两千余年前的战国时期，秦国的精锐之师横扫六合，秦始皇自此成为中国历史上第一位皇帝。如今，在秦始皇的“地下王国”，数字化技术正助力这支军阵悄然苏醒。近日，记者走进秦始皇帝陵博物院，探寻前沿科技与古老秦俑“双向奔赴”的故事。
秦始皇兵马俑博物馆一景。孔繁鑫摄
“数字化+考古”，还原遗址发掘细节
传统的实体保护仅能延缓本体消亡时间，而数字化文物保护技术却能使文物焕发新的“生命”。近年来，文物保护修复工作者运用现代科学技术，不断攻克兵马俑文物在考古发掘、保护修复过程中面临的难题。
在考古发掘环节，全流程数字化记录与保护，为兵马俑遗址坑留下了鲜活的原始档案。借助无人机倾斜摄影测量等技术，考古人员得以构建考古发掘现场的实景三维模型，使遗址细节可追溯。同时，数据管理全流程参与——发掘前，通过ArcGIS、ATK等仪器和软件，划定并记录发掘范围；发掘中，对遗迹、出土文物逐一拍照记录，对完整遗迹开展三维扫描以辅助电子绘图；发掘后，将每日发掘日记、照片、考古绘图等资料电子化归档，为后续研究提供数字依据。
此外，红外线热成像与激光扫描等技术，也能够以非破坏性方式深入获取文物与遗址信息。其中，红外线热成像技术可探测土墓壁、陶俑内部结构，识别隐藏其中的结构与空洞，助力研究人员掌握文物构造及保存状态。
去年9月，秦兵马俑一号坑“现场应急保护实验室”、二号坑“考古现场发掘与保护平台”正式建成并投入使用。相关报道显示，这不仅实现了文物从出土环境向文物库房保存环境的平稳过渡，还探索形成了“现场应急保护体系+考古平台体系+专用装备+信息化支撑体系”的秦兵马俑发掘新模式，最大限度降低文物发掘、转运、修复、存储等过程中的环境影响。
秦始皇兵马俑博物馆一景。李伯玺摄
“数字化+修复”，AI大显身手
出土的兵马俑大多由考古发掘现场的碎片拼缀而成，人工完成这项工作不仅非常耗时，且一旦拼错还可能造成差错累积。以兵马俑一号坑为例，在三十多年的接续努力下，已人工修复秦俑1000余件，但这也仅占发现秦俑数的八分之一，如果按照此速度估算，二号坑、三号坑完成修复还需100年。
如何更好地解决这些问题？在兵马俑修复领域，计算机图形图像处理、计算机视觉、人工智能及虚拟现实等数字化技术也正成为“得力助手”，破解传统修复痛点的同时，不断推动秦陵数字化保护工作的创新发展。
“利用三维虚拟可视化技术，通过观察文物碎片的纹理特征和边缘特征，使碎片分类变得精确、简单、直观，为后续的顺利拼接打下基础。”秦始皇帝陵博物院社会教育部中英双语一级讲解员赵红芳介绍说，工作人员会对陶俑碎片进行3D扫描、精细建模，先通过计算机软件虚拟复原、智能拼接，再开展实体修复，提升修复准确性与效率。同时，不少陶俑都拥有了“隐性编码”，借助相关技术扫描，即可快速得知陶俑的考古编号、发掘信息等核心数据，实现“一物一档”管理。
据了解，西北大学科研团队还开发了基于AI的秦兵马俑数字化及虚拟修复技术，通过自主研发三维结构光扫描装置并构建智能匹配计算体系，不仅实现亚毫米级精度建模，将拼接误差控制在1mm内还支持上百块碎片同时处理，有效解决了兵马俑修复难题。
秦始皇兵马俑博物馆一景。孔繁鑫摄
“数字化+展陈”，沉浸感受秦风古韵
如果你使用手机扫描兵马俑二号坑中的平面布局灯箱，屏幕上便会显示战车、鞍马、战马、陶俑等三维模型，详细介绍轻触可得；扫描铜车马结构图，还能直观了解其零件结构及合成的三维过程……这是秦始皇帝陵博物院与科技公司合作推出的AR互动功能。
此外，馆内的数字人等智能导览不仅能为观众提供参观服务信息，还能根据其需求进行个性化互动，提升参观体验的同时，也为文化传播开辟了更加丰富、多元的可能性，让文物与观众之间的互动更为生动鲜活。
秦始皇帝陵数字沙盘、全息投影演示布局。李伯玺摄
历经考古与修复，数字展陈正助力着兵马俑走出博物馆，以更鲜活的姿态与世人见面。如兵马俑外展，其不仅有力传递着中华文化的精气神，“文明使者”的角色也日益深化。
由于兵马俑形体巨大和运输的困难性，其运输、展出的条件都有很大的限制。秦始皇帝陵博物院于2012年起陆续开展兵马俑三维扫描工作，支撑起3D打印展示系统，结合裸眼全息技术突破实体运输限制；2017至2019年迭代升级的矩阵全景系统实现了遗迹500亿像素级数字化存档，其毫米级精度可让观众辨识一号坑每一尊陶俑的面部特写。
在数字化技术加持下，观众走进“平行时空·在希腊遇见兵马俑”成就回顾展，就可以通过高精度数字采集技术构建的沉浸式全景漫游，身临其境地感受希腊国家考古博物馆及中国兵马俑考古遗址。
兵马俑展厅内，观众体验碎片虚拟拼接与修复。李伯玺摄
赳赳兵马俑，秦风烁古今。数字化技术持续演进，“唤醒”了深埋于地下两千多年的兵马俑军团，不仅让观众更深入地触摸古代文明，更让千年文物焕发新的生机，绽放新的光彩。不难想象，倘若这一军团在赛博空间里“新生”，又将是何种气势！
（光明网记者 孔繁鑫）
