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    研究新论

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    传统与现代-考古绘图的现状与展望

    发布时间:2014-10-27 人气:77

            来源:中国文物信息网


     


    微信上的一场争论


      “看到多少细节,就能画出多少线条。如果拿中国普通考古报告的一张线图,再拿日本的一张,对着图描述器物,一个基本只有形制和纹饰整体,另一个还会有制作工艺……”


      “考古学应是信息学概念下的一个方向,为什么信息方法能产生这么大的进步,其本质就是数字化。现在的做法不但背离可机读方向,把信息融入可交换的体系,而是尽力分割为信息的孤岛,其结果是阻碍信息判读,若这是对的,那我们要手机互联网干什么?”


      “利用信息化的技术固然是一个好的趋势,但目前很多技术方法,如3D扫描,投入成本太高,信息量也太大,用到少量珍贵文物和传统绘图难以把握的遗迹中还可以,要广泛使用恐怕在目前是有些困难 的……”


      “非常佩服把考古绘图做好的同行,但我支持取消绘图作为必修课,原因有专业分工、团队合作和工具进步、考古学科目标、时间投入和产出比等多种因素……”


      


      “照相技术再发达也无法取代线图,考古绘图课程也不可能取消。每个学考古的学生都应该掌握,不能以没有美术功底推脱。现在非考古专业的好多学者自己或请别人帮助画线图,搞考古的却不画……”


      “感觉不能把绘图的作用拔那么高,希望把大量信息都反映在图上也不可能。己所不欲勿施于人,自己都不愿意花大功夫做的事,凭什么要求别人呢?”


      近来,一篇关于如何进行考古绘图的文章在考古人的微信朋友圈被广泛转载,并引起了热烈的讨论甚至是争论。文章本身倒是平常,只是中规中矩地介绍如何绘制考古线图,却引起了轩然大波。认为手工绘图很好,应该继承发扬者有之,认为应当保留传统但不宜过分拔高者有之,有言辞激烈者甚至认为此种过时的做法应该被淘汰者也有之。争论的主题,主要是围绕如何对待考古绘图,在考古研究中该如何,在学校教学中又该如何,倒是与原文章无甚关联了。但可以看出,考古圈里的人,对考古绘图,尤其是传统手工绘图与现代科技测绘的联合与对立问题,是有不同看法的。这里将一些学者站在不同视角和不同岗位,对这些问题的不同看法刊登出来,以期引起大家的思考。


     


     


                         考古绘图中的“独门利器”


     


        考古绘图中,测量工具是重要的一环。即便是传统的考古绘图,出于更加精确和快捷的目的,考古工作者结合工作实际,发挥聪明才智,发展出各自的“独门秘器”,这里列举一二,谨供参考。


      真弧


      还在为用三角板在米格纸上找陶器轮廓的点而苦恼?点少了不准确,点多了太麻烦。浙江省文物考古研究所的方向明研究员在其考古绘图的授课中介绍了日本学者所发明的绘图神器“真弧”,让这个工作立刻变得轻松愉快。这种像一把篦子的工具上面的那些齿其实都是可以上下活动的,将真弧按在器物表面,齿被顶出,众多的齿就形成了器物的轮廓,相当于有N个测点,比传统绘图只有几个测点的方法准确多了,而且一步到位,效率非常高。


     


                       


     


     


       激光轮廓曲线绘图仪


        在传统绘图过程中,尤其是比较扁平的器物,轮廓相对是比较容易快速把握的,但器物表面上的特征,如起伏,纹饰等,其固定位置的测量用传统方法需要耗费大量的时间。激光轮廓曲线绘图仪直接利用平面正投影原理,用简单的不锈钢支架,将垂直激光的投影点与笔尖位置保持一致固定,这样笔尖与激光点就可以实现同步移动。这种绘图方法比较适用于体量较大的器物,在石器、陶器、青铜器、人头骨、肢骨、动物化石等形状不规则器物的绘制上更具优势。北京联合大学的冯小波教授长期用于打制石器的绘图,实践表明该种方法绘图效率较传统方法提高了30~40倍,且准确性更高。


                                             


     


     


      数字摄影测量


       广东省文物考古研究所的李岩研究员推荐数字摄影测量技术,可以快速和低成本采集器物、探方和发掘区的物理几何数据以及纹理数据,并以此为基础获取器物、探方和发掘区的真实纹理三维数据模型,进而生成正投影图像并完成相关的考古线图绘制。


      具体分以下几个步骤:


      1.现场摄影测量。采用专业单反数码相机和数个控制点的测量相结合,从而完成器物、墓葬、探方或发掘区的整体几何数据和纹理数据的快速采集。


      2. 三维建模处理。使用专业摄影测量软件对获取的控制点、所摄对象图像数据进行内业数据处理,获取所摄对象的带纹理三维数据模型。


      3. 生成正投影图像。在已经建立的三维数据模型基础上,根据需要绘制考古图的某一切面,在相关3D软件上输出相应正投影图像。


      4. 考古线图绘制。在获得的正投影基础上,使用相关图像处理软件绘制考古图。


      这样操作后,一次性获得正投影照片、3D数据模型和线图,且投入成本低,耗时短,数据所占空间不大。


     


                     


     


                         考古绘图的必要与困境


                                      贾昌明


      考古绘图恐怕在考古学诞生之初就出现了,直接的目的自然是比文字描述更加直观地展现遗迹遗物的特点,尤其是在照相技术并不发达的时候,绘图几乎是唯一的直接表现方式。诚然,最理想的状态是,所有人均可身临其境,亲自观察遗迹和遗物,但这明显是不现实的。且不说遗迹现象和器物组合与位置关系在发掘过程中会被破坏,就算是出土遗物,也只是发掘者和少数学者可以亲身观摩,作为考古报告的目的就在于此,将少数人的发现和所看到的东西展现给大部分人。如果有一种技术方法,能够将所有遗迹遗物现象真实、完整、清晰地保留下来,让读者有身临其境的感觉,那么读者从中获取的信息就更多地取决于自己的能力和知识面了。但目前似乎并不存在这种完美的技术,不论是在技术层面还是在经济层面都不现实。而且,目前的学科发展要求报告的撰写者本身对遗迹遗物有一定的了解,他们可以自己从中提取有用的基础信息,例如制作、使用痕迹和痕迹之间的关系,并根据这些基础信息对器物有一个初步的判断和定性。至于其他人,则是在这些信息的基础上仁者见仁、智者见智、利用各自的研究方法排列组合,得出各自合乎逻辑的结论。从这个角度上讲,手工绘图,符号示意是一个比较方便、快捷和直观的做法,用一系列大家所能接受,并不影响绘图直观性的符号来表现。


      中国早期考古报告的绘图,尤其是器物图更像是西方美术的素描,从现在来看,提供的信息显然不够,但在当时并不能说不好,因为毕竟可以用这种方式提供一个更加直观的感觉,西方早期的发掘报告中也是这样处理的。至于正投影、剖面,以至于近年所强调的制作和使用痕迹等,则是考古学发展要求的产物,可以说,考古绘图是随着考古学发展,为满足考古学研究的目的而不断发展变化的。


      新中国成立后的三十年间,考古绘图走向了正规化,以器物图为例,大部分形成了平-剖面结合的固定模式,许多报告中的绘图还颇为精美,即便是外行也能从这些栩栩如生的绘图中形成一个具体的形象,这些绘图本身就可以称之为艺术品。但是,这种固定模式比较死板教条,而不问信息是否足够或者多余。


      然而,当前国内所看到的考古发掘报告中,绘图质量是参差不齐的,很多新出报告绘图的水平并不如以前的老报告,不但在信息提取方面裹足不前,在形象化和艺术性方面更谈不上。技术在发展,态度应如一,如果在目前还没有一个从研究目的、能力、财力和时间上被广泛接受,行之有效的技术方法,考古绘图依然要占据发掘报告的相当篇幅,那么对绘图就依然要重视,而不是将其看成一种负担。


      随着数字影像技术和计算机技术的飞速发展,用机器进行测绘逐渐成为考古工作中的流行趋势,并以其精确的测量、完整的表现、丰富的信息量和强大的处理能力令传统的手工考古绘图方法望尘莫及。但考古绘图其实并不只是一种笨拙的基本信息的提取,目前越来越多地成为一线研究者观察和研究的展示方式,尤其是表面的微小痕迹及位置关系,用简单的图示方式更加快捷和直观。凸出重点,指示关系是手工绘图的传统优势。但优势有的时候也是劣势,对于信息的提取和处理不足,以及无法在更大场景下测绘始终是手工绘图的短板。


      目前的情况,并不是传统方法已经无可发展,行将就木,而是大有潜力可挖,还没有到讨论是否该被淘汰的时候,当然,新技术的出现加速了传统方法的革新,至于将来会不会被取代,应留给后人去思考。


     


     


                   信息技术下的考古测绘比传统方法好在哪里


                                        赵令杰


        随着信息科技的高速发展,应用于考古的测量技术有很多值得探讨和研究的地方。总体来说,考古工作是从遗存中提取信息并加以分析,实质就是信息工程,其中原始信息的提取尤为重要。传统方法过于依赖人工的经验,而且需要尽量的简单,以方便研究人员的判读,否则对于过于复杂的信息,研究人员难以判读出重要的信息或者遗忘重要的信息。


      考古工作中长期以来形成传统的手测手绘的方法,实质上是基于人工的判读系统建立起来的一种测量方法,这固然是考古研究的悠久传统。但是在信息时代,作为一种基础的工作方法,是值得商榷和讨论的。随着数字技术的高速发展,信息的重组方法也得到了飞速的发展,而信息重组方法所依靠的是原始数据,大部分来源于考古中测绘工作的结果。所以,如果应用数字的方法去进行重组和判读的话,原始数据需要符合计算机数字技术体系所需求的信息特征。如果用手测数据和人工判读,首先不可能将所有的数据都获得,而是有意无意地进行一些筛选,这一方面是因为人工对信息的处理能力有限,另一方面是过量的信息对人工判读不会产生过多的结果,反而有可能是干扰和“噪声”,反而很容易遗漏很重要的信息。其次,人工对信息的判断并不是完全客观和标准化的,带有主观猜测的成分。


      利用信息技术提取信息和处理信息的话,机读的信息是通过机器测量得到的,具有相同的标准,可以排除人为的主观因素,而且信息的获得量也是人所远远不及的,因此可以得到更多更完整的数据和信息,能重组出更接近的图像和情景,这是应用机读获取信息的第一个重要依据。另外,这些海量的数据是人工所无法处理的,计算机则可以快速处理海量信息和在信息比对里找到不同点和特性。


      如果考古工作希望得到更真实的场景还原,机读信息是达到这个目标的基础和手段。机读信息包括两个部分,第一个是图像,以前记录的图像是手绘的,会人为忽略掉一些绘制者认为不重要的信息,包括颜色和不确定的线条等,这本身就是人工对信息的筛选,存在很多主观的和非标准的因素。随着现代计算机数字影像技术的发展,图像的判读其实有更多更完整的方法,比如现在广泛使用的识别技术,已经可以通过普通摄像机甚至是手机来分别不同的人脸。当下,考古工作依然依靠线图,其中固然有传统的习惯,而更多的是对识别技术系统应用的缺乏。高精度的图像,精度有两个方面的涵义,其一是影像分辨的精度,现在高分辨率的影像数字设备已经非常广泛和容易使用;其二是所得到精确的颜色还原,这需要一些培训和基础条件,比如说色彩管理流程。


      另一个是影像空间构成。考古需要得到的是正投影像,在传统摄影技术里正投影像是不容易得到的,随着三维技术和影像技术的结合,正投影像已经变得比较容易了。


      如果我们用的是手测的线图,这些技术都成为无用的工具,因为基于人工干扰过的数据,难以用数字图像技术得到准确的结果,机器本身也无法判断这个干扰有多大。因此需要非人工干涉的数据处理过程。有人认为手测的数据能选择合适的测量点,且测量的位置更客观,但这依赖研究人员的丰富经验。反过来说,如果能使用数字信息技术并对测量信息进行处理的话,对这方面的要求就会大大降低。


      很多人认为目前的机测就是通过测量建立三维模型,这其实是一个误区。体量测量并不只有三维模型才能做到,摄影测量也是一个广泛应用的方法,这种方法对设备和环境要求不高,对操作者的技能要求也很低。对于三维模型来说,这种结果跟刚才的图像是一样的,三维模型也有很多整理数据的方法,可以进行大规模的比对和重组,提取出共性和差异。大规模的古建筑工艺或者是古建筑群的恢复,如果用手测数据,永远都不可能为机器提供足够的数据量,并产生所谓的模型法式,这种法式是分别出一个建筑或者一个结构的区别,往往只需要分别出很小的部分,只要有这个部分,可以很快并大规模地实现对模型的恢复。


      总之,在考古技术日新月异,对信息采集和整理要求越来越高的今天,如果不更广泛地尝试和使用数字化的数据采集方法,在工作过程中会丢失大量极其重要的信息,这对信息的重组会造成很大的损失。但目前看来,很多所谓的三维采集及三维应用,更多的是应用在考古成果展示上面,但这并不是数字测量技术的优势,有杀鸡用牛刀之嫌。真正的优势在于信息的重组方法,这对考古来说更有意义。在考古研究中,不是去比对机读数据和手测数据谁更加传统,谁更加方便的问题,而是怎么应用更多新的信息处理方法把信息恢复得更完整、更多、更详细,对考古的研究方法有更多的改进和支持,这才是应该发展和重视的方向。


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