敦煌莫高窟不僅是中國古代文明一個璀璨的藝術寶庫，也是古代絲綢之路上曾經發生過的不同文明之間對話交流的重要見證。敦煌壁畫憑借其高超的藝術水平、廣泛的取材范圍、大氣磅礴的內容構思、濃烈而又瑰麗的色彩形成了自身獨特的藝術風格，成為了當之無愧的“墻壁上的圖書館”。

著名作家余秋雨更是在《文化苦旅》中寫道，“看莫高窟，不是看死了一千年的標本，而是看活了一千年的生命。”敦煌莫高窟文物具有極強的藝術張力和渲染力，在全世界范圍內都是獨樹一幟的藝術瑰寶，通過數字化技術不僅可以更加透徹地展現其獨特的藝術價值和魅力，也讓這歷經千年的生命力越發的鮮活而生動。

圖1 敦煌壁畫

文化與科技融合成為文化遺產保護新趨勢

在文化與科技深度融合的新時代，科學發明及創造融入了文化藝術的想象和情感，藝術創造及美的探索又注入科學技術的理性，文化與科技正通過相互滲透，走向深度融合。

隨著科技日新月異的發展，文化與科技開始融合成為一種新業態，兩者融合的產物也應運而生。如采用數字攝影、三維信息獲取、虛擬現實、多媒體與網絡等信息技術，可將與文化遺產相關的文字、圖像、聲音、視頻及三維數據信息數字化，從而實現永久性的保存，使公眾最大限度、公平地享有文化遺產。

敦煌莫高窟的數字化，一方面是為了搶救敦煌石窟珍貴的文物信息，使之得以永久真實地保存，為敦煌學研究提供準確詳細的信息資料；另一方面，數字化技術可以通過制作虛擬洞窟供游客欣賞參觀，在緩解石窟開放壓力的同時，也為壁畫保護提供了技術保障。此外，敦煌學的數字化也代表了數字化時代敦煌學發展的新趨勢。

圖2 敦煌球幕電影《夢幻佛宮》

“數字敦煌”讓文物“永久保存、永續利用”

敦煌莫高窟現存洞窟735個，其中保存有建筑、雕塑、壁畫的洞窟492個，擁有壁畫4.5萬平方米，彩塑2400余身。由于窟內的彩塑及壁畫均由泥土、木材、麥草等材料制成，因此，隨著時間的推移和參觀游客的增多，莫高窟的文物保護面臨巨大壓力。

為了應對莫高窟不可逆轉的衰退，早在20世紀80年代末，敦煌研究院就提出了“數字敦煌”的構想，通俗解釋就是“給佛拍照”，即利用計算機技術和數字圖像技術，實現敦煌石窟文物的永久保存、永續利用，并率先在國內文博界開展了文物的數字化工作。

2016年5月1日，“數字敦煌”資源庫上線，“數字敦煌”是一項敦煌保護的虛擬工程，該工程采用虛擬現實、增強現實及交互現實技術，實現了敦煌瑰寶的數字化，打破了時間、空間的限制，滿足了人們游覽、欣賞、研究等需求。通過“數字敦煌”，全球各地的網友都可以360度欣賞石窟，觀看石窟中跨越了北魏、西魏、北周、隋、唐等10個朝代30個洞窟壁畫的高清數字圖像以及有關壁畫的文字介紹，并可以進行虛擬漫游體驗。

2017年9月20日，“數字敦煌”資源庫的英文版正式開通。截至目前，“數字敦煌”資源網的全球訪問量已達千萬人次。此外，采用8K高分辨率技術拍攝的球幕電影《夢幻佛宮》，更給觀眾帶來了“人在畫中游”的神奇體驗，厚重的歷史，靜態的壁畫，在電影中一下子都“活”了起來。

經過30年的不斷實踐，敦煌研究院不僅形成了一套科學的敦煌壁畫數字化工作規范，同時也制定了文物數字化保護的標準體系。截至2020年，敦煌研究院共采集高精度洞窟數據220個，加工洞窟整窟圖像156個，重建洞窟空間結構143個、彩塑三維45身、大遺址三維7處，數字化檔案底片5萬余張，并制作了210個洞窟的全景漫游節目，文物數字化的數據總量超過了300TB。

圖3 工作人員對圖像進行數據采集

數字化文物保護，道路明確、痛點明顯

然而在石窟的數字化保護過程中，也存在以下幾方面的挑戰：

第一，文物數字化數據保存的時間長，需要海量存儲且長期穩定。以壁畫數字化為例，目前壁畫采集分辨率為300DPI，將莫高窟4.5萬平方米壁畫全部數字化，再經過專業圖像軟件處理加工，最終莫高窟壁畫數字化產生的數據將帶來巨大的數據增量和長期存儲需求。

第二，要在統一架構上展示海量信息，數據存儲需要可持續擴容。目前，敦煌研究院的壁畫數字化工作已完成高精度洞窟數據采集220個，要想在不改變系統架構的基礎上，在未來實現735個現存洞窟的海量信息全部展示，需要可持續擴容的存儲技術進行支持。

第三，存儲擴容中缺乏統一文件管理系統，容易造成多個數據孤島。過去敦煌莫高窟文物數字化數據的持續大量增加需要存儲持續、頻繁擴容，但因為缺乏統一文件管理系統，導致每擴容一次就會產生一個數據孤島，數據管理難度大、操作復雜。

第四，數據需要主備容災，但帶寬有限。敦煌石窟作為重要的文化遺產，其文物數據在穩定性和安全性上有特殊需求，為了應對數據意外損壞和丟失的情況，需要建立主備容災機制。而敦煌石窟與蘭州的備份中心之間，當前的網絡帶寬難以承載海量文物數據的傳輸。

圖4 壁畫實際尺寸5m×3.3m（采用300DPI的1000多張照片拼接而成)

海量存儲技術助力石窟保護，點亮數字文明

鑒于此，敦煌研究院攜手華為共同探索，以尋找出更有效的數據存儲及保護方案。最終，華為的OceanStor海量存儲方案成為了解決痛點的關鍵。該方案包括主備兩套系統：主存儲采用15個節點提供TB級的可用容量，備用存儲采用15個分布式存儲節點，實現了重要數據的兩地存儲及永續保存。同時，該系統還可實現在多次擴容后，所有文件能夠在同一個資源池中進行統一管理、統一運維及統一使用，滿足了文物數據資源的保護存儲、利用共享以及安全防護的各項需求。

在2020年年末舉辦的“全球數據存儲教授論壇”上，敦煌研究院副院長蘇伯民（現為敦煌研究院院長）在以《敦煌石窟科技保護與成果應用》為主題的演講中介紹：“目前，數字敦煌項目利用計算機技術和數字圖像技術，已實現了敦煌石窟文物的永久保存、永續利用，打破了時間、空間限制，滿足了人們游覽、欣賞及研究等需求。未來，研究院還將建設敦煌數字博物館，用更多呈現方式來表現敦煌藝術，而這些均需底層數據提供更好的支持。為此，從2019年開始，敦煌研究院與華為等多家高科技企業合作，在文物的信息化建設，敦煌文物數字資源多樣化展示方式的研究，以及智慧導覽與服務等方面持續努力，探索出了一條文化與科技深度融合之路。”

從文物保護到展示呈現，再到藝術創新，對符號的提取和轉譯，對內容的闡釋與傳播，對時空的融合與再造，敦煌研究人員借助科技手段走出了一條文化弘揚與創新的實踐之路。華為也將為數字敦煌的持續創新，提供最好的數據存儲技術，以釋放數據價值，為數字敦煌展現勃勃生機、點亮數字文明進行不懈努力。