数字化复原天龙山石窟

艾江涛

“假设这个窟完全消失了，用我们的数据模型可以完整复原出来，最高精度可达到0.1毫米，上面有个小坑都能复原出来。展示是一方面，保存数据可能是更重要的一方面。”

佛光再现

8月21日中午时分，蒋人和与芝加哥大学艺术史系的老师林伟正，正在为下午将在OCAT研究中心（北京）举办的展览做着准备。过去4年里，作为芝加哥大学东亚艺术中心的副主任，蒋人和与同事们一直忙碌着一件事情，用3D数字建模的方式复原那些散落海外的天龙山石窟造像。比起自己2003年时的“数字化复原响堂山石窟的北响堂第三窟”项目，此次的天龙山石窟复原项目加入了天龙山文物保管所、太原理工大学艺术遗产中心等国内合作伙伴，计划复原天龙山25个石窟中的10个石窟，规模更为庞大。

“天龙山石窟佛像中的唐代雕像特别精美，菩萨就像天女，脸和漂亮的女孩子一样。”一脸静气的蒋人和向我讲起她心目中的这座石窟。作为早期佛教建筑的一种形式，洞窟艺术随着佛教东传，南北朝以后逐渐兴盛于中国。比起敦煌莫高窟、龙门石窟、云冈石窟等中国佛教洞窟的代表，天龙山石窟的名气并不逊色。隐没于山西太原市西南40公里天龙山丛林中的这批洞窟，最早开凿于南北朝东魏时期，历经北齐、隋、唐、五代，不断增凿。在绵延500多米的距离上，西峰13窟，东峰12窟，25处石窟共有大小石佛造像500余尊，浮雕、藻井、画像等1144幅。

经历明清之际的衰落，天龙山石窟有很长一段时间淡出人们的视野，除了附近寺院僧侣与居民，鲜有人知。1918年，随着日本东京大学东洋建筑史权威关野贞的一次学术考察，及他在1921年发表的考察报告，神秘的天龙山石窟才再次展现在世人面前。对于关野贞其人和他的天龙山之行，后来的研究如李裕群在《天龙山石窟》一书中的讲述，还是基本将他作为一个学者的考察活动看待。但在关野贞之后，各国科考人员与别有用心的文物贩子纷至沓来，天龙山很快遭到前所未有的破坏。据统计，仅在1923年一年，在外国文物贩子的唆使下，天龙山石窟被盜割后流失海外的佛像就有150多件，其中一部分则出现在海外的拍卖会上。

2013年起，与做响堂山项目的初衷一样，蒋人和带着为美术史研究保存资料的想法，穿梭于世界各大博物馆与私人藏家之间，不断与他们沟通协商，进行流失佛像的3D扫描与数字建模。几年努力下来，她的团队已为搜集到的130多件天龙山石窟造像，构建了108个单体造像模型。

然而，通过海外造像的搜集与数字复原并不足以让人了解石窟全貌。海外机构的身份，也使他们不便于深入扫描研究石窟本体。2015年，在北京的一次学术会议上，蒋人和遇到了太原理工大学的两位老师，经他们介绍，很快与太原理工大学艺术学院院长赵慧接上了头。4年前，学院下属的艺术遗产研究中心刚刚成立，在张晓老师等人带领下，研究中心之前已做过五台山洪福寺数字复原项目。由于具备相关经验，兼以地利之便，太原理工大学团队很快吸引了蒋人和。不久，芝加哥大学东亚艺术中心、太原理工大学艺术遗产研究中心与天龙山文物保管所签订三方协议，共同开发天龙山石窟的数字复原项目。任务分工十分明确，用赵慧的话来说，“芝加哥大学负责扫描流散在国外的天龙山造像，我们负责扫描天龙山石窟本体与最后的石窟复原”。

在国际上，这种将散失文物与原有遗迹合成复原的案例尚属少见。在2003年亲手创建芝加哥大学东亚艺术中心的美术史家巫鸿看来，这也是世界美术史研究的趋势所在：“从研究单幅雕像的风格特点转移到整个石窟建筑，把雕像放回原境或上下文。”世界殖民主义扩张过程中造成的大量雕像文物与原址遗迹分家，显然是一个大的历史现实，如何通过技术方式，从视觉上将这些文物放回原境呈现，将是一个对美术史研究颇有启发的全新尝试。

展览还未正式开始，作为天龙山石窟数字复原项目阶段成果展示的预展大厅已是人头攒动。首先吸引人的，是入口台阶两侧原属天龙山第17窟的两件唐代护法力士的3D头像模型。在巨大的电子屏幕上，竖眉怒目的力士头像徐徐转动，靠近点看，雕像上面斑驳的石头纹理清晰可见。同时展出的还有精美的佛头和菩萨像，包括窟顶的飞天造像。在展厅最里面，戴着3D眼镜，人们还可以看到天龙山石窟第2窟的虚拟复原场景。这是一座开凿于东魏时期的石窟，面积大约6平方米，专家们在统计的19个缺失处，一共重建了10个数字模型。为了展现历史的真实面目，项目成员并没有对其进行后期修复处理，而是保存环境不同的佛头与佛身，其颜色明显不同，接口亦清晰可见。微眯双目的佛像体态清瘦，褒衣博带，残缺的手臂与断裂的接口似乎正在倾说着历史的沧桑与变迁。

2号窟右壁佛龛数字复原图，坐佛头像与身体的接痕清晰可见

散落的造像

隔着近一个世纪的光阴，荧屏上复现的景象，显然与关野贞当年所见的石窟原貌已不可同日而语。

1918年，关野贞根据太原县地方志中有关天龙山石窟的简略记载“天龙寺，在本县西南三十里，北齐置，有皇建中并州定国（寺）僧造石窟铭”。翻山越岭，最终找到了石窟所在。久远年代的精美佛像，令他狂喜。在接下来的详细考察中，关野贞做了大量文字记录与编号工作。尽管此次考察遗漏了东西峰两侧的第1窟和第18～21窟，但他1921年发表在日本《国华》杂志上的考察报告，还是引起了轰动，他甚至有些得意地宣称自己“发现”了天龙山石窟。

1922年，关野贞第二次对石窟进行了考察。随之而来的学者络绎不绝，日本学者常盘大定在1920年和1924年，山中定次郎在1924年和1926年，瑞典学者喜龙仁在1922年和1928年，曾先后前往天龙山考察，對石窟各时期的造像特点提出自己的见解。1922年，日本学者田中俊逸在调查中对石窟做了详细的记录、照相与系统编号，其编号一直沿用至今。上世纪20年代，日本学者小野玄妙对太原佛教状况及天龙山石窟造像的开凿年代做了相关研究。这些研究与考察，为随后石窟遭到破坏埋下伏笔，但回头来看，不幸中的万幸是，他们所保留的石窟破坏前的照片成为后来学者进行研究乃至复原的重要参考资料。这些照片中，最重要的当属小野玄妙与田中俊逸的《天龙山石窟》最为丰富，这本1922年出版的书中，共收录了80幅当时由外村太治郎拍摄的石窟照片。

1923年的一天，一伙日本人来到天龙山圣寿寺。圣寿寺位于前往石窟的必经之路上，在那个战乱频仍的年代，圣寿寺的和尚某种程度上承担着保护石窟的责任。日本人找到寺中的净亮和尚，掏出10根金条贿赂净亮帮他们盗割佛像。随着价码不断上升，净亮终于被拉下了水，成为天龙山石窟被大量盗割的帮凶。

盗割首先从开凿最早的东魏双窟——2号与3号窟开始。双窟历史悠长，公元534年，东魏丞相高欢权倾朝野，他为自己在天龙山修建了一座避暑行宫。由于崇信佛教，高欢随后命人在天龙山东峰开凿了两座石窟。这是两座三壁三龛的方室，窟内正壁供奉释迦佛祖，左壁为弥勒佛，右壁则为阿弥陀佛。雕像继续北魏造像传统，佛像清秀，衣纹生动，这种后人所谓“秀骨清像”的造型特点，正如学者李裕群在《天龙山石窟》一书中的描述：“更多地注重表现造像的精神面貌，表现手法以线条刻画为主，强调衣纹的动感和韵律感。”

东魏双窟开凿之后，天龙山香火日盛。公元550年，高欢的儿子高洋废帝登基，改国号为北齐，之后陆续在天龙山东峰开凿一座石窟，西峰开凿两座石窟，就是今天的第1、10、16窟。这一时期的造像，一改东魏时期的秀骨，立体感更强，追求表现人体健壮肌肉结构的写实手法，薄衣覆身，短发螺髻与印度佛教造型相似。

公元584年，隋朝晋王杨广在天龙山东峰开凿了第8窟。唐朝武则天以后，又在东西两峰共凿14个石窟。晚唐至五代的君主又开凿了最大的第9窟。历经几百年的不断开凿，天龙山石窟终于形成了目前规模。石窟中规模最大最具代表的无疑是唐代造像，其中尤以14窟与18窟为代表。唐代佛像多为水波或漩涡纹发髻，肢体丰满，薄衣贴体，体态婀娜，具有很强的生活气息。第14窟中的两尊菩萨坐像，以游戏坐成像：一腿盘曲在佛座之上，一腿下垂并紧靠座前，颇为引人注目。

天龙山石窟中佛像的独特之处，还源于其石头质地，正如蒋人和所说：“与龙门石窟或者响堂山石窟相比，天龙山石窟雕像的石头很软，是砂岩石，所以线条可以很柔和，能够雕刻出一些包括脸部轮廓在内的细节，不会给人那么硬邦邦的感觉。即使在长安，也不存在这样的例子。”

1924～1926年，日本古董商山中丁次郎先后两次到天龙山，并开始在市面上寻购雕像。他经营的山中商会是当时国际文物市场的大玩家，其在北平常设机构，专门从事文物盗卖活动。收购来的天龙山佛像被他放进山中商会的仓库，随即偷运出境，流散于国际文物市场。山中商会最初多与日本收藏家交易，之后更成为天龙山石窟造像在全球主要的经销商。眼馋于山中商会的暴利，各国古董商纷纷前往天龙山寻宝。

就这样，在不到一年时间里，天龙山精美的佛像几乎被割窃一空。大一点的佛像头部被割走，小一点的则整座凿走，少数如第9窟的摩崖大佛，由于体量过大难以运输，得以幸免。

老照片中尚未遭到严重破坏的18号窟西壁佛像

搜寻与复原

如今，已确认的140多件天龙山石窟造像流散于日本、美国、加拿大、英国、德国、意大利、荷兰、瑞士，也包括中国台湾、香港等地的博物馆或私人藏家手中。对蒋人和来说，搜集资料就是一个不断寻宝的过程。今年年初，她还在纽约一家古董商店出版的图册中惊喜地发现一件天龙山造像，立刻找寻过去做了扫描。

蒋人和最初是在芝加哥大学读书期间从导师那里听到天龙山石窟的名字。她的导师哈里·范德斯德本（Harry Vanderstappen）早在1966年便和学生玛丽琳·莱（Marylin Rhie）合作，在《亚洲艺术》刊物上发表论文《天龙山石窟造像：复原和年代测定》。“他们能做的就是拿着老照片去国外博物馆比对，哪个是天龙山的，是第几窟的。”导师的研究重点是样式分期，在蒋人和的印象里，那时导师已经统计分析了大约四五十件天龙山造像。这些工作，无疑为她日后的复原项目打下基础。

上世纪90年代初，蒋人和第一次前往天龙山。那时，天龙山文管所已开始参照老照片在做一些佛像的复原工作，地上散落着许多水泥做好的头像，没有门的石窟完全处于开放状态。一些石窟已经风化得很厉害，人上去也非常困难。一切似曾相识，但又与想象中完全不同。

她真正开始着手用数字化方式记录石窟，还要到2003年。那时芝加哥大学东亚艺术中心刚刚成立，芝加哥大学人文学院办公室负责数字化技术的人找到她，希望合作设计一个可以使用计算机技术的项目。由于此前博士论题的关系，蒋人和很自然地想到了响堂山石窟。响堂山石窟位于河北省邯郸市的峰峰矿区，最早开凿于北齐时期，这里的石窟被破坏得非常严重，利用3D扫描技术进行数字化复原，正当其用。

2010～2013年，数字化复原的北响堂第3窟结合从博物馆借出的16尊石窟造像，先后在美国5家博物馆进行巡展，获得成功。这一项目留给她最深的印象是，从博物馆借雕像很难，运费、保费太贵。也正因此，天龙山项目从一开始确立的目标就是数字化的复原与展览。

比起10多年前，技术上的进步非常明显，以前的3D激光扫描仪非常庞大，使用非常不便，现在有了手提式扫描仪。但对蒋人和来说，更大的挑战在于如何与极其分散的博物馆，還有私人收藏家打交道，说服他们接受扫描造像的请求。

前期的响堂山项目为蒋人和积累了一些博物馆资源。最近几年，很多博物馆都设计了自己的网站，并在上面更新出版或展览目录。很多时候，蒋人和可以坐在电脑前一边翻阅资料，一边给各大博物馆写信联络。“有的博物馆比较怀疑，担心我们用这个去赚钱。”为了打消博物馆的疑虑，蒋人和一般都会与对方签约，明确扫描造像的用途。更多时候需要的是耐心与沟通。为了扫描东京国立博物馆保存的天龙山造像，蒋人和足足联系了对方两年，直到今年春天才最终完成扫描任务。不过，等待也很值得，东京国立博物馆的造像存量丰富，据李裕群在《天龙山石窟》一书中的统计，仅其一馆就藏有第7窟西壁的一座菩萨，第8窟东壁南侧菩萨头，第14窟西壁北侧舒坐菩萨身体、南侧菩萨头，第16窟主室北壁龛内佛头，第18窟西壁佛头，第21窟东壁佛身等造像。

公立博物馆还相对简单一些，私人藏家或古董商则比较难办。蒋人和记得，早在上世纪70年代，她就和前夫一起逛过位于京都的一家颇为名气的私人博物馆——藤井有邻馆，那里藏有大约七八件天龙山造像。等她开始做项目时，很自然地联系了对方。对方一直回复很忙，可等她后来再看，发现已有两件造像被卖了出去。后来在朋友的帮助下，今年春节期间，她扫描了其中一件经台湾流转到香港的造像，由分属不同洞窟的头与身体拼接起来的护法天王。

就这样，在长达4年的时间里，蒋人和与她的团队从分散在世界各地的31处博物馆、私人藏家、古董店那里，陆续扫描复原了108件天龙山石窟造像。

与芝加哥大学东亚艺术中心团队相比，张晓的团队由于扫描石窟本体面积以及建模过程中处理数据较大，面临更多技术方面的难题。简单来说，数字化复原石窟的基本流程是，先用三维扫描仪扫描石窟轮廓，在电脑上完成建模——此刻的模型没有色彩，被称为“素模”——然后用高清照片覆到上面，完成石窟细部纹理与色彩的复原，之后再将同精度扫描的海外造像数字模型与石窟本体数字模型合成，形成完整的高精度数字石窟模型。

如何在洞窟中设置合适的扫描点，以尽量完整但又不重复的方式扫完全窟，成为提高扫描效率的关键。由于扫描精度最高达0.1毫米，一个洞窟产生的数据量足有9～13G，与之相对，一个造像模型的数据量一般在200兆左右。由于数据量过大，在电脑上几乎没法运行，经常出现死机的问题，张晓和大家商量以后，决定用切割的方法处理扫描数据。“切割处理之后还要合并，处理不好会有缝。实际上我们展示的2号窟，在数据处理时共分了15块，但你现在根本看不出从哪里切割。”张晓说。

素模建好之后，就是高清照片的覆模。尽管现在一些扫描仪可以边扫边拍照，但由于扫描速度慢抑或精度不符合要求、窟内环境不适合等诸多因素，更多时候张晓和他的团队要靠后期密集的拍照完成。起初，他们请了非常资深的摄影师拍照，结果发现拍照效果并不理想，为了保证细节的准确，照片不能有阴影。赵慧一度想找做手术用的无影灯，后来在大家的摸索下，团队成员都训练成了专业的摄影师。“这么大的窟，只能一张张拍，一堵墙拍很多张照片，之后再一张张拼起来。”

数据保存完备的专家级数字模型建成之后，在展示环节还需要进一步的处理。在不损失视觉效果的前提下，3～4G大小的石窟复原数据模型，要被压缩到几百兆乃至十几兆大小后在显示屏或手机上展示，并不简单。目前展示的方式分为3D立体展示、VR互动与AR互动，每种不同的技术路线，均需要在不同的软件环境下进行开发与设计。然而，一切值得期待，未来将在天龙山石窟落地的永久性数字展示环境中，观众不仅可以看到现存遗迹，借助AR技术，拿着iPad等设备就可以在原址看到复原后的造像。

数字修复的一个悖论在于，由于海外散落的造像与石窟本体所处环境不同，呈现颜色、风化程度亦各不相同。有些头像在盗凿时已经损坏了脖颈，原封不动地复制上去，反而有种更加破碎、很不协调的感觉。如果尽量将其恢复到盗凿前的样貌，则需要在对比老照片的基础上，做进一步的学术研究，完成每个造像的恢复不啻写一篇学术论文。显然，最理想的情况是，真实恢复、部分与完全的修复等几种状态，根据不同需求分别加以展示。

也许有一天，作为人类文明的实物遗迹将不可避免地走向消亡，数字化复原的意义，如张晓所说：“假设这个窟完全消失了，用我们的数据模型可以完整复原出来，最高精度可以达到0.1毫米，窟上有个小坑都能复原出来。展示是一方面，保存数据可能是更重要的一方面。”