“中國(guó)宗教藝術(shù)遺產(chǎn)調(diào)查與數(shù)字化保存整理研究”
工作簡(jiǎn)報(bào)

炳靈寺石窟，位于甘肅省臨永靖縣西南約52公里處黃河北岸的大寺溝內(nèi)，是絲綢之路自中原地區(qū)進(jìn)入河西走廊、連接青藏高原的交通節(jié)點(diǎn)上一處重要的石窟寺。 炳靈寺石窟開(kāi)創(chuàng)于十六國(guó)西秦時(shí)期，甚至更早。385年，鮮卑族首領(lǐng)乞伏國(guó)仁聯(lián)合漢族權(quán)貴在苑川（今甘肅榆中境內(nèi)）建立西秦政權(quán)，后不斷發(fā)展壯大，逐漸占據(jù)金城、隴西、河州（今臨夏）等地。412年，西秦第三代王乞伏熾磐遷都枹罕（今臨夏附近），統(tǒng)治秦、河兩州達(dá)數(shù)十年之久。當(dāng)時(shí)的西秦王室崇信佛教，曾請(qǐng)各方高僧入其境內(nèi)講經(jīng)說(shuō)法、翻譯佛經(jīng)、修建寺院、開(kāi)窟造像。在統(tǒng)治階層的大力扶植下，佛教在西秦國(guó)內(nèi)日益興盛，逐漸成為絲路南道上北方地區(qū)重要的佛教中心之一，不斷受到西漸東流的佛教思潮影響。炳靈寺作為西秦境內(nèi)的佛教勝地，也在此時(shí)進(jìn)入營(yíng)窟造像的第一個(gè)高峰期�，F(xiàn)存第169窟6龕內(nèi)的西秦建弘元年（420年）墨書(shū)題記，是我國(guó)石窟中現(xiàn)存最早的佛教造像的紀(jì)年題記，成為我國(guó)早期石窟的斷代標(biāo)尺。

北魏統(tǒng)一北方后，興起在山西大同地區(qū)的平城佛教藝術(shù)傳到炳靈寺，進(jìn)一步促進(jìn)了，炳靈寺佛教藝術(shù)的發(fā)展。唐朝社會(huì)安定，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，佛教的發(fā)展也達(dá)到了空前的高漲。此時(shí)，不僅絲綢之路更加暢通無(wú)阻，而且還開(kāi)通了自都城長(zhǎng)安至吐蕃之間的唐蕃古道。這兩條著名的文明古道在炳靈寺附近交匯，是炳靈寺的佛教造像達(dá)到了歷史的巔峰。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，炳靈寺石窟現(xiàn)存窟龕造像中，三分之二以上為唐代作品。

元明時(shí)期藏傳佛教興盛，受唐蕃古道便利條件的推動(dòng)，地處漢藏交界的帶的炳靈寺深受藏傳佛教的影響，藏傳佛教開(kāi)始入主炳靈寺，對(duì)許多早期洞窟內(nèi)的壁畫(huà)進(jìn)行了重繪，雕刻了大量的浮雕舍利塔，其宗教活動(dòng)范圍又向大寺溝內(nèi)部擴(kuò)展至上寺和洞溝區(qū)，使炳靈寺的石窟藝術(shù)走向唐朝以來(lái)第四次全新的高峰。

炳靈寺石窟歷經(jīng)西秦、北魏、西魏、北周、隋、唐、宋、西夏、元、明、清等十余個(gè)朝代的持續(xù)營(yíng)建，現(xiàn)有大小窟龕216個(gè)，主要分布于上寺、下寺、洞溝三個(gè)區(qū)域。其中下寺區(qū)是窟龕最為集中和精華所在區(qū)，共有窟龕195個(gè)。 1951年9月，著名學(xué)者馮國(guó)瑞先生對(duì)炳靈寺石窟進(jìn)行了初步考察。1952年9月，中央文化部和西北文化部抽調(diào)各方面專家，組成一支13人的炳靈寺石窟考察團(tuán)，赴炳靈寺進(jìn)行了第一次正式勘察。1955年5月，成立了專門的保護(hù)機(jī)構(gòu)。1961年3月4日，炳靈寺石窟被國(guó)務(wù)院公布為第一批全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位。2006年，下寺區(qū)被列入世界文化遺產(chǎn)預(yù)備名單。2013年10月18日，接受了世界教科文組織專家現(xiàn)場(chǎng)的考察評(píng)估。2014年6月22日， 被列入世界文化遺產(chǎn)名錄。

自近代以來(lái)，石窟所在的河州地區(qū)各種矛盾疊起，戰(zhàn)亂頻繁，局勢(shì)動(dòng)蕩不安。炳靈寺石窟受到嚴(yán)重創(chuàng)傷，許多洞窟及精美雕塑藝術(shù)品毀于兵燹，貫通于崖壁各層洞窟間的木構(gòu)棧道、唐代大佛前的佛閣，及密布于大寺溝內(nèi)外的殿堂、閣樓、棧道等寺院建筑均被付之一炬。 在戰(zhàn)亂中，許多難民和僧人躲藏在窟內(nèi)，在里面祭拜燒香、生火做飯致使石窟里的造像和精美壁畫(huà)被嚴(yán)重熏黑變色，看不清原來(lái)的樣貌。

炳靈寺第146窟概況

炳靈寺石窟，始建于西秦建弘元年(公元420年) ，從十六國(guó)時(shí)代起,歷經(jīng)北魏、北周、隋、唐、宋、元、明各代，已有一千六百多年的歷史。西秦建都臨夏期間，國(guó)王御駕親臨石窟，揮毫題詞，真跡尚存于巖壁之上。自公元420年鑿窟起到宋代,石窟對(duì)漢傳佛教、凈土宗、華嚴(yán)宗和禪宗的影響較大，元末明初，藏傳佛教中的黃教（格魯派）傳入炳靈寺。炳靈寺石窟在承襲前代民問(wèn)藝術(shù)的基礎(chǔ)上，吸收和融合外來(lái)佛教藝術(shù)，以嶄新的姿態(tài)、簡(jiǎn)潔的手法，創(chuàng)造了生動(dòng)的雕塑形象和繪畫(huà)藝術(shù)，具有十分重要的研究?jī)r(jià)值，也有助于后人對(duì)佛教文化的認(rèn)識(shí)和理解。

位置： 145窟北側(cè)。

時(shí)代：北周。明重繪。

形制：平面呈方形，覆斗形頂，正壁及左右壁開(kāi)龕（單壁單龕）。

尺寸：窟高3.29米，寬2.74米，深2.86米�？唛T高1.76米，寬1.5米。

造像內(nèi)容：窟內(nèi)雕三世佛并脅侍菩薩共9身像。正壁龕內(nèi)方臺(tái)上雕一結(jié)跏趺坐佛二菩薩，佛高1.36米，二脅侍菩薩高1.27米。南壁前龕內(nèi)方臺(tái)上雕一結(jié)跏趺坐二菩薩。北壁前龕內(nèi)雕一結(jié)跏坐佛二菩薩。南壁淺龕內(nèi)佛高1.40米，東側(cè)菩薩已毀。兩側(cè)菩薩高1.27米。北壁淺龕內(nèi)佛高1.40米，二菩薩均高1.27米。

壁畫(huà)內(nèi)容：窟頂四披壁畫(huà)，四壁壁畫(huà)背為千佛。明代重繪壁畫(huà)。藻井壁畫(huà)為壇城圖。題記：重修古剎靈巖寺碑記石碑陽(yáng)刻

保存現(xiàn)狀：此窟正、南龕佛像皆雙領(lǐng)下垂式袈裟，佛像偉岸，面相較豐圓，佛頭微向前傾。北龕佛像應(yīng)為后代修補(bǔ)。菩薩戴花冠，上身裸，著纓絡(luò)，披巾沿肩下垂，巾角外揚(yáng)。手持物不明。

備注：至今存放著1967年搬入的第16、90、133窟中的壁畫(huà)。在受自然和人為的雙重因素影響下，壁畫(huà)、塑像產(chǎn)生了煙熏覆蓋，壁畫(huà)和塑像已經(jīng)到了看不清的狀態(tài)。

炳靈寺第146窟病害調(diào)查

炳靈寺石窟是中國(guó)歷史上最重要的石窟寺之一，由于各種天氣地質(zhì)原因，炳靈寺石窟受到了多次的損害。

如不可抗拒的暴雨、洪澇、地震等一些極端氣候的影響，許多佛造像受到損毀，石窟墻體破裂，墻壁脫落等。還有許多人為的破壞，其中最常見(jiàn)的是煙熏，人們長(zhǎng)時(shí)間在石窟里祭拜燃燒香火，也有發(fā)現(xiàn)牧民在石窟里生火做飯的痕跡，石窟里的彩繪石雕造像，墻壁上的精美壁畫(huà)被煙熏過(guò)后看不清原來(lái)的樣貌。

146窟高3.29米，但進(jìn)深僅2.8米左右，壁畫(huà)基本被煙熏黑，由于壁畫(huà)和塑像都是泥質(zhì)的，在沒(méi)有任何防護(hù)措施的條件下，即便是修復(fù)好的壁畫(huà)和塑像也將很容易遭受自然因素的破壞。因此使用紅外線提取146 窟壁畫(huà)的保護(hù)顯得十分必要。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，炳靈寺夏季的平均溫度高且溫差大，相對(duì)濕度從春季到秋季逐漸增加，整體相對(duì)濕度維持在一個(gè)較高的水平；從 1月到4 月平均相對(duì)濕度大幅度下降。炳靈寺年均降雨量300多mm。炳靈寺石窟所在大寺溝內(nèi)的風(fēng)向主要集中在 150°到200°之間，以從溝口吹進(jìn)的東南風(fēng)和西南風(fēng)為主，年平均風(fēng)速在1米每秒左右，最大風(fēng)速年平均在 6米每秒左右。這些環(huán)境因素對(duì) 146窟壁畫(huà)和塑像的長(zhǎng)期保存十分不利，尤其是在146窟的壁畫(huà)和塑像已經(jīng)出現(xiàn)了被煙熏的情況下，更加加速了壁畫(huà)、塑像的風(fēng)化、褪色和脫落。146窟的數(shù)字化及保護(hù)修繕工作已到了刻不容緩的地步。首要處理的是壁畫(huà)紅外線的高精度影像數(shù)據(jù)提取。

由于受自然和人為因素的影響，壁畫(huà)病害種類多；塑像損毀較嚴(yán)重，據(jù)初步調(diào)查，壁畫(huà)幾乎被煙熏，初看只有黑乎乎的碳覆蓋在表面，壁畫(huà)內(nèi)容都看不清了；壁畫(huà)裂縫及病害如起甲、空鼓、脫落已經(jīng)表現(xiàn)得十分嚴(yán)重且處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。

初步調(diào)查顯示，炳靈寺石窟受到損害有：

A.不可抗拒的暴雨、洪澇、地震等一些極端氣候的影響

B.石窟崖壁滲水

C.石窟崖體裂隙與危巖危石

D.底層窟龕潮濕、酥堿

E.窟前泥沙淤積

F.石窟墻體破裂，墻壁脫落

G.煙熏

H.害蟲(chóng)引起的蟲(chóng)蛀

I.蜘蛛網(wǎng)

炳靈寺已列入我國(guó)“絲綢之路世界文化遺產(chǎn)”，這對(duì)炳靈寺的展示要求將進(jìn)一步提升。146窟毗鄰大佛，位于大佛的南側(cè)。該窟被煙熏的壁畫(huà)既對(duì)保護(hù)不利也有礙于參觀展示，對(duì) 146窟壁畫(huà)的數(shù)字化保護(hù)修復(fù)十分必要且緊迫。

炳靈寺石窟狀況調(diào)查方法

按照中華人民共和國(guó)文物保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《古代壁畫(huà)病害與圖示》、《古代壁畫(huà)現(xiàn)狀調(diào)査規(guī)范》的要求,對(duì)第146窟壁畫(huà)塑像保存現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)査, 并繪制病害示意圖。

采用佳能5D mackIII相機(jī)、專業(yè)攝影閃光燈,對(duì)第146窟壁畫(huà)塑像進(jìn)行拍照記錄壁畫(huà)現(xiàn)狀,并為現(xiàn)狀調(diào)査和其他保護(hù)工作提供詳實(shí)的第一手資料。拍攝時(shí)采用色標(biāo)卡矯正,選擇合適曝光和色值。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)査中，對(duì)保護(hù)修復(fù)方案所涉及壁畫(huà)的保存現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)査。為了準(zhǔn)確、直觀、真實(shí)反映壁畫(huà)修復(fù)前的狀況,使用AutocAD 軟件并以拍攝的數(shù)字照片為底圖,按照調(diào)査標(biāo)準(zhǔn),手工繪制完成壁畫(huà)病害圖。

炳靈寺146窟狀況調(diào)查結(jié)果

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查顯示，炳靈寺石窟146窟壁畫(huà)顏料層起甲、脫落病害分布主要在佛龕兩側(cè)，地仗層脫落主要在佛龕下部及藻井西面。煙熏的面積較大，共計(jì)約33.4m?，許多壁畫(huà)及塑像已被熏黑。

南壁：

顏料層起甲：分布在南壁佛龕左側(cè)和右側(cè)。

地仗層脫落：佛龕下方地仗層及顏料大部分脫落。

煙熏范圍：南壁佛龕以上大面積煙熏嚴(yán)重，基本看不清壁畫(huà)內(nèi)容。

佛龕裂隙：主要在佛龕右側(cè)。

塑像殘損：佛龕中部塑像右側(cè)胎體斷裂。

北壁：

壁畫(huà)煙熏：北壁中間塑像上半部分煙熏嚴(yán)重。壁畫(huà)左側(cè)及底部煙熏嚴(yán)重。

地仗層脫落：佛龕下方地仗層及顏料大部分脫落。

顏料層起甲：分布在北壁佛龕左側(cè)和右側(cè)。

西壁

壁畫(huà)煙熏：塑像面部分煙熏嚴(yán)重。壁畫(huà)左側(cè)及上部煙熏嚴(yán)重。

顏料層起甲：分布在西壁佛龕左側(cè)和右側(cè)及塑像。

顏料層起甲：分布在西壁佛龕左側(cè)和右側(cè)。

頂部壁畫(huà)

地仗層脫落：藻井西側(cè)地仗脫落。

壁畫(huà)煙熏：藻井壁畫(huà)煙熏嚴(yán)重，基本看不清壁畫(huà)內(nèi)容。

E.東壁壁畫(huà)

炳靈寺146窟壁畫(huà)其他狀況：

窟壁畫(huà)起甲、石胎風(fēng)化、石胎裂隙、煙熏局部、劃痕局部細(xì)節(jié)、酥堿問(wèn)題嚴(yán)重

總結(jié)：

四面窟壁及藻井均被煙熏，看不清壁畫(huà)內(nèi)容，西壁及北壁的塑像也被煙熏，看不清塑像上的圖案紋理。

煙熏面積統(tǒng)計(jì)：

146窟壁畫(huà)及塑像被煙熏面積總共約33.4m?。

經(jīng)過(guò)前期調(diào)查研究，造成146窟嚴(yán)重?zé)熝�的原因主要是早年人們�(cè)谑�窟里進(jìn)行祭拜活動(dòng)，焚燒的香紙產(chǎn)生的煙長(zhǎng)期對(duì)壁畫(huà)的熏烤造成。及解放前牧民在窟里生火做飯，焰火將石窟上的壁畫(huà)及藻井熏黑。在煙熏最嚴(yán)重的地方藻井及南壁煙熏覆蓋得厚度已經(jīng)把墻壁上的壁畫(huà)完全覆蓋，肉眼已經(jīng)不能判斷黑色的煙熏痕跡下是否有壁畫(huà)。石窟里的彩繪石雕造像，墻壁上的精美壁畫(huà)被煙熏過(guò)后看不清原來(lái)的樣貌。

炳靈寺運(yùn)用傳統(tǒng)工藝，采用傳統(tǒng)材料，對(duì)瀕危的造像和壁畫(huà)進(jìn)行維修、保護(hù)，對(duì)有依據(jù)的造像、壁畫(huà)實(shí)施對(duì)接、回帖，現(xiàn)已完成十個(gè)洞窟的修復(fù)保護(hù)工作。但是被煙熏過(guò)的壁畫(huà)已經(jīng)看不清原來(lái)的樣貌，無(wú)從下手修復(fù)。

對(duì)第146窟試點(diǎn)采集流程

應(yīng)炳靈寺石窟藝術(shù)研究所的邀請(qǐng)，廣州漢閾數(shù)據(jù)處理技術(shù)有限公司在炳靈寺石窟中選擇146窟進(jìn)行測(cè)試，該窟是眾多煙熏石窟中，被煙熏覆蓋得最為嚴(yán)重且目前已經(jīng)看不清原本的樣貌。

這次炳靈寺石窟壁畫(huà)的紅外采集測(cè)試項(xiàng)目，炳靈寺與廣州漢閾數(shù)據(jù)公司都非常地重視，不僅帶來(lái)了俱全的先進(jìn)設(shè)備，還邀請(qǐng)了清華大學(xué)美術(shù)院的李教授作為測(cè)試項(xiàng)目的技術(shù)顧問(wèn)，李教授在紅外采集方面有著豐富經(jīng)驗(yàn)，曾經(jīng)研究采集過(guò)許多的古籍，竹簡(jiǎn)，壁畫(huà)的多光譜影像數(shù)據(jù)。

紅外線穿透煙熏提取壁畫(huà)影像測(cè)試前期準(zhǔn)備

A.炳靈寺工作人員對(duì)146窟壁畫(huà)做了表面的清理工作，減少對(duì)采集過(guò)程中的干擾。

B.架設(shè)好紅外設(shè)備，以便它能捕捉到人的肉眼看不到的影像。

C.利用紅外線波長(zhǎng)對(duì)絕大多數(shù)物質(zhì)具有穿透力的特性，我們選擇性地使用其紅外線作為采集光源。

D.采集過(guò)程中由于不同的光源發(fā)射出來(lái)的紅外線波段長(zhǎng)度不同，還有不同物質(zhì)能被紅外穿透的程度也有不同，需根據(jù)實(shí)際情況測(cè)試不同波段的采集效果，并備選了不同的紅外濾鏡為146石窟環(huán)境所用。

紅外線穿透煙熏提取壁畫(huà)影像采集流程（試點(diǎn)）

為了更好地保護(hù)146窟壁畫(huà)藝術(shù)，并能夠科學(xué)、有效、無(wú)損害地修復(fù)壁畫(huà)，炳靈寺與漢閾公司決定在進(jìn)行全面修復(fù)項(xiàng)目之前，在146窟進(jìn)行試點(diǎn)采集測(cè)試。

在146窟我們選擇了一處被煙熏的看不清模樣的壁畫(huà)進(jìn)行紅外采集測(cè)試。我們將設(shè)備架好，架設(shè)燈光并對(duì)準(zhǔn)要拍攝主體，連接好電腦以便觀察采集效果，然后開(kāi)始進(jìn)行影像采集。這個(gè)過(guò)程中最主要的步驟是需要根據(jù)采集的效果，根據(jù)不同的光源發(fā)射出來(lái)的紅外線波段的不同長(zhǎng)度，以及不同物質(zhì)能被紅外穿透的不同程度，來(lái)決定不同波段的紅外濾鏡哪個(gè)更合適這個(gè)環(huán)境所用。

近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，高科技技術(shù)和設(shè)備廣泛運(yùn)用于文物保護(hù)中，取得了可喜的成果。用紅外線穿透攝影技術(shù)來(lái)辨識(shí)被煙熏的壁畫(huà)，就是成果的一例。中山大學(xué)媒介人類學(xué)研究中心與甘肅炳靈寺文物保護(hù)研究所對(duì)炳靈寺石窟中煙熏較為嚴(yán)重的第146窟壁畫(huà)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)和研究，取得了較為理想的成果。

紅外線是什么、能做什么：

紅外線是波長(zhǎng)介乎微波與可見(jiàn)光之間的電磁波，波長(zhǎng)在0.75微米至1000微米之間，比紅光長(zhǎng)的不可見(jiàn)光。紅外線具有較強(qiáng)熱效應(yīng)，并易于被物體吸收，具有一定的穿透能力。在通訊、探測(cè)、醫(yī)療等方面有廣泛的用途。

紅外線攝影對(duì)炳靈寺石窟（146窟煙熏洞窟）意義：

由于紅外線波長(zhǎng)長(zhǎng)，對(duì)絕大多數(shù)物質(zhì)具有穿透力。利用這一特性我們就可以通過(guò)紅外線做為光源，通過(guò)能拍攝到紅外線的廣域數(shù)字后背進(jìn)行影像采集，再加上紅外濾鏡，過(guò)濾掉其他波段的光波干擾。就能得到被煙熏過(guò)的壁畫(huà)后面的信息。這對(duì)炳靈寺石窟的壁畫(huà)修復(fù)，考古研究，繪畫(huà)技藝，宗教藝術(shù)等方面的研究有著非常重大的意義。

146窟紅外線攝影案例與流程：

應(yīng)炳靈寺石窟藝術(shù)研究所的邀請(qǐng)，‘中國(guó)宗教藝術(shù)遺產(chǎn)調(diào)查與數(shù)字化保存整理研究’子課題負(fù)責(zé)人付常青及廣州漢閾數(shù)據(jù)處理技術(shù)有限公司非常重視這次紅外線攝影測(cè)試，不僅帶來(lái)了俱全的高科技設(shè)備，還請(qǐng)了清華大學(xué)的李教授作顧問(wèn)，李教授在紅外線攝影方面有著豐富經(jīng)驗(yàn)，曾經(jīng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究及應(yīng)用紅外線技術(shù)拍攝過(guò)多部古籍、竹簡(jiǎn)、壁畫(huà)的多光譜影像數(shù)據(jù)。

在炳靈寺石窟藝術(shù)研究所工作人員的陪同下，我們帶著設(shè)備來(lái)到了被煙熏覆蓋得非常嚴(yán)重的146號(hào)石窟。這是一個(gè)唐代開(kāi)鑿的石窟，石窟內(nèi)部面積約為7平方米、高約3米，三面墻上有菩薩造像，四壁，藻井都畫(huà)滿了精美的壁畫(huà)。但由于長(zhǎng)時(shí)間的香火與煙熏，石窟的大部分壁畫(huà)都已被熏黑，看不出黑色的煙熏痕跡下是否有壁畫(huà)，或是畫(huà)的是什么內(nèi)容。

選用設(shè)備：

相機(jī)：Hasselblad503cw

鏡頭：Hasselblad 80mm

數(shù)字后背：Leaf Credo 60 廣域數(shù)字后背

紅外濾鏡：Heliopan濾鏡（不同波段共10片）

相機(jī)腳架：GitzoG1340

相機(jī)云臺(tái)：Manfrotto410

燈光：全光譜閃光燈

電腦：MAC PRO蘋果筆記本

工作現(xiàn)場(chǎng)：

在146窟我們選擇了一處被煙熏的看不清模樣的壁畫(huà)進(jìn)行紅外測(cè)試。我們將相機(jī)架好，燈光對(duì)準(zhǔn)要拍攝的地方，連接好電腦，然后進(jìn)行拍攝。由于不同的光源發(fā)射出來(lái)的紅外線波段長(zhǎng)度不同，還有不同物質(zhì)能被紅外穿透的程度也有不同。所以我們要更換測(cè)試不同波段的紅外濾鏡以便找出最合適這個(gè)環(huán)境所用的。最后我們選擇了波段610-1000nm波段紅外濾鏡，也拍攝得到了非常理想的效果。

多光譜（紅外線影像）數(shù)據(jù)采集在壁畫(huà)保護(hù)中是一種無(wú)損非接觸的手段。紅外線數(shù)字采集系統(tǒng)與圖像分析系統(tǒng)的搭建，不同光照環(huán)境下的數(shù)字采集數(shù)據(jù)分析處理與整合，都是我們需要努力實(shí)現(xiàn)的工作；這次我們?cè)诒�靈寺石窟選取有代表性的146窟壁畫(huà)在不同紅外線波段環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并記錄過(guò)程數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)石窟壁畫(huà)的特征分析與所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像的關(guān)聯(lián)分析，尋找一個(gè)合適的紅外波段數(shù)字影像（能明顯獲取到被煙熏下的壁畫(huà)高清影像）與文物特征之間存在的關(guān)系，為石窟壁畫(huà)保護(hù)的各項(xiàng)指標(biāo)和特征的從定性研究到定量研究提供便捷的手段，為石窟壁畫(huà)保護(hù)方法與評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)量化評(píng)估提供科學(xué)有力的支持，從而為石窟壁畫(huà)研究提供有力的證據(jù)。

自2000年以后，國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)文物保護(hù)的力度，文物保護(hù)環(huán)境得到很大提高。然而以往受到保護(hù)環(huán)境的限制，溫度、濕度控制，檢測(cè)修復(fù)手段和方法的制約，使得許多文物存在霉菌、蟲(chóng)害、腐蝕等問(wèn)題。而石窟寺內(nèi)的壁畫(huà)、彩塑等更是受損嚴(yán)重，當(dāng)然現(xiàn)在炳靈寺石窟洞窟內(nèi)的環(huán)境多已實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化手段管理，各類傳感器、溫濕度控制設(shè)備集成到統(tǒng)一的控制系統(tǒng)中，并且實(shí)現(xiàn)智能恒溫恒濕調(diào)節(jié)、異常報(bào)警等功能。壁畫(huà)病害的開(kāi)始多半是肉眼無(wú)法辨識(shí)，大范圍的控制和檢測(cè)系統(tǒng)所不能預(yù)警的，文物保護(hù)修復(fù)人員根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)分析，對(duì)部分重點(diǎn)保護(hù)文物進(jìn)行現(xiàn)狀初步判斷，再借助其他探測(cè)技術(shù)檢查文物的物理與化學(xué)變化程度。傳統(tǒng)的工作模式依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)、各種不同物理儀器的檢測(cè)得出結(jié)論，往往無(wú)法及早發(fā)現(xiàn)文物的受損，檢測(cè)困難、周期長(zhǎng)，而采用其他輔助材料進(jìn)行壁畫(huà)掃描和顯微都對(duì)壁畫(huà)造成了一定的傷害。

紅外捕捉檢測(cè)在航空、地質(zhì)檢測(cè)、安防等方面已有廣泛應(yīng)用，紅外線捕捉、紅外攝影在壁畫(huà)保護(hù)中是一種無(wú)損非接觸的手段，通過(guò)采集不同物質(zhì)本身輻射出的紅外波段，完成數(shù)字成像。這種方法采用現(xiàn)在發(fā)展迅速的數(shù)字技術(shù)成像，采用的設(shè)備較之傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備更具有普遍性和易用性。采用數(shù)字采集技術(shù)獲得數(shù)據(jù)，可大大降低文物保護(hù)人員在壁畫(huà)保護(hù)修復(fù)中前期檢測(cè)鑒定所耗費(fèi)的時(shí)間，解放人力把工作重心放在壁畫(huà)修復(fù)中，這將在一段時(shí)間內(nèi)大大提高壁畫(huà)的被保護(hù)率。

紅外線高精度影像采集所獲得的數(shù)字影像與傳統(tǒng)檢測(cè)手段所獲得數(shù)據(jù)有著本質(zhì)區(qū)別，數(shù)字圖像具有直觀性、易保存，可管理的特點(diǎn)，是文物保護(hù)人員對(duì)肉眼無(wú)法辨識(shí)的文物變化的一個(gè)直觀快速判斷依據(jù)。結(jié)合計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)，記錄壁畫(huà)不同時(shí)間的影像數(shù)據(jù)可以定量分析文物的變化過(guò)程，可為壁畫(huà)保護(hù)的各項(xiàng)指標(biāo)和特征的從定性研究到定量研究提供便捷的手段，也為壁畫(huà)保護(hù)方法與評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)量化評(píng)估提供科學(xué)有力的支持。傳統(tǒng)的壁畫(huà)管理系統(tǒng)管理的信息一般由洞窟內(nèi)容總錄、平面圖、頂面圖、剖面圖、二維影像組成，系統(tǒng)多半使用者是文物保管人員、陳列策展人員，進(jìn)行壁畫(huà)的紅外線高精度影像采集所獲得的影像數(shù)據(jù)將是炳靈寺石窟藝術(shù)管理所專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)范圍的一項(xiàng)補(bǔ)充。在此基礎(chǔ)上建設(shè)的壁畫(huà)保護(hù)、壁畫(huà)研究等的業(yè)務(wù)輔助系統(tǒng)，將真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理與業(yè)務(wù)流程相結(jié)合，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到壁畫(huà)保護(hù)與研究當(dāng)中。

紅外線高精度影像數(shù)據(jù)采集是在非可見(jiàn)光波段環(huán)境下拍攝，由于波長(zhǎng)的差異拍攝焦點(diǎn)與以往文物攝影不同，需要前移和后移調(diào)整。壁畫(huà)材質(zhì)特殊，受光照條件影響明顯，炳靈寺石窟壁畫(huà)跨越的歷史時(shí)期很長(zhǎng)，采用的地仗層材料、繪畫(huà)用的礦物顏料，甚至后來(lái)隨著被煙熏的破壞演化，這三者之間材質(zhì)不易尋找共同特征，或需要結(jié)合多個(gè)關(guān)聯(lián)特征進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。對(duì)壁畫(huà)本身需要非常深入的了解，對(duì)修復(fù)技術(shù)與材料也需要全面的歷史數(shù)據(jù)，多因素結(jié)合進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析使得數(shù)據(jù)模型的選擇，數(shù)據(jù)的篩選存在很大的難度。有效拍攝數(shù)據(jù)的界定需要一個(gè)定性到定量的標(biāo)準(zhǔn)，由于與傳統(tǒng)的壁畫(huà)高精度采集有很大的不同，影像采集的有效性不能以傳統(tǒng)的自然光（或者無(wú)紅外線、紫外線波段的閃光燈）照射下的圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，本次課題也是為紅外線數(shù)字采集在壁畫(huà)影像采集中尋找一個(gè)關(guān)于圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)外博物館早在90年代初便普遍開(kāi)始對(duì)多光譜影像采集技術(shù)應(yīng)用到文物的保護(hù)和研究當(dāng)中，經(jīng)由紅外攝影技術(shù)獲取油畫(huà)的信息，由于不同時(shí)期顏料成分的差異，輻射的紅外波段也同樣存在差異，在人眼無(wú)法識(shí)別或者說(shuō)是自然光下無(wú)法反映的影像信息，透過(guò)紅外攝影展現(xiàn)于研究和保護(hù)人員面前。英國(guó)泰特現(xiàn)代藝術(shù)館已建立起了平面藏品的多光譜影像檔案系統(tǒng)，并應(yīng)用于文物保護(hù)與研究當(dāng)中。

國(guó)內(nèi)敦煌研究院是圖形圖像技術(shù)發(fā)展領(lǐng)先、研究深入的代表，他們已對(duì)敦煌莫高窟第194窟漫漶壁畫(huà)進(jìn)行紅外線、紫外線成像調(diào)查與分析，通過(guò)漫漶壁畫(huà)多光譜成像，揭示服飾的研究。除此之外，還利用多光譜技術(shù)全面了解壁畫(huà)的現(xiàn)狀、繪畫(huà)技法、壁畫(huà)病害等。陜西歷史博物館將對(duì)將紅外線、紫外熒光成像技術(shù)被應(yīng)用到揭取壁畫(huà)修復(fù)痕跡、壁畫(huà)加固材料的鑒別中做了應(yīng)用研究。

上述研究表明，紅外線影像數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用在石窟壁畫(huà)保護(hù)中是完全可行的，但當(dāng)今進(jìn)行的研究多以揭取壁畫(huà)、油畫(huà)等顏料色彩厚度較大，材質(zhì)較厚實(shí)的對(duì)象當(dāng)中，其采用的儀器設(shè)備、操作模式、實(shí)驗(yàn)參數(shù)成果，應(yīng)用到石窟壁畫(huà)這類顏料被煙熏遮蓋，繪畫(huà)特征不明顯的對(duì)象中，目前還沒(méi)有特別成功的案例。此次我們對(duì)炳靈寺146窟煙熏壁畫(huà)的紅外線測(cè)試，可以看出石窟壁畫(huà)的采集應(yīng)根據(jù)其獨(dú)有的材質(zhì)和文物特征，有針對(duì)的采集方案進(jìn)行紅外線影像數(shù)字化，從而得到理想的紅外線影像數(shù)據(jù)采集結(jié)果。

（課題組供稿）