摘要：为实现对克孜尔石窟中珍贵的壁画和文物的数字化保护，对文物的修复、保护、研究和展示，提供科学依据和技术支持。以数字化手段，对流失海外的克孜尔石窟壁画，进行复原研究，恢复壁画的原貌，纠正记录错误的位置，为深入研究龟兹佛教思想提供基础资料。利用数字化技术对石窟，进行多方面数据获取，提高洞窟考古测绘工作的测量精准度，并为今后克孜尔石窟数字化工作的全面开展奠定坚实的基础。

关键词：克孜尔石窟，壁画，数字化保护，文物修复，文化遗产

位于新疆维吾尔自治区阿克苏地区拜城县的克孜尔石窟，是中国古代石窟艺术的璀璨明珠，也是丝绸之路上的重要文化遗产。石窟始建于公元3世纪，以丰富的壁画和雕塑闻名，保存壁画的洞窟有80多个，壁画面积达10000多平方米。克孜尔石窟在1961年，被列为第一批全国重点文物保护单位，2014年作为“丝绸之路：长安-天山廊道的路网”的一部分被列入《世界遗产名录》。为了更好地保护和研究克孜尔石窟，新疆克孜尔石窟研究所启动了“克孜尔石窟研究所馆藏文物数字化保护项目”。该项目通过高清数字技术复制扫描、3D打印与数字印刷融合技术，对石窟壁画进行数字化高清处理和复制，实现了对20余个洞窟的基础数字化工作，包括三维扫描数字化建模、壁画平面数据采集、图像数据拼接、色彩调整等 。

一、克孜尔石窟数字化保护的现状

1、文物数字化建模

克孜尔石窟数字化保护项目的实施已取得显著的成效。新疆克孜尔石窟研究所已开展了，馆藏文物的数字化保护项目，该项目对80件文物进行了精细化建模，并对160件文物残件进行了快速建模，建立了壁画残块数字化修复模块和数字成果综合管理展示平台。项目中采用了空间频率压缩与分治合并方法、复杂模型纹理高精度重建等关键技术，这些技术的运用攻克了重难点问题，为虚拟修复和还原技术的运用奠定了基础[1]。

克孜尔石窟研究所计划建设包含虚拟现实体验空间、数字展示空间、公共文化（艺术）教育空间等功能区的龟兹石窟数字展示中心，实现“数字+实体”参观新模式。

流失海外壁画的也基本实现了数字化复原，新疆克孜尔石窟研究所院从海外收集到，8个国家20余家博物馆和美术馆内300余幅克孜尔石窟壁画的高清图片，并进行了数字技术处理后制成仿真复原作品 。还启动了智慧修复技术，“克孜尔石窟壁画智慧修复技术研究与应用”项目，该项目由新疆克孜尔石窟研究所牵头，联合多所高校及科研机构进行协同攻关，推动了新疆石窟寺文物保护管理、研究阐释和展示利用[2]。

中国近现代新闻出版博物馆利用AR技术为克孜尔石窟提供数字导览，观众通过AR设备体验石窟文化。上海印刷集团与克孜尔石窟研究所合作，采用3D打印与数字印刷技术，实现壁画高清复制，推动石窟保护与研究，丰富公众文化体验。

二、克孜尔石窟数字化保护技术的应用

克孜尔石窟的数字化保护技术应用，是一个多方面、多层次的综合性项目，其主要目标是实现对石窟文化遗产的有效保护、研究与传播。在克孜尔石窟数字化保护技术应用方面，数字化的信息采集、文物的数字化修复、数字化展示、数字化复原等等，都是必不可少的[3]。以下是克孜尔石窟数字化保护工作流程体系。

克孜尔石窟数字化保护体系包含三个核心模块：

1、数字化信息采集与管理

·采用数码摄影与三维扫描技术获取洞窟建筑及壁画高清数据

·运用多光谱成像技术识别重层壁画及隐蔽题记

·对馆藏的80件文物进行精细化建模，对160件文物残件进行快速建模，实现文物数字化的零突破。搭建壁画残块数字化修复模块，即文物修复管理平台，实现石窟、壁画管理与修复单位的信息化管理[4]

·建立集成化文物修复管理平台

2、文物数字化修复

·基于高精度扫描数据实施虚拟修复

·融合图像处理技术与历史文献考证

·构建修复成果数据库并开放共享

3、精细化三维建模

·综合应用三维扫描与计算机图形学技术

·实现高精度文物建模

·开发多维度展示应用系统

三、克孜尔石窟数字保护存在的问题

克孜尔石窟的数字化保护，在各种科研力量和新技术引进下，虽然取得了一定的进展，但也存在一些问题和挑战。

（一）技术难题

壁画修复难度较大，因年代久远，克孜尔石窟内的不少壁画濒临风化，壁画的保存和修复难度极大。洞窟内湿气大，岩体结合性差，壁画非常容易脱落，工作人员必须对部分区域，进行抢救性加固保护与修复。以及流失海外壁画的复原问题，19世纪末至20世纪初，外国探险队对龟兹石窟进行了大规模盗取割取壁画的行动，其中损失最严重的就是克孜尔石窟。流失海外的壁画，虽然通过数字技术进行了虚拟归位复原，但要完全复原其原貌仍存在困难。技术手段的创新上也面临挑战，在数字化保护过程中，使用了3D打印与数字印刷融合技术，以及多光谱技术等高科技手段，这些技术的应用，提高了文物修复的成功率，但同时也面临着技术难题和挑战 。再者是壁画的原位考证，由于历史原因，克孜尔石窟壁画被西方探险队肆意切割与肢解，脱离了母体石窟，留下的是斑斑斧痕，满目疮痍，给石窟本身造成了无法估量的损失，也给整体研究工作带来了巨大的困难。以及壁画的拼接复原，复原工作中的很大一部分，是拼接壁画残片。把两块壁画拼接在一起不是随意的，这个过程就像刑侦破案，需要寻找各种证据，不能放过任何蛛丝马迹 。壁画数字化的挑战，虽然新疆克孜尔石窟研究所已从海外收集到，8个国家20余家博物馆和美术馆内300余幅克孜尔石窟壁画的高清图片，并进行了数字技术处理后制成仿真复原作品，但实现壁画与石窟母体的虚拟归位复原，仍然存在技术上的挑战 。最后是壁画的高清复制，上海印刷集团与新疆克孜尔石窟研究所合作，利用3D打印与数字印刷融合技术，完成了克孜尔石窟9个石窟的壁画数字化工程，但高清数字化复制洞窟壁画的过程也面临技术难题 。

（二）资金和资源限制

数字化保护项目需要大量的资金和专业设备支持，对于一些中小石窟寺来说，可能因为资金和资源的限制，而难以实现全面的数字化保护。资金和资源限制，也是困扰克孜尔石窟保护工作中面临的重要问题之一。由于地处偏远，克孜尔石窟的保护工作，在资金方面存在一定的挑战。不过，近年来，国家对克孜尔石窟的保护给予了高度重视和支持。2023年，我国投入了1000万元用于克孜尔石窟的保护工作，这笔资金将主要用于壁画修复、岩体加固、数字化保护和三维测绘等项目，目的是保护好文物安全，同时努力让文物“活起来”，加强文物的可利用性。

（三）人才短缺

人才短缺是克孜尔石窟数字化保护，面临的一个重要问题。字化保护工作需要专业的技术人才来进行操作和管理，目前专业人人才十分缺乏，这在一定程度上限制了数字化保护工作的开展。因此与多家公司进行合作，实现洞窟数字化。

（四）保护与旅游开发的平衡

随着游客人数的增加，如何在保护石窟的同时，进行合理的旅游开发，避免过度商业化和娱乐化，是一个需要解决的问题。保护与旅游开发之间的平衡，是文化遗产管理中的一个关键议题，对于克孜尔石窟这样的宝贵遗产，尤其重要，在不破坏石窟原有环境的前提下，合理规划游客中心、步道、休息区等旅游设施，经常产生一定程度上的问题。

（五）文物的可逆性问题

在进行数字化修复时，需要考虑修复材料的可逆性，以避免对文物造成新的保护性破坏。在文物保护和修复中，“可逆性”是一个重要的原则，它指的是在文物修复过程中，采用的各种手段，包括支撑物、附加物等，应该是可去除的，以避免对文物本体造成新的损害。这一原则强调了在未来有可能通过更先进的技术或方法，对当前的修复措施进行修正或还原的可能性 。“可逆性”原则的源起及其理论背景，要求在实践中针对不同情况灵活运用该原则。它具有相对性，是一个理想化的概念，在实际操作中，"可逆性"是通过具有一定程度"可逆性"的措施来实现的，因此它是一个弹性范围。只要不是绝对"不可逆"，就具有一定程度的"可逆"。不加节制的运用"可逆"的措施可能会造成"不可逆"的破坏 。

四、克孜尔石窟数字保护的策略与建议

克孜尔石窟的数字化保护，需要综合考虑技术、资金、人才等多方面因素，制定合理的保护策略，并加强合作，以实现石窟文物的有效保护和传承。

（一）加大数字化信息采集与管理

克孜尔石窟已开展数字化保护，采用数码及三维扫描技术完成洞窟建筑与壁画的高清图像采集，包括色彩校正、全景拼接及三维建模，需进一步推进全域数字化进程。

（二）建立数字展示中心

建设包含虚拟现实体验空间、数字展示空间、公共文化（艺术）教育空间等功能区的数字展示中心，实现“数字+实体”的参观新模式，推动洞窟数字化采集、壁画三维重建、全景漫游制作等数字资源库的建设。克孜尔石窟目前正正在建立数字展示中心，克孜尔石窟研究所还计划，建设一个包含虚拟现实体验空间、数字展示空间、公共文化（艺术）教育空间等功能区的数字展示中心。这个中心将实现“数字+实体”的参观全新模式，推动洞窟数字化采集、壁画三维重建、全景漫游制作等数字资源库的建设，有效利用龟兹石窟的数字资源，促进龟兹文化的传播和弘扬。另外，克孜尔石窟研究所还计划与新疆美术馆、北京民生现代美术馆合作，举办艺术展览，开发数字创意文化产品，让更多人了解龟兹文化，感受中国优秀传统文化的魅力。同时，也在积极推动，流失海外壁画的数字化回归工作，加强与丝绸之路沿线国家以及相关组织的交流合，让龟兹文化走出国门、走向世界。还启动了智慧修复技术研究与应用，“克孜尔石窟壁画智慧修复技术研究与应用”项目，由新疆克孜尔石窟研究所牵头，联合多所高校及科研机构进行协同攻关，推动石窟寺文物保护管理、研究阐释、展示利用 。

（三）AR数字探寻技术应用

利用AR技术为克孜尔石窟提供数字导览体验，使观众能够通过AR眼镜和手机等设备，更加生动地体验和了解石窟文化。AR数字探寻技术，在克孜尔石窟保护和展示中的应用，还为文化遗产的传承与教育提供了创新途径。通过增强现实技术，克孜尔石窟的壁画和雕塑得以立体重现，为观众和研究人员，提供了沉浸式的体验。如AR数字导览体验，中国近现代新闻出版博物馆利用AR技术，为克孜尔石窟提供了数字导览体验，使观众能够通过AR眼镜和手机等设备，更加生动地体验和了解石窟文化。数字化展示与教育，克孜尔石窟研究所计划建设，包含虚拟现实体验空间、数字展示空间、公共文化（艺术）教育空间的数字展示中心，实现“数字+实体”的参观新模式，并以此推动洞窟数字化采集、壁画三维重建、全景漫游制作等数字资源库的建设。

这些应用展示了AR技术在石窟寺保护中的潜力，不仅提升了文化遗产的展示效果，也为公众教育和研究提供了新工具。通过科技手段，克孜尔石窟的保护与利用达到了新的高度，使这一人类文化遗产得到了更好的传承与展示。

（四）克孜尔石窟的数字化“驻颜”

新疆克孜尔石窟研究所和上海印刷集团商务数码图像技术有限公司合作开展的克孜尔石窟二期数字化工程，2016年起计划对克孜尔石窟中13个洞窟进行数字化保护处理[5]。现已完成20余个洞窟的数字化保护处理。

（五）科技支撑与人才培养

强化石窟寺保护技术集成，系统解决方案供给能力，完善石窟寺保护科学技术体系，依托高校、科研院所培养石窟寺考古、文物保护、数字化技术人才 。在文物保护科技领域，我国已取得一些重要关键技术的突破，如敦煌莫高窟风沙灾害预防性保护体系构建与示范、石窟寺岩体稳定性预测与加固技术研究等，这些成果显著提升了文物保护的科技水平。面对文物修复人才的紧缺问题，《文物修复师国家职业技能标准》的颁布，为文物修复师职业制度的推行提供了标准化依据。

（六）监测预警系统

监测预警系统在石窟寺保护中，扮演着至关重要的角色，它通过科技手段实现，对石窟环境和文物本体的实时监测与数据分析，为预防性保护提供数据支持。石窟监测预警系统通过物联网传感器实时采集崖体、洞窟微环境数据（温湿度、CO₂等），构建"监测-预警-处置"全流程保护体系。多场耦合实验室模拟气候应力，揭示病害机理。依托国家工程技术研究中心，研发形成壁画修复、岩体加固等关键技术体系，集成安防设施实现风险预控，为预防性保护提供科学支撑。

（七）文物修复新材料的使用

在石窟寺的保护和修复工作中，新材料的使用起到了至关重要的作用。近年来，随着科技的发展，多种新材料和新技术，被应用于石窟寺的保护中，微生物矿化加固技术，这是一种新兴的绿色环保技术，已经在大足石刻上得到应用。这项技术通过微生物矿化过程，显著提高土体的强度和渗透性，对石质文物、土遗址和可移动文物等的修复具有显著效果，且具有兼容性好、强度高、耐候性强等优势。在三星堆遗址的文物修复中，3D打印技术被用于实现文物的数字虚拟修复，帮助拼接破碎的文物，并呈现出它最初的整体面貌 。

（八）激励机制

为了激发文物人才的创新活力，《关于进一步加强青年科技人才培养和使用的若干措施》提出了一系列措施，如扩大青年科技人才在国家重大科技任务中的比例，提供更多机会让青年科技人才参与科技决策等。加强文物行业科研平台建设，如国家文物局重点科研基地，为科技人才提供研究和实验的场所，促进科技成果转化应用[6]。

结语：克孜尔石窟不仅是东西方文化交流的结晶，也是佛教由西向东传播过程中的本土化过程的见证。石窟中的壁画和雕塑艺术，展示了当时社会生活、语言、人种、服饰、信仰等多方面的内容，为研究古代龟兹及丝绸之路的历史提供了宝贵的资料 。克孜尔石窟的保护与研究，对于传承和弘扬中华优秀传统文化、促进文化交流与互鉴具有重要意义。通过对克孜尔石窟的保护与研究，能更好地理解古代东西方文化交流的历史轨迹，以及佛教在不同文化中的传播与发展，通过科技手段对克孜尔石窟进行更有效的保护、研究和展示，可以实现石窟艺术的长久保存和传承。

参考文献：

[1] 张建宇.流失壁画的数字化回归——《克孜尔石窟壁画复原研究》读后[J].艺术工作.2022 （06）：93-96.

[2]赵莉，翁子扬，胡译丹.对流失海外的克孜尔石窟壁画的数字化复原探索[J].浙江大学学报（理学版）.2020（06）：651-659.

[3]张晓迁，郑雪梨.浅述新疆克孜尔石窟壁画平面数字化[J].印刷杂志. 2018（06）：75-78.

[4]曲云飞，孙莉莉.新疆克孜尔流失海外壁画数字图像的复原[J].印刷杂志.2018（09）：16-20.

[5]宣海峰.克孜尔石窟数字化应用初探[J].艺术科技.2016（12）：115-116.

[6]赵莉，王志兴，赵莉，范书财.克孜尔石窟部分流失壁画原位考证与复原[J].中国文化遗产.2009（03）：88-99.