用现代科技讲好龙门石窟的前世今生

编者按：

千万IP创科普，共筑科技强国梦。为普及科学知识，弘扬科学精神，提高全民科学文化素质，助力实现高水平科技自立自强，中国科协科普部与人民网联合策划推出“见证科技之路”主题报道，聚焦国家科技战略政策、重要科技奖项、“卡脖子”关键核心技术等，深入基层一线开展采访调研，推出一批生动鲜活的科普精品，大力弘扬科学家精神，为建设科技强国汇聚磅礴力量。

世界文化遗产龙门石窟每年吸引着大量的公众前往，龙门东西两山上的残首断臂往往会引起观者的不解和惋惜。这主要是因为清末民初，国弱民贫，龙门石窟遭遇大规模盗凿和破坏，大量珍贵文物流散海内外。新时代，国力昌盛，在党和政府的高度重视和亲切关怀下，先后有八件龙门石窟流失海外文物回归故里。近年来，龙门石窟研究院与上海博物馆、故宫博物院合作，促成其收藏的10余件龙门石窟流散文物的数据共享。在此基础上，龙门石窟研究院将三维数字技术贯穿运用于流散文物的原位寻探、确认及数字复位展示的全过程，积极探索流散文物数字化保护利用的创新发展模式，用现代科技讲好龙门石窟前世今生的故事，荣获文化和旅游部“2024年文化和旅游数字化创新示范优秀案例”。

流散文物与残存窟龛本体复位模型重建。受访方供图

研发解决流散文物数字复位关键技术问题

该技术流程包括文物数字化采集、点云原位配准算法、文物3D模型重建、高精度3D打印再生四大支撑技术，实现流散文物与造像残存的“身首合一”、数字复位。

数字化采集包括对流散文物和造像残存的3D点云采集。采用关节臂式激光扫描仪，分别获取到流散文物和造像残存的三维激光点云数据，点云精度为0.03mm，可以充分体现出文物的几何细节特征。

原位配准包括点云预处理、点云断面的截取、点云下采样、点云法线计算、FPFH特征描述子计算、RANSAC随机一致性算法初始配准、ICP迭代最近点算法精确配准、配准结果评价、配准结果可视化等技术方法的运用。基于Open3D点云配准算法的应用，一是解决了通过定量评估方法确认流散文物的原位是否正确，二是实现了流散文物与造像残存的精确配准。

文物3D模型重建是对配准后的文物点云数据，进行高精度数字模型重建，生成流散文物与造像残存“身首合一”的完整文物数字模型。

高精度3D打印再生是基于SLA高精度3D打印先进技术方法的应用，精度可达0.05mm至0.1mm，采用光敏树脂材料，进行实体复制，以实物的形式再现流散文物的历史原貌。

开拓创新流散文物复位成果展示方式

近年来，龙门石窟研究院通过专题展览、小程序等多种形式，借助VR、AR、3D打印等多种技术手段，覆盖了线下、线上、展馆、石窟现场，对龙门石窟流散文物复位成果进行展示传播。

策划举办龙门石窟流散文物复位成果专题展览，先后在洛阳博物馆、信阳博物馆、安阳博物馆、江西宜黄博物馆、无锡灵山博物馆等地展出。通过流散文物这样的独特视角，讲好离散·聚合——龙门石窟前世今生的故事，从百年前国宝流失的苦难经历到百年后国宝荣归、复位合璧的动人故事中传播中国声音，构筑中国精神，凝聚中国力量。

开发运维“云上龙门”小程序，设置“探索”“百年光影”“流散遗珍”等多个版块，让公众足不出户，观赏龙门石窟流散文物的精美，通过指尖滑动，感受流散文物“身首合一”的神奇历程。

将数字化成果运用于景区，通过VR、AR等手段让公众看到龙门石窟百年前未被盗凿前的原貌，解决公众看不懂、看不清、看不全的问题。

展览现场。受访方供图

龙门石窟大量文物的被盗凿流失，正是处于清末民初国力衰弱、山河破碎，中国历史上最低谷的时期。流散文物能够得以回归及数字复位，有赖于当今我们所处的国力强盛、科技发达的伟大时代。流散文物从颠沛散失到盛世回归再到“身首合一”的不凡历程，见证了中华民族从站起来、富起来到强起来的伟大飞跃。

作者：高俊苹 龙门石窟研究院副研究馆员