地处江南灵秀之地的武汉大学和身居大漠戈壁的世界文化遗产敦煌莫高窟似有某种因缘。武汉大学史学教授唐长孺是敦煌吐鲁番出土文书研究大家，老先生穿越迷障般的天书，去触摸久远的历史真相。今天，著名摄影测量与遥感学家、两院院士、武汉大学李德仁教授领衔的敦煌莫高窟数字化工程，以三维重建方式，力图将久远的历史还原到最本真的状态。
女科学家接续与敦煌的缘分
敦煌莫高窟位于丝绸之路上，始建于公元366年，现存洞窟735个，其中有壁画彩塑的洞窟492个，壁画4.5万平方米，彩塑2415尊，唐宋木构窟檐5座，是世界文化瑰宝。
由于气候、人为各种因素的影响，两成壁画不同程度受损。第156窟的墨书《莫高窟记》，在上世纪60年代尚依稀可见，如今已经看不到了。
举世关注的敦煌保护，其实早已结下一位有缘人——武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室教授朱宜萱。
1963年至1967年，朱宜萱在敦煌进行航空摄影测量外业工作。风华正茂的她和年轻的队友们在陡峭的岩壁台阶、狭窄的木头栈桥攀上爬下，测绘过、参观过莫高窟许多洞窟。
2006年，刚退休的朱宜萱，到香港为主持了10年的志莲净苑数字化工程做最后的验收。
香港志莲净苑是仿唐木构佛寺建筑群，以敦煌莫高窟第172窟的壁画为蓝本。
“我们对它的每一个构件进行了数字化处理，在计算机中再建了一座完整的三维动态数字化志莲净苑。”朱宜萱教授日前向记者介绍，该工程2008年获得中国测绘科技进步一等奖。
敦煌研究院院长樊锦诗同时在志莲净苑进行学术访问，她与朱宜萱一见如故，文物数字化成为两人探讨的课题。
这课题，连结着另一位大家——朱宜萱的丈夫李德仁院士，他正大力推进文化遗产数字化技术。
受樊锦诗之邀，李德仁与朱宜萱等专家当年赴敦煌考察。
佛教洞窟艺术幻化为超越时空的数字
经磋商、论证，李德仁院士“让敦煌在数字中永生”的设计清晰起来。
具体说，运用现代摄影测量与遥感科技，将敦煌莫高窟进行三维数字重建，在计算机上建立一个与戈壁滩上的敦煌一模一样的立体敦煌。当我们点击电脑上的敦煌时，我们能从任意视点观察现实中肉眼难以看到的细节，其精细、精准的程度，足以供考古学者作为第一手的材料。
2007年11月，白雪皑皑的敦煌，迎来了武大测绘遥感信息工程国家重点实验室李平湘教授带领的达汉桥、黄先锋、杜志强、张志超等师生。
在国家测绘地理信息局的支持下，他们用先进的激光扫描仪，采集第158窟内部和“九层楼”(莫高窟标志性古建筑)外部结构的数据。
这一刻应该被铭记，第158窟名涅槃窟，唐代遗迹。释迦牟尼涅槃像长15.65米，是现存的最具艺术价值的涅槃佛像之一。自这座佛像开凿以来，人类第一次对他进行如此精准的测量。
在“九层楼”数据测量与处理中，他们发现三角网不适于表现古建筑，特别是将点云数据导入计算机软件建模时，出现边缘不清晰，遮挡严重等问题，影响了对古建筑机理的真实表达。同时，计算机上建模的涅槃佛像，与真实的佛像，在纹理上出现些微差异。
从一开始，古老的佛教洞窟艺术，就给现代测绘遥感技术设置了种种障碍。
2008年4月21日，西北尚春寒料峭。朱宜萱带领武汉大学、甘肃省测绘局、徕卡公司等单位的15人团队再赴敦煌，与樊锦诗为首的专家共同协作，集中攻关前期遇到技术难题。
20米高的柱式升降机上，年轻的张帆博士架着激光扫描仪精细测绘着莫高窟的每个角落。戈壁滩上的风，呼呼地扫过来。张帆在高耸的升降机上，一待便是几个小时。
经过复杂的技术攻关，他们做出了带彩色纹理的三维洞窟模型。同时，武大电信学院的仲思东教授利用近景摄影测量，突破了“九层楼”的测绘难关。
在“火苗的燃烧颤抖”中修成正果
“中午太阳好毒，戈壁上空气像火苗在燃烧颤抖。”这是朱宜萱45年前的测绘笔记记录的情形，今天的敦煌依然如故。
2008年夏天，李德仁团队的黄先锋、张帆、张志超三位博士带着装满仪器的13个箱包，经由漫长的36小时行程前往敦煌。
一间包厢堆满他们的行装，列车员一望而知，严重超重。
他们不得不交上几百元的罚款。事实上，他们每人的行装超重40公斤。
在古代僧人修行的场所，三位年轻人理去头发，发下誓愿，不成功不回家。
在驻守的两个多月时间里，他们与炎炎焦阳和漫漫黄沙为伴，完成了第196窟与第285窟的高保真三维重建，给文物数字模型覆上了美丽的色彩，而大自然回馈他们的是一身黑黝黝的皮肤。此间，他们自主研发的软件ModelPainter成为世界上唯一能解决复杂文物模型高质量纹理映射的工具。
次年夏季，黄先锋带领张帆、张志超、吴渊、方伟、余钉、鄢咏折、程晓光、崔婷婷等师生再次奔赴敦煌进行数据采集和实地调研，又驻扎两个多月。
本次数据采集包括了艰难的航测。李德仁在大洋彼岸的美国通过电话指挥执行，飞机载着徕卡机载激光扫描仪，对敦煌300平方公里范围进行了航测。同时利用地面激光、近景摄影测量仪器，对立面崖壁、古建筑、第322窟，进行了全面测量。
至此，他们获取了莫高窟的空中、中距、近距和微距全方位数据。李德仁“让敦煌在数字中永生”的设计，物化成了清晰可辨的现实。缥缈神秘的历史图像，经由无数艰辛努力和高科技手段，进入浩渺精准的数字世界。
“越是艰苦的经历，留下的回忆越甜美”
因为武大和敦煌研究院在敦煌石窟数字化建设的突出成果，今年9月下旬，联合国教科文组织框架下的三维数字文化遗产建模国际研讨会选择在敦煌举行。来自中国、美国、德国、法国、瑞士等9个国家的测量、计算机、考古、文博等多个领域的专家与会。
李德仁院士总结大会成果认为，利用数字技术获取和保护世界文化遗产仍然是一个挑战性的课题，其发展方向可能是：更高效而经济、更自动而精确、从数字化存档到为传承和弘扬文明的数字文化遗产。
无疑，武大师生的敦煌数字化实践，是开启文化遗产数字化重建的成功范例。
上十次远赴敦煌的张帆，此间完成了自己的学业，提交了优秀的博士论文，成为武大一名教师。这位几乎在校园里长大的年轻人，经几番骄阳和艰苦繁重科研的历练，收获到颇具禅意的一些体会，他说，“在浮躁的环境中，唯有虔诚清修，方能修成正果。越是艰苦的经历，留下的回忆越甜美。”
这也许是李德仁院士团队赴敦煌师生共同的体会吧。
记者 刘长松 通讯员 胡庆方 冯 林
