革命文物数字化保护与利用

摘要：革命文物凝结着中国共产党的光荣历史，展现了近代以来中国人民英勇奋斗的壮丽篇章，是革命文化的物质载体。本文以渡江胜利纪念馆为例，基于馆藏革命文物保护现状分析，探讨革命文物数字化保护方式和技术难点，并就数字化保护成果转化和借助新媒体传播方式提出了设想。

关键词：革命文物；数字化保护；红色资源传播

党的十八大以来，在以***同志为核心的党中央坚强领导下，各地区、各部门扎实推进革命文物工作，革命文物家底基本摸清，革命文物保护状况持续改善，革命文物教育功能不断强化。①通过融通多媒体资源、推进“互联网+”革命文物建设、建立革命文物大数据库、运用数字化技术提升革命文物展示水平等一系列举措，对革命文物进行全景式、立体式、延伸式展示宣传，传承革命传统，弘扬革命精神。

基于此，渡江胜利纪念馆顺应时代发展要求，针对革命文物保护、管理、展示中的难点问题以及日益增长的全民文化遗产享用需求，以积极推动革命文物数字化保护、研究、利用为目标，以全面提升红色文化教育传播能力为宗旨，组织实施革命文物数字化保护项目，力求通过现代科技手段保护好、管理好、运用好红色资源。

一、馆藏革命文物保护现状

渡江胜利纪念馆新馆于2009年在三岔河建成，总建筑面积约7000平方米，占地面积2.5万平方米。馆内珍藏文物1140余件，其中以电报、书信、字画、奖状等为代表的纸质类文物占比约52%；以子弹袋、衣物、手帕、皮包等为代表的棉麻纤维和皮质类文物占比约13%；另有占比约25%的武器类藏品和占比约10%的金属及其他类藏品。

从上述统计中不难发现，馆藏文物中大部分为纸质类文物，而这类文物对储存环境温、湿度的要求最为苛刻。纸张的主要成分为植物纤维等有机成分，分解、老化速度快，不易长久保存。过大的温度变化差异不仅会使植物纤维快速热胀冷缩导致纸张变脆易碎，温度过高时还会加速水分蒸发产生较多的水蒸气，导致纸张受潮，不仅容易滋生青霉菌、曲菌等微生物，还会加速纸张成分分解，文物上重要的信息内容也易发生褪色，如果不及时抢救，会大大降低文物的研究价值。②渡江胜利纪念馆临江而建，加上南京梅雨季节持续时间长，导致展厅和库房常年处在高湿环境下，不仅是纸质类文物，棉麻纤维、皮质、金属类文物的安全保存也极为困难，特别是对文物进行深入研究时，离开恒温恒湿环境，无形中对文物造成了二次伤害，有一些关键信息，可能就在不知不觉中永远丢失，所以加快推进革命文物数字化保护项目的实施迫在眉睫。利用科技手段对文物进行完整、高精度信息采集与加工，实现文物客观、完整的数字化存档，从而支持文物真实有效的永久保存与展示利用，既能避免文物本体信息受周围环境影响产生不可逆损坏，又能以详实、严谨的文物数字档案支撑未来的修复修缮工作，同时降低工作人员反复提调文物、接触文物本体所带来的风险。

二、革命文物数字化保护方式

（一）基础性保护措施

虽然数字化保护技术不用接触文物本体，但基础性保护措施是否行之有效直接关系到数字化保护成果的质量。这次数字化保护项目开始前，渡江胜利纪念馆在文物基础性保护工作方面做足了准备。针对展厅和库房环境湿度波动较大的问题，在全馆整体修缮改造中，按照文物恒湿标准采购了一批恒湿展柜和恒湿储藏柜，着重保护纸质类和棉麻纤维类等易受湿度影响的文物。在实际操作中，还发现这类文物藏品并不适应湿度的大范围波动，突然进入低湿度环境，文物表面水分流失过快，也会造成不可逆的影响，所以需要逐步调整湿度范围，让文物状态逐步稳定。同时之前的高湿状态已经不同程度地在文物表面形成了一些肉眼无法观察到的有害菌体和虫卵，需要在状态稳定后通过熏蒸消杀技术对文物进行全面消杀，消杀后虫害菌体被彻底灭杀，棉麻纤维、皮毛类文物本体的稳定性和材质的柔韧性得到提高；木质、纸质类文物本体的稳定性和强度得到明显增强。确保在实行数字化保护时，文物状态达到最佳。

（二）细分数字化保护类別

为最大限度地发挥红色资源价值，对于革命文物数字化建设，项目基于文物本体的实际情况和展示教育需求，细分数字化保护类别，分别采取最合适的采集手段，杜绝无效投入和重复建设。目前数字化保护类别可以划分为大型可移动文物的三维采集、非平面等级文物的三维采集、遴选文物的多角度高清环拍、文献类文物的数字扫描和文字识别等四大类。根据以上类别，按照等级、材质、体量、保护迫切性等几个方面分别遴选相应的文物。

（三）数字化保护技术支持

1.大型可移动文物的三维采集

“京电号”小火轮是渡江胜利纪念馆馆藏的国家一级文物，见证了南京解放，享有“渡江第一船”的美誉。船体钢制，长23.1米，宽4.25米，高6.2米，排水量49.84吨。2009年4月在下沉式广场展出以来，长期经受高温暴晒与雨水侵蚀，船体曾一度出现不同程度的腐蚀。2019年开始对船体的金属和木构件进行保护修复，修缮一新的“京电号”小火轮改善了保存状态，增强了视觉效果。“京电号”小火轮保护修缮工作虽初见成效，但船体露天展示，仍面临较大的文物安全威胁，蕴含重要历史信息的文物细节存在不可逆逝去的可能性，亟须开展数字化保护工作。作为本次数字化保护项目中唯一的一件大型可移动文物，计划对外观和内部结构进行精细化数据采集、三维建模及可视化展示。同时由于体量巨大，也是本次保护工作中难度系数最高的。

对于“京电号”的三维采集，将采用地面三维激光扫描仪采集点云数据，配合3DMax三维建模软件构建实体形状，再通过高清拍照采集材质纹理进行贴图，最后导入Unity3D中生成动画。点云数据采集是目前广泛使用的三维扫描方式，通过采集目标文物表面的空间几何点而形成三维空间数据集合，点云数据包含了几十万至上百万个扫描点，这也使得点云数据的处理变得非常复杂。实际操作中，点云数据的采集极易受到周围环境的影响，“京电号”小火轮处在室外，环境光源复杂多变，同时船身呈多几何曲面，会导致采集的点云数据出现噪点。在处理噪点过程中，虽然多个曲面几何特征可以数据精简，但某些过滤后的特别复杂的、曲率变化过大的实体点云数据依然难以处理，所以在三维建模前可以考虑将复杂的整体点云进行分割，再进行整体匹配，恢复原始实体的形状。③

2.非平面等级文物的三维采集

遴选22件修船工具、支前工具、荣誉勋章、皮革包具等一、二级非平面可移动文物进行三维数据采集。由于上述文物体量较小，所以选用手持式三维激光扫描仪采集点云数据，手持式三维激光扫描是一种非接触式，可快速、精细化获取文物信息的高新技术，它具有轻便、高速、高精度的特点。依据文物精准空间点云数据和高清纹理影像，可精细化还原文物三维空间信息。

室内点云数据采集需要根据不同文物体积、大小、质地，合理布置扫描环境和布设文物扫描靶点，纹理影像采集单张影像像素不低于3600万，影像拍摄时，拍摄标准24色卡用于后续校色，相邻影像间重叠度不低于35%，以便后期纹理贴图校准。将用于贴图的影像导入到Photoshop中进行正射处理，提取需要采用透明贴图的区域，并对整个图片的色差及完整性进行优化处理，根据文物材质的不同给予分块模型不同的标准材质，并发送至Mudbox软件进行贴图制作，完成后导出纹理贴图数据，在3DMax里打开材质编辑器，选取一个材质球，把保存的带有UV线的图片拖入材质球中，将贴图赋予三维模型。同时Photoshop也可以为3DMax材质贴图提供高效率制图和修改，同时打开Photoshop与3DMax，将Photoshop制作的图片与放置在3DMax的材质球关联起来。当在Photoshop中进行修改保存时，3DMax的材质关联会进行实时的更新不用重复多余的步骤④。

3.遴选文物的多角度高清环拍

馆内部分公文包、文件箱、衣物等珍贵可移动文物虽然未定级，但每一件革命文物藏品的背后都有一段可歌可泣的故事，加上战争时期保存条件有限，相当一部分文物存在磨损、泛旧、漆皮脱落等问题，所以本次数字化保护项目特别遴选出40件有故事可说的珍贵文物进行多角度高清环拍，所选文物尺寸相近，纹理、结构复杂程度基本一致，采集处理难度相差不大。需要注意的是，影像成品要满足色调均匀、纹理清晰、层次丰富等要求，不可出现明显的影像模糊、噪点、扭曲、错开、裂缝、漏洞、污点等情况。

将采集到的数据应用在AR体验系统中，最终输出为可以与观众互动的程序。AR名词解释是增强现实技术，其与虚拟现实VR的最大不同在于增强现实的虚实相结合。其可以将屏幕中显示的信息附着到真实物体上，再由触觉进行交互操作，让三维物体出现在用户面前并执行使用者的命令。⑤观众可以通过手机扫描展厅中预先设置好的关键点，从而将虚拟文物在现实场景中再现，并可以360°旋转观看，任意放大缩小，配合文物故事介绍，提高观众的观展体验。

4.文献类文物的数字扫描和文字识别

馆内1420页的书信、手迹、日记等各类档案文献是承载红色基因最重要的载体，随着时间的流逝，相当一部分手写文献出现了不同程度的字迹模糊。所以对于这类文物的数字采集，难度不在数字扫描，而在文字识别。中文手寫识别由于信息的获取形式不同，可以划分为非在线中文手写识别和在线中文手写识别两种。在线中文手写识别所处理的手写体汉字是书写者通过物理设备在线输入获取的文字信号，笔画的顺序通过计时器采样实时输入计算机中。非在线中文手写识别所处理的手写体汉字是通过扫描设备或手机摄像头等图片抓取设备采集到的手写汉字图片。⑥这里主要采取的是非在线中文手写识别技术，虽然这项技术已经发展多年，但一些战地日记或书信本身在记录时受当时环境影响就习惯用草写或简写，给识别造成困难，所以很大一部分文字识别工作还需要人工进行，将采集到的扫描文件上传云端，让更多军史专家或对那段历史感兴趣的人共同参与研究，也不失为一条捷径。

（四）数字化保护成果转化

革命文物数字化保护完成后，除了将采集数据上传至数字资产管理系统中外，关键在于将成果合理转化并有效利用。制作“京电号”小火轮数字复原动画，展示“京电号”小火轮主体结构、制作工艺、运行原理等；选取珍贵革命文物，创意制作文物展示小动画，开发AR体验系统，观众通过手机扫描革命文物，即能观看AR动态演绎内容，获悉每件文物本身的功能及背后的故事；开发全景数字纪念馆，提供渡江胜利纪念馆展厅全景展示，为观众带来便捷的个性化线上观展体验；通过文献类文物深度挖掘渡江战役人物历史故事，进一步丰富渡江战役知识库内容，借助新一代线上展示交互技术，为研究人员和观众提供知识服务，拓宽红色资源传播途径，促进红色文化遗产可持续发展和永久保护传承。

三、结语

庆祝中国共产党成立100周年之际，中共中央总书记***在主持中共中央政治局第三十一次集体学习时强调，红色资源是我们党艰辛而辉煌奋斗历程的见证，是最宝贵的精神财富⑦。作为革命纪念馆要强化革命文化的精神内涵挖掘，加快促进革命文物数字化、信息化，让革命文物数字保护成果，不断丰富革命文物展示内容，创新革命文物展示方式，提升服务水平，让收藏在博物馆、纪念馆里的文物“活”起来，以更好地发挥其在激发爱国热情、凝聚人民力量、培养民族精神方面的重要作用。

作者简介

蒋彬彬，1982年6月生，男，汉族，江苏南京人，馆员，本科，研究方向为文物保护与利用。

注释

①中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于实施革命文物保护利用工程（2018-2022年）的意见》，国家文物局网，http：//www.ncha.gov.cn/art/2018/7/29/art_722_151073.html，2018-07-29。

②吕毅：《浅析馆藏纸质文物的保护与利用》，《中国民族博览》，2019年第14期。

③周华伟：《地面三维激光扫描点云数据处理与模型构建》，昆明理工大学，2011年。

④翁倩：《VR动画中器物材质的表现研究》，广州大学，2018。

⑤闫云轩：《“南海一号”APP创作中的AR技术应用与探究》，广州大学，2019年。

⑥胡晋宜：《文字识别技术在人事档案工作中应用的前景研究》，《中小企业管理与科技》，2020年第25期，第180-181页。

⑦来源于《思想政治工作研究》：***在中共中央政治局第三十一次集体学习时强调：“用好红色资源赓续红色血脉，努力创造无愧于历史和人民的新业绩。”