从虎丘云岩寺塔开始，“精密三维数字化建设项目”在苏州的文物古迹上不断得到运用：2016年，宝带桥、无梁殿、甲辰巷砖塔、罗汉院正殿遗址；2017年，太平天国忠王府、紫金庵；2018年，苏州文庙；2019年，瑞光塔；2020年，全晋会馆的数字化保护项目也将被提上日程

技术人员对紫金庵罗汉像作高精度三维扫描。

疫情缓解恰烟花三月。与众多景区一样，苏州城西的紫金庵，也向人们开放了。来自各地的游客，又可一睹寺内那些罗汉塑像的风采。提到紫金庵，“幸运”是用得较多的一个词。其中，有管理者的悉心守护，使它躲过灾祸并及时得到维护；还有技术手段的更新迭代，为保存它创造了另一种机会。

紫金庵，是吴中区文物管理部门主导下的首个经高精度三维扫描后“搬进”硬盘的文物保护单位，也是苏州现有的62个全国重点文物保护单位中，又一个受到数字化保护的成功示范。近几年来，在我市文物管理部门的推动和技术力量的支持下，云岩寺塔、宝带桥、无梁殿、忠王府、瑞光塔等一个又一个文物古迹得到了数字化保存。

正是得益于近些年对文物古迹的数字化保存，疫情期间，人们不用走出家门，就能与苏城的部分文物古迹“零距离”；更重要的是，借助数字化技术，我市对文物古迹的预防性保护，也有望步入一个新的阶段。

为什么是紫金庵

“天下罗汉两堂半”，紫金庵占一堂。

前往紫金庵的人们，大多是来看这里的罗汉的。紫金庵罗汉殿内的罗汉塑像，于2006年被列为全国重点文物保护单位。它们分列大殿左右两壁，“精神超忽，呼之欲活”。

卢向阳上世纪90年代便在紫金庵工作了，“庆幸”是他向游客介绍紫金庵时，经常用的一个词。如今，造访紫金庵的人们，还能从他身上打听到一些“插曲”。比如2005年，紫金庵曾遭受过一次天灾：一天傍晚，随着一声惊雷，罗汉殿旁的净因堂内火光突起。幸好值班人员及时发现，并上前扑救；又幸好，附近度假村里有十几个人奔跑过来帮忙；那十几个人又幸好接受过消防培训……正是这几个“幸好”，让紫金庵躲过一劫。事后查明，火灾是由净因堂内的配电箱受雷击引发的。此后，紫金庵四周增设了避雷设施，并设立了防火隔离区。

成功躲过天灾，然而光照、潮湿、昆虫等对罗汉塑像日积月累的侵蚀，难以完全避免。细看殿内的罗汉，可以发现有好几尊有不同程度缺损，有的眉毛掉了，有的手掌不全。“这尊观音像面朝西，到下午受到的光照更多一点，身上的裂纹也更为明显。”卢向阳指着罗汉殿西侧的观音像说。

原吴县文物管理委员会主任张志新长期关注紫金庵的保护工作。拿他十多年前拍的照片作比对，如今的罗汉塑像明显更“苍老”，积灰也更严重。

著名文学家汪曾祺曾在杂志上刊文，称这些罗汉是“非常重要的文化遗产，不论是从宗教史角度、美术史角度乃至工艺史角度、民俗学角度来看”。他希望能有人把包括紫金庵罗汉在内的几处著名的罗汉“好好地照一照相，要全，不要遗漏，并且要从不同角度来拍……供研究用、供雕塑系学生学习用，供一般文化爱好者欣赏用”。

张志新说，汪曾祺先生这么提议，正是希望这些优秀历史文化遗产能够以另一种形式传之久远。

2016年10月，吴中区文物局决定以紫金庵为试点，委托苏州市测绘院启动“精密三维数字化建设项目”。在此后的4个月内，项目组工作人员使用先进设备对罗汉塑像进行无接触式数据采集，对罗汉殿、彩塑群像、塑壁等采集点云数据29亿多个，拍摄照片2万多张……紫金庵被保存到了电脑中。2017年，该项目通过专家评审。

罗汉塑像原型和点云数据保存的塑像。

吴中区文物管理委员会主任王瑾认为，高精度三维扫描保存的虽是文物的“一刹那”，但这些资料可以保留和传承，能为后期对文物的维护提供重要依据。如今，细心的游客会注意到，紫金庵罗汉塑像的脚边摆放着不少色块。讲解员说，这是文物保护专家用于测试的，通过观察色块的变化，可为罗汉塑像下一步的维护工作提供参考。而那些已保存进电脑的紫金庵的“一刹那”，同样能为接下来的维护工作提供重要参考。

去年，紫金庵接受了长达7个月的维修，这其中就得到了更高精度的数据“护航”。

不仅仅是紫金庵

三维数字化保存，在苏州的文物保护单位中，紫金庵并非第一个“吃螃蟹”。“但非常有代表性。罗汉塑像形态生动、复杂，以前几年的技术，未必能扫描得这么清楚，误差这么小。”苏州市测绘院空间信息中心主任吕志才说。

吕志才参与的第一个“精密三维数字化建设项目”，运用于云岩寺塔（虎丘塔）。

时间回到2008年12月。苏州市文物保护管理所向市文广新局提交了《关于苏州云岩寺塔出现裂缝等险情的紧急报告》，称因暴露在外的塔体长期受风雨雷电侵蚀，局部出现裂缝，塔身安全受到严重威胁。2009年1月，国家文物局组织专家对云岩寺塔现场勘察，并编制了《苏州云岩寺塔险情初步勘察报告》。报告提出，应采用“先进的”方式、方法、技术对塔体进行保护。

三维数字化保存，就是一项先进技术。这项技术在文物保护上的运用已有成功案例，比如敦煌莫高窟的“数字敦煌”、故宫博物院的“数字故宫”。苏州首次尝试这项技术，是在2014年。当年12月，云岩寺塔接受新中国成立以来的第三次大规模维修，此次维修以保养为主，对云岩寺塔的三维数字化保护同步启动。项目组共采集点云数据约60亿个，其中有效点云数据约43亿个。

此后，“精密三维数字化建设项目”不断被运用到苏州的文物古迹上：2016年，宝带桥、无梁殿、甲辰巷砖塔、罗汉院正殿遗址；2017年，太平天国忠王府、紫金庵；2018年，苏州文庙；2019年，瑞光塔。今年，全晋会馆的数字化保护项目也将提上日程。

从云岩寺塔到瑞光塔，被保存进电脑的数据所呈现的效果，显而易见在不断提高。“扫描精度比以前更高，当年的误差是11毫米左右，现在可以降低到零点几毫米；技术手段也更加多样化了，之前还要借助脚手架，现在可以用无人机。”吕志才说。

技术手段的不断突破，也推动了三维数字化保护在我市文保领域更广泛的运用。苏州市文物保护管理所所长徐亦鹏说，近年来，国家鼓励文物保护与科学技术相结合，鼓励依靠科学技术实现文物高质量保护。2019年10月，国家文化和旅游部、国家文物局联合发布通知，要求加强文物数字化、信息化工作。苏州作为历史文化名城，“国保”“省保”“市保”密集，具有良好的文物保护环境，在市财政等部门的大力支持下，苏州对文物的数字化保护工作起步较早，接下来还将计划通过以点带面的形式，推动苏州珍贵文物的数字化进程。

值得一提的是，对拥有“半堂”罗汉的吴中区甪直保圣寺，有多位专家提出，应加快其数字化保护的步伐。资料显示，早在上世纪50年代，江苏省文管会就按照郭沫若的建议，请专家到保圣寺，用石膏模塑了两尊罗汉像，以为保存。而三维数字化建设项目的成果，张志新认为完全满足并超过了郭沫若、汪曾祺先生提出的要求。“这一技术的广泛运用，可以使大批优秀文化遗产在数字空间里活起来，并永久地‘活’下去。”

数字漫游紫金庵

三维数字化保护，可以让文物以数字的形式“活”下去，还可以让文物以更多的形式“活”起来。

早在2015年，专家团队对云岩寺塔数字化建设项目验收时，技术人员就依靠采集到的数据，利用3D技术将塔身打印了出来。在对紫金庵项目的评审现场，也出现了一座经3D打印而成的“伏虎”罗汉，除了大小与原型不同，造型、神态、色泽等与实物完全一致。

“最初的设想只是想作为资料保存，随着技术不断进步，这些资料也可以灵活运用，往更多方面拓展。”徐亦鹏打开一个二维码，用手机扫一扫，便将瑞光塔以3D的形式呈现在手机上。触摸屏幕，可对塔身自由旋转展示，还可解构塔芯等。这个二维码就贴在瑞光塔的下方，便于游客更直观了解瑞光塔的结构和文化。

在云岩寺塔入口旁，也有一个二维码。云岩寺塔内部不对游客开放，但通过扫码“数字漫游”，不但可俯瞰塔身，还可进入塔内，从一层到七层全方位“漫游”。自2019年4月“数字漫游”开通以来，“登”上云岩寺塔的游客数量已超过5万人次。

更多的运用，还在于对文物本体的保护。利用数字化加大对不可移动文物的预防性保护，就是设想之一。前不久，徐亦鹏同技术人员到陕西西安考察，调研对象主要是西安城墙上的传感器。“通过传感器，对文物实时监控，让保护工作更精准，且具有预防性。”徐亦鹏拿一座古塔来打比方，传统手段的监测是一年两次，对塔身变化的“敏感度”是有限的，而安装传感器后，就可将监测次数大大提高。“比如提高到20秒监测一次，那么大风、日晒等因素对塔身的影响，哪怕是一些比较细微的变化，也能通过数据比对被实时记录下来，并对文物的预防性保护提供重要依据。西安城墙上的那些传感器，就曾帮助工作人员提前找到并解决了问题。”

“利用数字化技术预防性地保护文物，目前正是文物保护工作上的一大方向。”前不久，徐亦鹏等人到上海参加了一个交流活动，会上有一位专家就详细介绍了可操作性很强的具体方案。接下来，他们还将多向有经验的专家“取经”，积极探索并制定适用于苏州文物的预防性保护方案。

新闻链接

点云数据

点云数据（point cloud data），是指扫描资料以点的形式记录，每一个点包含有三维坐标，有些可能含有颜色信息（RGB）或反射强度信息（In-tensity）。点云数据除了具有几何位置以外，有的还有颜色信息。颜色信息通常是通过相机获取彩色影像，然后将对应位置的像素的颜色信息（RGB）赋予点云中对应的点。强度信息的获取是激光扫描仪接收装置采集到的回波强度，此强度信息与目标的表面材质、粗糙度、入射角方向，以及仪器的发射能量，激光波长有关。

法国当地时间2019年4月15日18时50分许，巴黎圣母院塔楼起火，火灾持续14小时。当年11月6日，中法双方在北京签署合作文件，就巴黎圣母院修复开展合作，中国专家将参与巴黎圣母院修复工作。点云数据再次受到广泛关注。因为早在那次大火发生前几年，已有专家对巴黎圣母院进行了数字化处理，收集了数十亿个点云数据，这对于重建被毁坏的部分而言，是极为珍贵的参考资料。

选题策划　王芬兰　高岩

稿件执行　叶永春

本版供图　吕志才

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