本文通过对敦煌壁画的数字化工作实践的总结，有针对地阐述了石窟遗址数字化研究发展、应用的现状，对国内各石窟寺今后的数字化工作提供借鉴。
二十世纪80和90年代快速而蓬勃发展起来的计算机以及图像处理技术、网络技术奠定了文物信息数字化的基础，极大地推进了我国文物领域对信息化和数字化技术应用的研究工作。今天，数字信息技术在石窟寺保护和管理中日益发挥出重要的作用，其应用体现在石窟寺保护、石窟管理的各个方面，如石窟文物信息保护、保护现状的调查、保护研究跟踪、保护技术数字模拟以及洞窟虚拟实景漫游、石窟展览和旅游品开发等，其最终目的应是以数字石窟遗址建设为代表的数字信息技术高度和全面应用。随着数字信息技术应用的深化，将使石窟遗址的管理保护有一个极大的飞跃，推动管理保护以及石窟寺的研究上一个新的台阶。
1、敦煌壁画的数字化工作实践
计算机以及图像处理技术、网络技术奠定了文物信息数字化的基础，在给文物信息的表述、临摹带来革新的同时，全面推进了计算机技术在文博领域行政和业务管理等各个方面的应用，首先在单位财务和办公应用方面得以普及，一些有实力的文博单位率先进一步启动建起了科学化先进的馆藏文物数据库和管理系统，如故宫博物院、上海博物馆、南京博物院、河南博物院、中国历史博物馆、天津历史博物馆等，并积极创造条件进行应用计算机对文物信息保护的研究和探索，如陕西秦始皇兵马俑博物馆对出土文物所作的文物影像处理研究、故宫博物院对古代建筑进行的数字建模尝试等均极大地推进了信息化和数字化技术在我国文物领域的应用。
敦煌研究院在长期的敦煌壁画保护研究中深刻体会到新技术对壁画信息保护工作的重要意义，在经历大量的美术临摹以及后期对壁画的摄影和摄像实践中，不断探索用新方法保存珍贵的壁画图像，也较早敏锐地意识到计算机图像技术所带来的技术变革和所具有的非凡的先进性。1993年至1996年，在甘肃省科委的支持下，以敦煌研究院为主要承担单位，实施了“敦煌壁画计算机存贮与管理系统研究”科研课题。课题以敦煌莫高窟第45窟为研究对象，采用近景摄影测量技术，获取高质量、高精度壁画图像摄影反转片，采用数字扫描方法得到壁画的数字图像，经过几何纠正和色彩还原等图像处理，得到较高质量的数字图像，并辅以各类文字说明和相关文物档案等属性资料。该项目的实施，使我们获得了初步经验，探索了利用计算机进行复杂文物信息获取和保存的技术路线，取得了预期的效果。1996年在国家科委、国家文物局、甘肃省科委和敦煌研究院等各级组织的关注和鼎力支持下，设立“濒危珍贵文物的计算机存贮与再现系统研究”课题，该项目被立为国家科委社发司的九五科技攻关课题。同期实施了国家863资助的“曙光天演Power PC工作站在文物保护中的应用” 课题。这两项课题的开展进一步深化了对敦煌壁画保护中应用计算机的认识，在实践中利用有限的资金建立了一套基础计算机存贮处理的软硬件平台，作了更为深入和实用化的应用研究工作。1997年立项、1998年开始实施的国家自然科学基金委“多媒体及智能技术集成与艺术复原”项目，由浙江大学和敦煌研究院合作进行，内容包括：敦煌莫高窟洞窟壁画虚拟漫游、壁画色彩演变模拟及复原以及敦煌风格图案创作等。1998年底敦煌研究院与美国西北大学、梅隆基金会共同开展“敦煌壁画数字化和国际数字敦煌档案项目的合作研究”，通过技术合作和引进，建立起了一套平面壁画数字化的技术实现的方法，并完成了莫高窟已经公开发表的20余个典型洞窟的全面数字化作业，为推进敦煌壁画数字化工作奠定了基础。
计算机数字信息具有无损复制、良好的传播性、便于保存管理和便于使用、检索、查询等优点，因而成为了一种非常好的文物信息保存手段。早在40年代，包括张大千、常书鸿在内的一批有着十分成就的艺术家们在当时条件艰辛的环境下，临摹了大批精美的敦煌壁画艺术作品，将深藏大漠戈壁的古代杰出艺术呈现到人类文明世界，震惊了中国，震惊了世界。今天美术临摹依然是展现精美的敦煌壁画艺术的一种重要的手段，但是，临摹依赖于艺术家的修养，存在个体间的差异，并且大量临摹复制，困难之大难以想象。所以后期，随着摄影技术的发展，特别是彩色感光技术的成熟应用，莫高窟壁画可以大量采用摄影技术拍摄壁画的图像，现在大量见到的印制精美的敦煌莫高窟壁画画册都得益于高清晰还原良好的壁画摄影作品。但传统胶片摄影技术包括摄像技术也存在难以克服的弊端，摄像的录像带也是一样，如保存上的困难，随时间胶片的褪色和模拟磁带的消磁等产生图像质量上的蜕变，还有图像复制当中的信息减损等。采用近代计算机数字技术克服了传统技术对壁画图像保存和复制上的难点，并且极大地提高了对壁画信息采集的效率，而且具有管理和使用的一系列优越性。其对敦煌壁画的信息保护是紧随当代的一项先进技术，此项技术的应用展现了文物信息保护新纪元的开始。
2、数字技术与文物保护
石窟遗址保护是石窟遗址文物管理的核心任务。像敦煌莫高窟上下延续1700年，遗存下来各代壁画45000多平方米，彩色塑像2000余身，世之罕见，弥足珍贵。敦煌研究院建院60年来，经历几代莫高窟人的辛勤努力，在政府和各方面的大力支持下，先后进行了几次大的抢修工作，使莫高窟的危机状况有所缓解。通过对危岩的加固，解除了崖壁和洞窟崩塌的危险，保证了石窟群的安全；另外对600多平方米脱落壁画进行了抢救性加固，使其保持了稳定；通过不断进行科学试验和材料筛选，对严重起甲和酥碱的壁画进行了加固试验，对部分有烟熏的壁画进行了壁画清洗的试验，取得了良好的效果。各方面的保护工作对积极保护敦煌莫高窟壁画这一珍贵文化遗产作出了应有的贡献。在实践中不断吸收和引进先进技术和方法，像计算机数字技术的应用，不仅使得保护珍贵壁画信息有了一个十分良好的手段，而且作为常规技术方法的良好补充，提高了保护工作的效率，改进了工作的质量，大大增强了敦煌壁画保护工作的成效性。目前数字技术在敦煌壁画保护工作中的应用主要有：
壁画信息保护：数字化的敦煌壁画信息不仅保存了壁画原本信息，同时也反映了壁画保护的现状，反映了壁画当前的状态，所以数字化的敦煌壁画图像不仅成为第一手的壁画信息资料，为保存和研究提供基础性的信息，也为制定壁画保护的措施和研究壁画变化的原因提供了可靠的依据，是壁画保护的重要档案资料。
壁画保护现状调查：在获取和制作高精度壁画原始图像的基础上，通过解读和实地调查，绘制出各个洞窟壁画保存现状和病害发生状况即壁画保护现状调查图，辅之以有关洞窟微环境监测和壁画样本分析，综合为洞窟壁画保护状况的基础资料，为洞窟壁画保护提供客观的可以回溯的基本数据。
保护措施的跟踪采用数字技术可以很方便地收集壁画修复前后以及相当一段时间内的壁画图像信息，形成系列的对比研究数据，用于评估保护措施以及方法的有效性和时效性，对于系统地总结保护材料、方法等无疑有着重要的现实意义。
保护研究模拟：对壁画病害以及壁画颜色变化的研究，基于数字化壁画图像的计算机模拟可以提供形象直观的变化过程，可以帮助制定具体的修复工作方法，避免对壁画造成直接破坏。还有像洞窟照明设计，由于洞窟自然照明条件很差，因此，今后将有计划在洞窟内设置照明设备，计算机模拟可以提供不同照明设计的方案，做到工作有序。
3、数字技术与石窟管理
计算机数字技术同样对于石窟的科学管理具有价值。基于数字壁画技术的成果，综合采用Internet/Web技术、GIS技术等可以卓有成效地借鉴应用于石窟的综合管理体系当中，深入于管理工作的方方面面。
洞窟游览向导和虚拟实景漫游为了改善洞窟游览管理的条件，有计划发展各种多功能的多媒体展示设备、电子触摸屏以及电子化向导等，多层次多种手段改善遗址参观游览的硬件条件。对于所面临的愈来愈严重的旅游压力，充分应用计算机虚拟技术，建起虚拟洞窟实景漫游系统，利用高技术实现向游客生动展现石窟的全貌和洞窟壁画，使得游客在莫高窟参观的同时，充分享受高科技带来的乐趣。
对于展览方面，目前有大量国内外的参展要求，大多数是基于临摹作品进行展览。如今我们已经完成了20多个典型的、保存良好的洞窟的全面数字化制作，这些分辨率很高、画面清晰逼真的洞窟壁画图像，可以生成质量很好的展览使用图像，可补充现有展品的不足，增加展览布置的效果，也有可能成为某一天敦煌壁画对外展览的主角。
基于数字化敦煌壁画和敦煌文物的产品开发，我国同世界发达国家博物馆和文化遗址在管理上一点很大的不足是我们对于文化资源的利用和开发相对欠缺，各地各遗址单位没有自成体系的有独特个性的配套旅游宣传品、旅游纪念品，相当一部分产品全国各地都在卖，质量档次非常低，已经远不能满足高品位旅游的需求，也无法提升遗址管理面貌。所以开发高质量宣传品、旅游纪念品，利用本地特色文化资源改善遗址管理状况的需求，并延伸开发基于丰富敦煌题材图案的各种产品，提供并满足市场正是当前数字产品最具潜力的一项应用方向。
4、数字莫高窟
“数字莫高窟”是一个发展概念，是在普及信息技术应用，深化数字技术实践的基础上，在管理、研究和弘扬的各个方面全面贯彻应用数字信息技术的结果。
作为一个予以不懈追求的目标，数字莫高窟具有以下几个典型特征：
全面的网络覆盖，骨干网络实现高速数据连结，并实现随时随地、方便快捷的网络接入。这是数字莫高窟实现的基础，在这样的基础上，才能够实现管理信息数据、整个遗址的监测和控制、项目管理和虚拟博物馆的建设等等在一个统一的平台上的集成。
实现信息技术的普及应用，使得信息技术深入到行政、业务和研究的方方面面，在遗址的规划、建设和管理保护的各个层面得以使用。如此信息技术作为一项基本的应用技术落实在各应用实践中。
数字技术的深入深化和发展，使得可以满足快速交换、大容量存贮和复杂的信息数字化的各项要求。因此需要不断更新网络和计算设备，扩充存贮容量，容纳各种新型信息终端类型，提高文物数字化信息的完备性、可用性，完善数字遗产保存、处理与管理的有效性等。
从现有的应用实践出发，数字莫高窟所涵盖的应用包括：
敦煌石窟壁画的数字化是我们现在正在做的事，也将是必须持续做下去并需要不断深化和完善的工作。壁画信息的数字化包括壁画的数字图像、壁画的三维空间变化以及有关壁画的所有信息的整合等三部分，是构成“数字莫高窟文化遗产”的核心，也将是数字莫高窟实践的基础。这里面所涉及的可研究东西很多，现在的技术还相当不完善，包括数据的采集、表达、存贮以及数据的安全和保护等等方面需要深入的研究。在这方面应该建立广泛的国内外、不同技术研究领域间和同行之间的交流与合作，如吸收国外基金会的介入，建立同国外研究单位、院校和公司的合作，同国内相关科研单位和院校建立合作，建立同行之间的广泛技术交流等等。
壁画数字化成果的重要应用之一便是数字化技术在游客管理中的应用。正如前文所及，综合使用数字壁画图像制作虚拟洞窟游览、多媒体展播节目、多媒体展示等，以适应游客管理的调整，满足游客对莫高窟参观游览的需求，并体验高技术的乐趣，从而缓解日益增大的旅游对莫高窟保护管理的压力。
数字技术和信息技术的一个最大应用领域便是壁画的保护、研究以及管理。如前所述，数字信息技术在壁画保护与管理的多个方面均扮演十分重要的作用，并且会应用越来越广泛，对保护技术的进步和管理水平提高发挥积极的影响。
敦煌石窟壁画以及藏经洞文献是所有敦煌学者研究的基础资料。由于敦煌石窟在地理上分居固定，远离大多数研究人员的工作地；敦煌藏经洞的文献更是由于历史原因，广为分布在国内外各地，造成研究资料难以集中对比。现在借助数字网络技术，则有希望再建虚拟的敦煌壁画和藏经洞文献资料库，使得研究人员可以足不出户查阅、比对和校勘有关敦煌的资料，必将极大促进敦煌学的研究。目前世界范围已经有敦煌研究院和美国梅隆基金会合作建立的“ArtStor”下的“国际敦煌档案”以及英国大英图书馆建立的“国际敦煌项目”，今后这方面的资料还会迅速增多，相信它们对于以后敦煌学的研究会起到积极而深远的影响。
数字技术对于敦煌研究院的行政和业务管理应用主要体现在办公管理的信息化和自动化上，涉及研究院行政、人事、财务、党部和各业务部门日常业务管理。
因此，可以说“数字莫高窟”的建设，将是数字信息技术在莫高窟遗址管理和保护实践中的一个终极目标。落实数字莫高窟的过程便是应用现代数字信息技术改进传统管理方法，增强对石窟壁画的保护研究和改进敦煌学研究工作形式的一项革命性技术革新的实践，对于推动莫高窟遗址的管理保护发挥重大的作用。
(作者单位：敦煌研究院)
