在计算机虚拟现实环境下，经过数字聚合复原的《文昭皇后礼佛图》浮雕被虚拟“嵌回”后宾阳中洞。受访者供图
2023年1月，一座等比例的北魏《文昭皇后礼佛图》浮雕残壁的实物模型，出现在龙门石窟的宾阳中洞，模型材料是高密度泡沫表面附着了一层3厘米厚的石膏，石膏白的残壁模型上，密集重叠，顾盼照应的人物，人与人的空间、人体的曲折起伏都用线勾勒，特别是衣纹的处理，舒展流畅、疏密有致，颇有汉代画像砖以线求形的气韵。
《文昭皇后礼佛图》是龙门石窟宾阳中洞东壁上的浮雕，创作于北魏年间，是中国古代文化发展史和造型艺术史上具有特殊文化蕴含的重要作品，在完好传世1408年后，于1932年前后被盗凿破坏，数千碎块流散海外。
90年后的今天，通过聚合收藏在海外博物馆浮雕碎块、宾阳中洞残壁母体、浮雕原始拓片和历史照片所提供的信息源，西安交大艺术系教授贾濯非带领他的研究团队虚拟复原了《文昭皇后礼佛图》，并虚拟“嵌回”宾阳中洞残壁母体，与母体合壁复位。
“宾阳中洞的模型，是我们在计算机虚拟现实环境下，通过数字聚合、调整原始照片镜头形变、对齐特征点后复原得出的浮雕轮廓线，通过机器人雕刻到石膏残壁模型上，用于验证轮廓线与残壁之间的空间位置，这只是数字复原路径中的可行性试验环节，最终研究成果都将在电脑里显示。”
贾濯非告诉记者，目前一些博物馆在做的“数字化存档”，是以数据保存文物信息。“而我们做的，是虚拟现实状态下的跨时空数据聚合、重组，以及逆向造型和原境还原”，这是文物保护利用和文化遗产保护传承以及造型艺术史研究的一个全新方向，“历史的伤痕我们不会忘记，但通过学术和科学的方法，我们可以为文明步履相互碰撞的伤痕抚痛疗伤”。
龙门石窟研究院院长史家珍认为，通过《文昭皇后礼佛图》的数字还原，第三方学术平台把海外流散的中国文物的信息带回中国研究和复原，再将文物母体原境的信息整合，共享给收藏这些中国文物的海外博物馆，让它们能展示更加完整的东方文化和艺术，这是一种新路径的探索。
瑰宝的陨灭
龙门石窟所在西山北端的宾阳中洞，马蹄形穹庐顶的洞窟依然保持着北魏初创时的恢弘壮丽。
根据《魏书》记载，景明元年，北魏世宗宣武帝遵循平城时期在京郊为先帝开窟造像祈求福报的传统，为了给父亲孝文帝和母亲文昭皇后追福，诏令在洛阳城南的伊阙山主持开凿洞窟。
宾阳中洞是中国正史中唯一对洞窟开凿过程进行明确记载的石窟造像工程，历时24年，于公元523年完工。不同于龙门石窟中许多洞窟经过多代续凿，宾阳中洞的建造过程一气呵成，而且满工雕刻没有留下一丝空白。
宾阳中洞《帝后礼佛图》残壁。新京报 陈杰 摄
窟口的左右两侧偏下部原有四层浮雕，遍雕经变故事、佛传故事、皇室礼佛行列以及十神王像。自上而下的第三层，各有一幅大型连环画式的浮雕，每幅高约200厘米、宽约250厘米，北面为北魏《孝文皇帝礼佛图》、南面为《文昭皇后礼佛图》，合称《帝后礼佛图》，整个画面应当是符合规制下的一次北魏皇室行香供佛的命题创作。
贾濯非说，《帝后礼佛图》的原始位置，处于窟口内壁下端，且画面还略微跨越内侧壁，形成了一个横向带转折的L形空间布局，这样神秘、隐蔽的位置布局，观看者非得进入洞窟之后，再转身朝向光亮晃眼的窟口，目光向下约呈45度角在暗处搜索，定睛细瞧才会注意到此浮雕。浮雕所展现的静穆有序的多人队伍，以及礼佛者虔诚、肃穆、宁静的心境，无不彰显着皇家的累世善行和帝后的威仪。
但现在，这里只能见到浮雕被敲凿后留下的斑驳残破的壁面残框。四层浮雕一共有76身造像丢失，1500年来，开凿洞窟的发愿者想要沟通人世和天界的欲求戛然而止。
龙门石窟研究院路伟、焦建辉编著的《龙门史话》一书中，详细介绍了《帝后礼佛图》被盗凿贩卖的历史。上世纪30年代，美国人史克曼授命为他所服务的美国堪萨斯城的纳尔逊-阿特金斯艺术博物馆(以下简称纳尔逊博物馆)来中国收购文物，1931年，他第一次来到龙门石窟，看到宾阳中洞还是完好的《帝后礼佛图》，并制作了拓片。1932年末，他开始在市场上见到了龙门石窟的碎片，写信给民国政府建议加强保护。
数字复原路径中的可行性试验环节，机器人将复原后的浮雕轮廓线雕刻到石膏残壁模型上，用于验证轮廓线与宾阳中洞礼佛图残壁之间的空间位置。新京报记者 陈杰 摄
1933年史克曼第二次到达龙门石窟，发现《文昭皇后礼佛图》已经部分被盗凿，1934年第三次来龙门，两侧礼佛图都已不翼而飞。他担心这种破坏会继续下去，开始在市场上广泛收集皇后礼佛图浮雕的碎块，这些残块现在是纳尔逊博物馆《文昭皇后礼佛图》的一部分。
1939年-1941年，史克曼用了两年时间，对照着浮雕拓片和老照片，甄别出1500多块浮雕残片，仅拼接修复出皇后礼佛图东壁部分，约完整浮雕的三分之二，东壁浮雕中有11个人物，只有9个头像有残块。头像、衣纹等缺失部分，博物馆请雕塑家用石膏填充补足，再着色仿旧。
纳尔逊博物馆的老馆长马克先生曾对贾濯非说，史克曼在世界各地都买到过皇后礼佛图浮雕的碎块，但他没能把它们都买下来。“如果你看到这件作品的原始记录性照片，就会知道今天在纳尔逊博物馆展出的只有不到一半的人物形象是原始的”。
龙门石窟石窟研究院信息资料中心主任高俊苹说，作为石窟寺整体环境的一部分，这些原本不可移动的佛教造像还有泥塑，素不在中国传统文玩之列，却为西人所重，尤其是古代雕塑，1907年法国汉学家沙畹考察龙门，发表《北中国考古图谱》一书，这本书收录了龙门石窟老照片123张，是公开发表的龙门石窟数量最多的一批图像资料，在西方国家的影响很大。
在西方收藏热下，进而引发了贩卖和盗掘。19世纪末20世纪初，中国石窟寺的破坏都与当时跨国文物商有关。北京文物贩子岳斌(1953年被判处死刑，死在狱中)就勾结洛阳当地文物贩子、保甲长和土匪趁乱世盗凿，同时还为牟利制造了很多假碎片，然后将《帝后礼佛图》真真假假的碎块分批卖往国外。“1953年，青岛海关、上海海关拦截到了没来得及运出去的一些碎块，后来这些碎块辗转回到龙门石窟研究院，现在我们开展的数字回
归项目就是基于这样一个基础”，高俊苹说。
《孝文皇帝礼佛图》和《文昭皇后礼佛图》，被人为拆解移动、盗凿贩卖，离开了母体与故土，几经辗转之下，如今分别被美国纽约大都会博物馆和纳尔逊博物馆收藏。
除了《帝后礼佛图》浮雕，宾阳中洞被盗凿的胁侍菩萨。新京报记者 陈杰 摄
数据聚合逆向探寻
2018年6月，在美国堪萨斯城的纳尔逊博物馆，贾濯非第一次见到了《文昭皇后礼佛图》的展陈实物。隔了几个月，当他在芝加哥大学东亚艺术中心看到纳尔逊博物馆拼接《文昭皇后礼佛图》碎块的老照片时，他说，“我就快落泪了，那些杂乱的碎块，看起来就像一堆石头垃圾，那时我激动的是怎么能把原作找回来，这事太重要了”。
此线稿依据宾阳中洞浮雕残壁3D打印所建数字模型正投影轮廓。参照了沙畹、常盘大定、弗利尔等在上世纪30年代浮雕被盗凿前所拍摄的老照片。《在洛阳》供图
贾濯非说，宾阳中洞是石灰岩材质，不仅致密且又硬又脆，根据碎块痕迹推测，当年盗凿者工具原始，匆忙作案中，有的石匠就是用火烧、用水浇来将浮雕剥离，导致大的碎块有乒乓球拍大，小的只有指甲盖大。
一旦脱离原境，文物就变成了文化的“碎片”，尽管纳尔逊博物馆对碎块进行了拼接，但因当时技术落后、参照物有限，修复后有形无状，神韵不再。芝加哥大学东亚艺术研究中心主任巫鸿曾经对媒体表达，“它们所承载的中国文化，也因此变成了浅层的、浮皮潦草的，不再完整。”
但实体文物回归并非易事。虽然文物流失国追讨有1970年与1995年两份国际公约作为法理依据，但它们仅适用于公约生效以后被盗和非法出口文物的返还，而且仅适用于缔约国之间，一些主要的文物流入国并不是这些公约的缔约国。
如果要依据文物所在国的国内法进行追索，通常也会遇到诉讼时效的障碍，以及对于善意持有人的界定及其救济问题。所以，龙门石窟研究院的相关人士告诉记者，目前直接通过外交或法律途径解决实体文物回归，困难重重。
目前一个可行的办法，就是数字化回归——以数字技术聚合流散海外的中国文物“碎片”，还原其完整面貌和历史原境，进而展示其深层文化内涵。
贾濯非是中国最早尝试将三维数字技术应用于雕塑教学和创作的艺术家之一，2015年，在唐仲英基金会支持下，芝加哥大学东亚艺术研究中心与西安交大艺术系三维造型艺术现代数字技术应用研究中心，正式启动“海外流散中国文物数字工程”，首个项目是北京智化寺万佛阁藻井的数字重建。
团队成员小心翼翼地拖动一些虚拟的“碎块”，仔细比对它在残壁模型浮雕轮廓上的位置关系。新京报 记者 陈杰 摄
“海外流散中国文物数字工程”的主要模式是：与海外博物馆合作，借助三维扫描技术对海外流散的中国文物进行数据采集，再与中国国内流散文物原址的文物保管单位合作，扫描被破坏的遗址原境，然后将文物与遗址这两套三维数字模型进行匹配和综合，实现对原境的重构。最后，是在此基础上进行的深度研究。
“海外流散中国文物数字工程”负责人之一，芝加哥大学艺术史系副教授林伟正表示，西安交大团队的出色工作，已经把海外流散中国文物数字工程的数字修复水平提升到了很高的层次，现在和龙门石窟研究院、美国纳尔逊博物馆、西安交大三维造型艺术现代数字技术应用研究中心的合作，会首先从《帝后礼佛图》开始，龙门石窟宾阳中洞大还原计划也在酝酿中。
龙门石窟研究院院长史家珍告诉记者，应该理性面对历史上的海外流散的中国文物，从人类文化交流的层面和和学术角度，研究院也一直在探寻新路径，力求赋予龙门艺术更强大的生命力，“我们开创了“友好合作、多轨并一、数据聚合、成果共享”的流散文物保护利用的“龙门模式，大家看到的会是一个不一样的龙门石窟，是一个融合了学术、技术与艺术的有完整气韵的龙门石窟”。
浮雕残块两次重组2D模型与残壁正投影重叠，寻找纳尔逊博物馆浮雕存在的可能问题。受访者供图
气韵重现的挑战
2019年2月，贾濯非和西安交大艺术系教师欧阳振宇等携带专业设备赴美扫描了纳尔逊博物馆的《文昭皇后礼佛图》浮雕实体。2020年1月，又对保留在纳尔逊博物馆仓库中的2000多块碎片进行甄别判定，这些碎片是当年史克曼进行拼接时被认为的赝品。
仓库在一座被掏空的山体里，里面的中国文物都保管得非常好，恒温恒湿，随时会有检查。贾濯非看到的这2000多块大部分是一般的石灰石碎块，但也不排除还有浮雕的原始碎块。贾濯非说，对这些碎片他们做了重点挑选和多角度拍摄，已经发现一个头部和一些衣纹碎块可以被认定是真品。
2020年11月，团队对龙门石窟宾阳中洞的浮雕残壁进行了扫描，离散文物实体与母体的数据采集阶段完成，但这只是浮雕虚拟造型还原研究的前期准备工作，接下来还要做浮雕造型还原和原境还原。
团队将3D打印出来的等比例纳尔逊浮雕模型，和等比例龙门石窟研究院院藏的2000多块浮雕碎块模型，进行了对比挑选。受访者供图
当年纳尔逊博物馆基本是根据拓片和照片来拼接的，但贾濯非认为，拓片制作时，宣纸延展附形，托裱展平后会有形变。而光线通过镜头进入相机，会发生镜头焦距变形，所以照片中的形象会有一些畸变。这些导致了纳尔逊博物馆内的浮雕实体形“散”，丧失气韵，甚至还有一些拼接错误，有的人物的脸型都是不对的。
但在当时，将支离破碎的碎块拼成浮雕，博物馆已竭尽全力。“如果没有史克曼搜集的这些碎块，今天我们完全没有办法对这块浮雕进行数字复原。”贾濯非感叹，即便到了今天，有了各种先进的数字技术，要对高度碎片化的《文昭皇后礼佛图》进行数字复原，仍然是一个相当艰巨的任务。
对于此番造型还原，贾濯非认为建立基础数据模型的五大关联要件缺一不可：宾阳中洞残壁的扫描模型作为母体基础模板, 提供了100%信息源;纳尔逊博物馆浮雕扫描模型，作为原始浮雕的DNA信息，提供了65%信息源;浮雕原始碎片作为皮肤，提供了29%信息源;原始照片展现浮雕的轮廓气韵，有信息源，但清晰度欠佳;作为骨骼构架的浮雕原作构成信息,比如头像造型、衣物造型的起位，形体压缩程度等信息源完全缺失，“但这可以通过其他信息源数据模型的聚合、解构、重构以及实体塑造来补充。
2020年12月，以残壁为基准建成三维虚拟空间统一坐标系统，接下来所有浮雕造型复原虚拟现实研究都将统一在这个系统中进行。
具体复原方式首先是在在统一坐标系中，通过调整老照片镜头变形，对齐老照片与残壁的共有特征点，使残壁正投影和老照片正投影重叠，获得浮雕在残壁上的原始轮廓线以及准确位置;提取纳尔逊博物馆扫描浮雕的碎块数据，同时对照老照片在残壁三维模型上的正投影原始轮廓，定位每块碎块模型在残壁上的精准位置和组合关系，并发现了纳尔逊浮雕中可能有的假残块。
距离龙门石窟380公里外的西安交大的一个工作室，团队里的蒋耀正操作鼠标，在计算机屏幕上小心翼翼地拖动一些虚拟的“碎块”，仔细比对它在残壁模型浮雕轮廓上的位置关系。三维立体激光扫描也会出现形变，多处细微形变一叠加，画面就会走样，如果是纯三维扫描团队，很难发现这些细微差别。
“团队成员都是学雕塑的”，欧阳振宇说，对造型艺术文化遗产的还原研究，先进技术是手段和真实性科学性保证;艺术才是造型艺术遗产的灵魂，还原有温度的造型特征、视觉感受和整体气韵体验，艺术造型专业人员的实践经验和艺术素养是必不可少的要素之一。
“当石块碎到指甲盖大小，已经很难识别它最开始的位置了，”贾濯非说，实体浮雕就像是“骨架”，骨架搭起来了，要靠眼睛才能精准找到小碎块的位置，这是一种可行性试验。
实体塑造试验按1:3小比例和1:1等大比例的泥塑模型分两次完成，反复对它们进行扫描建模，与虚拟复原浮雕模型等多层数字模型叠加验证，反复纠错，直到造型趋于一致，从而获得接近浮雕原作的泥塑造型实体。这一步也解决了之前信息源完全缺失的五大要件之一——浮雕原作的起位基点和高差等构成信息。
接下来，纠错信息不断互递于虚拟与现实之间，最后以虚拟现实和现实实体两种形式完成了纳尔逊博物馆浮雕碎块数据的解构、重构过程以及浮雕造型的逆向还原。
《文昭皇后礼佛图》的数字重建还有最后的工作，在虚拟空间里，因为三维模型的表面是没有质感与颜色的，需要用文物表面的高清图片覆盖到模型上，这也是一个专业性极强的工作，重构以后的碎块表面信息将被移植贴附到每个碎块在浮雕原作上的应有位置，同时还有整块浮雕被虚拟“嵌回”后宾阳中洞的模样。
流散文物数据共享
中国文化遗产研究院教授级高工黄克忠认为，数据聚合还原这项研究意义重大，是在文物领域开启了流散文物数字复位母体的新突破。
不过，要对更多的海外流散的中国文物进行数字聚合复原，绝非易事。技术难度是个挑战。流散文物的数字复原是一个多学科交叉的前沿课题，根据文物性质的不同，被破坏的程度不同，每个复原方案都需要量身定制，没有通用的模式或者算法可借鉴。
为了定位纳尔逊博物馆浮雕碎块模型在残壁模型上的精准位置，贾濯非将1537块碎块模型简化成1272块，用眼睛，按照边缘定位的办法一个个仔细比对它在残壁模型浮雕轮廓上的位置关系，“参考照片都是不同角度，不同光线下照的，这种情况下，现在的算法很难做，这时候就得靠艺术家的眼睛和经验，文物有一种独特的古代韵律美，机械的复制会让这种味道消失”。
数控机器人在雕刻浮雕轮廓线。《在洛阳》供图
但最大的挑战是学术领域之外的各类不确定性，这是一个需要跨国合作的巨大工程，但是在复杂动荡的国际环境下，“每一步都需要很谨慎”，贾濯非说，海外流散的中国文物话题敏感，有的海外收藏单位不愿意信息公开，担心这将带来归还原物的要求，最开始的态度相当谨慎，甚至拒绝。
在研究《文昭皇后礼佛图》数字修复方法论的同时，海外流散中国文物数字工程团队也在不断探索行之有效的合作机制，来尽力消除跨国合作的障碍，保护人类共同的文化遗产。
首先，是将“海外流散中国文物数字工程”打造为一个公正可信的第三方学术平台——“海外流散文物数据库”。该平台的牵头方为国际、国内著名大学研究团队，资助方为长期资助中美教育、社会公益事业的非政府组织。
其次，是对于流散文物的原始数据，国内外博物馆和位于文物原址的中国文物保管机构不进行直接交换，而是分别以授权的形式，将原始数据提供给“海外流散文物数据库”。
第三，是站在保护世界文化遗产的高度，让所有参与方在非商业领域共享数字复原的成果，共享数字复原成果的版权。而具体的共享方式、共享程度，由相关海外博物馆和中国文管机构共同商议决定。
根据“海外流散中国文物数字工程”的共享机制，在数字聚合复原完成后，所有参与方都可以得到一份相关文物的“全息信息包”，它的内容可能包括文物原境VR导览系统和实体模型。
届时，收藏这些中国文物的海外博物馆和位于文物原址的中国文管机构，都可以以“全息”的方式，或者3D打印的光敏树脂实体，在宾阳中洞原境的光线、角度和位置上，体会古代工匠力求的那种感染力，那种沉浸与满足，向国内外观众展示这些文物完整的前世今生。
2023年1月13日，龙门石窟宾阳中洞，龙门石窟研究院院长史家珍（左）和贾濯非现场交流虚拟复原的《文昭皇后礼佛图》一些细节还原问题。新京报 陈杰 摄
数字技术与虚拟现实技术到底会给石窟寺带来什么?
云冈研究院院长、北京大学教授杭侃认为，数字技术会带来一场革命性的变革，这个变革会非常巨大，包括考古人的工作方式、考古报告的出版方式、保护管理、展示利用等方方面面，“但变革还没有真正到来，还做不到真正的“多规合一”，还存在很多问题，这是我们要努力的方向”。
敦煌研究院文物数字化研究所副所长丁晓宏认为，数字技术最终的目的不是把这些数据作为一堆资料保护在那儿，更多的是能够作为学科交叉的支撑，来支撑整个文物保护行业作为一个全面的体系化的工作来开展。
浙江大学文化遗产研究院副院长李志荣认为，在《帝后礼佛图》的数字复原方面，龙门石窟研究院学术工作组织和管理最醒目的特点，就是其秉持的开放性和多学科合作的综合性，“数字化”又使之具有了动态性和系统性，令人印象深刻。
2023年1月14日，“复位合璧，光华在线”——龙门石窟流散文物数据聚合成果专题展在洛阳博物馆开幕，首次集中系统展现了近年来龙门石窟研究院将三维数字技术运用于流散文物数字复位研究工作所取得的成果。目前国家文物局也批准了龙门石窟开展宾阳中洞的测绘勘察与保护展示提升项目。
只有这个洞窟还维持着1500年前的原貌，高俊苹介绍，在早上，站在这里就能看到东方初升的太阳，这便是宾阳洞名字的由来。“站在宾阳中洞，我们不仅能看见太阳，还能以此倒推出曾经的历史，感受到艺术的表现力，还有丰富的情感”。
“我们今天所做的绝不仅仅是对一两件时空离散文物的虚拟造型复原工作，而是在探索、开创具有人类文明普遍意义的世界文化遗产保护和研究新方法、新领域。学术合作完成的是对人类文化遗产历史遗憾的逆向探索和修复”，贾濯非说。
新京报记者 刘旻
编辑 胡杰 校对 李立军
