这里见证东西方文化交汇的重要枢纽，是中华文明几千年不断融会贯通的典范。这里，是敦煌。

敦煌莫高窟标志性建筑九层楼，即第96号窟。敦煌研究院供图

从公元4世纪至14世纪，1000多年间，一代代人开窟造像，成就莫高窟这座举世闻名的艺术宝库，至今仍存735个洞窟、4.5万平方米壁画、2000多身彩塑。今天，在科技手段助力下，敦煌人有信心为莫高窟再续命千年。

“数字敦煌”放眼永久

2016年，“数字敦煌”资源库平台上线，首次通过互联网向全球发布敦煌石窟30个经典洞窟的高清数字化内容及全景漫游；2020年，“云游敦煌”微信小程序上线；2022年底，“数字敦煌·开放素材库”全球开放；今年4月，结合敦煌学研究成果与游戏科技的“数字藏经洞”上线……

如果说“数字敦煌”是莫高窟一张靓丽的数字名片，那么海量数字化采集则是“数字敦煌”的基础。

工作人员在莫高窟第341窟对壁画进行数字化采集。应妮摄

记者日前在莫高窟第341窟数字化采集现场看到，滑轨上的相机镜头在明亮的灯光下自动散点分幅拍摄，一点点采集壁画的局部；窟外盛夏暑气逼人，窟内阴凉寒气入骨，工作人员一待就是一天。采集之后，在敦煌研究院的数字化所办公室，工作人员则须更精细地对图片进行拼接和三维定位修正，或者是彩塑的三维重建。

敦煌研究院甘肃恒真数字文化科技有限公司负责人路育成告诉记者，人工一天能拼接大约20张照片，近两个月才能拼出一个壁面，还要再进行定位纠正，以确保不会发生形变，由此才是最终版。而这还只是平面壁画的工作量。如果是弧面壁画，需要定位纠正的量就更大，相应需要的时间也更多。至于彩塑的三维重建，可以用海量数据来形容，仅仅是第45窟一米多高的主佛雕塑，在电脑软件中重建所用的三角面就有四百多万个；中唐第158窟的涅槃像身长15.6米，三维重建该窟耗时两年，三角面达上亿。

莫高窟第148窟壁画数字化采集现场。敦煌研究院供图

敦煌研究院院长苏伯民介绍，截至2022年底，敦煌石窟完成了近290个洞窟壁画的高精度数字化采集，162个洞窟的全景漫游节目制作和7处大遗址的三维重建等，5万多张历史档案底片的数字化扫描工作。下一步，敦煌研究院还将颁布4项行业标准，并为“一带一路”沿线国家提供技术支撑，助力海外流散文物的“数字化回归”。

千年来，文物每天都在老化。构建一个多元化与智能化相结合的石窟文物数字化资源库，“数字敦煌”放眼于永久保存、永续利用。

科技安防实时监测

“安防升级改造工程的完成，让莫高窟从白天的开放区，直接变身晚上的文物库房禁区。”敦煌研究院保卫处副处长张帅自豪地说。

他介绍，敦煌研究院推进“平安石窟”建设，“一院六地”石窟安防系统的全面联通，初步建成“安全管理平台及安全应急指挥中心”和预防性保护监测预警体系，启动了甘肃省石窟寺监测预警平台一期建设，构建了“信息综合、科学研判、协同管理、主动预防”的石窟安全管理新模式。

敦煌石窟预防性保护监测预警体系。敦煌研究院供图

“一院六地”是指，敦煌研究院同时管理世界文化遗产敦煌莫高窟、天水麦积山石窟、永靖炳灵寺石窟，全国重点文物保护单位瓜州榆林窟、敦煌西千佛洞、庆阳北石窟寺。

即将投入使用的甘肃省石窟寺监测预警平台，对六地进行实时监测。该系统通过航拍比对、全站仪、定点微距摄影、红外感应等多种手段，对地形地貌、崖体、重点区域壁画、塑像稳定性的变化进行了定期和实时监测，并建立了完善的人工巡查制度，制定了规范化表格，实现了洞窟的常态化周期检查、重点洞窟的定期检查和异常事件快速反应核查。

环境监测传感器已经在莫高窟成熟使用，一旦显示哪个洞窟内的湿度超过62%，工作人员就会立即采取限流、通风甚至暂停开放的措施。因为超过这一临界湿度，壁画深处的地仗层就会析出盐分，进而在壁画表面结晶，引起壁画酥碱和破裂。而湿气则来自观众呼吸出来的水汽，和高湿天气时因游客参观而从窟外交换进来的湿空气。

科研创新治病、防病

走进我国文物保护领域首座多场耦合实验室，一眼就看到实验仓中四个大土块，均被厚厚一层雪所覆盖。

2020年，我国首座文化遗产保护多场耦合实验室正式投入使用。敦煌研究院供图

敦煌研究院保护研究所研究人员张博介绍，该实验室构建了可模拟温度、湿度、日照、降雨、降雪等各种环境条件的实验室，模拟环境能够覆盖绝大多数的不可移动文物遗址，且模拟的环境具有时间可控、条件可重置、变量可控、数据精确，并能够进行足尺模型试验等优点。“实验室可实现零下30℃至零上60℃的温度、10%至90%的相对湿度和风、雨、雪、太阳照射等一年四季的各种气候条件的模拟。”根据实验结果，可以深入探索文物病害成因、机理，也为防控、防治、修复科学技术提供了良好的实验平台。

对壁画的保护研究则是一以贯之的。以第85窟壁画为例，它存在莫高窟最典型的三种病害——起甲、空鼓、酥碱，敦煌研究院和美国技术团队通力合作，历时7年、尝试80余种配方，开创性研究出了空鼓灌浆和壁画脱盐的修复技术，近二十年来该窟壁画依然稳定。“修复第85窟，创造了可持续的壁画保护方法。”苏伯民说，这次修复直接推动了《中国文物古迹保护准则》的出台，“只有文物保护作为一个科学体系建立起来，才是文物保护领域真正的转折。”

敦煌莫高窟风沙环境综合治理现场。应妮摄

敦煌石窟壁画颜料变色机理及色彩复原研究，通过成熟的多光谱图像技术来调查壁画消失画面，以及被污染或覆盖画面底层线条、题记等信息；纳米化石灰材料的运用，可提高壁画样块表面的粘结力和硬度；采取砾石铺压、铺设麦草方格沙障、滴灌植物固沙等措施，建立莫高窟风沙危害综合防护体系，使进入窟区的积沙量减少了95%以上，有效减轻了沙尘对石窟围岩及壁画的损害程度……种种科技手段的综合运用，让苏伯民有信心说，“只要环境不发生大变化，目前的保护手段可保莫高窟下个千年。”(完)