古壁画是中国深厚悠久的古代文明的重要体现，其形象地综合了各地的社会风貌、宗教发展、历史传说以及风土人情，具有重要的艺术和历史考古价值。然而，历经数千年的岁月变迁，由于外部环境因素的侵害和干扰，古壁画受到了程度不一的损害，主要表现在褪色、脱落、裂缝、灰尘和霉变等方面。现有的物理保护措施以及古壁画手工修复效率相对较低，甚至还出现增加了古壁画承受负担的情况，且实体修复耗费大、难度高。而数字化修复不仅可以实现对古壁画的虚拟展示等工作，还可以为古壁画实体的物理修复过程提供充足的科学依据和测试环境，将文物修复工作的危险性和风险度降至最低。因此，如何利用好数字化修复手段，是如今古壁画文物保护的一个重要课题，因为其不仅可以使这些历经沧桑的精美艺术永存于时间长河之中，还有助于对古壁画内容进行艺术与社会历史领域的深入研究。

1、利用智能数字化修复技术修复壁画的步骤及优势

虽然在上文曾提到过利用智能数字化修复技术修复壁画的难点所在，但不可否认，利用智能数字化修复技术修复壁画还是具有巨大优势的，是值得推广并深入研究提升的方法，对促进我国古代壁画的修复和保护工作具有重大的意义。下面具体从我国古代壁画保护的四个步骤来谈一谈运用智能数字化修复技术的优势：

第一，便于收集被修复壁画的相关学术文献与档案记录，其中包括一些实地测量考察的数据，影像资料以及匠人临摹的初始图像资料等。如果利用智能修复技术，那么工作人员可以利用其计算机技术的相关优势，前期就对上述资料进行快速的整合处理，分类保管，实现数字化、智能化资料归类，并为后期的智能数字化修复做好前期准备。

第二，有助于对壁画现存状况进行全盘的了解与掌握，并对壁画周边的环境、所处的位置、壁画绘制所使用的材料与技艺等技术情况，以及壁画现存的损毁情况等进行数据化存档，做到对壁画本身情况的精细化掌握，为后续进行智能数字化修复奠定坚实的数据基础。当然也可以利用远程监控，实时了解壁画的变化情况，监测墙壁、天气、颜料氧化等的变化情况。

第三，能够科学进行被修复壁画的病害原因诊断。在进行壁画的智能数字化修复工作前，有必要对现有壁画进行一系列的化学分析，并通过科学的数据记录，诊断壁画现存的病害原因，其中包括温度湿度的检测、污染物的核检以及热源检测和色谱色相检测分析等。

第四，通过合理的虚拟化复原，壁画的损毁部分已更好地修复和保留，这极大限度地丰富了原有壁画保护的可能性，为壁画保护提供了新的方案，合理性也更强。以往对于壁画的保护往往与游客的观赏成为对立面，这极大地限制了壁画文化的传播与艺术价值的推广，通过壁画图像的智能数字化修复技术能够恰到好处地满足游览者的心态，也能够让壁画的保护更加合理，发挥其更大的魅力。

此外，利用图像的智能数字化修复技术修复壁画也满足了文物保护的三大原则。首先，整体上不破坏壁画的完整性，并不是强行幻想一个与原壁画格格不入的损毁部分进行复原，而是尊重了修旧如旧的理念，保持了原有壁画的整体原貌。其次，因为虚拟复原不需要破坏原有壁画，因此在选材和用料上，遵循了可逆性，不会造成原有文物的不可逆损伤，可以进行多次反复的建模、推敲与推倒重做。最后，这种复原方式虽然是虚拟修复，但是却完全依照原有壁画创作的步骤与选料进行，所有的步骤都不会被省略，因此能够最逼真、最全面、最科学地还原壁画的损毁部分，最大限度地尊重了壁画的本体特征。

2、数字化修复方法研究

2.1方法

为进一步保护古壁画艺术，必须要结合先进的科学技术手段对古壁画进行1：1的复刻，同时考古界开展相关研究，也需要进行临摹，这样才能让人们更加了解先辈在物质匮乏的年代，是如何运用自身的智慧为后世留下民族瑰宝的，从而实现考古价值最大化。敦煌研究院采用的修复性临摹方法，主要分为五道工序，即拍照，幻灯片放大（与原壁相同），参照原壁画进行修改、描线，再把画稿印描在宣纸上，然后面对原壁上色。在此过程中，临摹是主要的工作，通常修复几个平方米的壁画需要的时间就要以年为单位。描图着色也涉及到了多个行业技术的综合应用，工程量极大，一旦出错，很难更改。所以数字化修复方法的出现，使得传统的临摹手段和技术上升到一个新的层面，很大程度上减少了传统临摹手法带来的局限、困难和风险。我们可从古壁画的构图、色彩、形状和风格等方面提出数字化修复的理论，结合当下最先进的成像手法，搭载计算机运行系统进行数据的处理和采集，形成颜色校正和图像处理功能。并在此基础上，提取壁画的经典风格，完成数据收集，以便后续工作的开展。

2.2研究

1）数字化修复系统。建立古壁画文物修复系统，进行资源整合，实现对古壁画的虚拟呈现。传统的古壁画修复算法，由于没有将相应的手工线描图作为修复时的结构指导，所以在修复一些破损较为严重的古壁画时，常常会出现结构纹理都不连续的错误填充现象。而现代数字化修复技术，则采用准确的边缘提取算法对古壁画进行预处理，能够有效解决传统修复手段带来的不精准化问题。而在预处理和替换的基础上，采用成熟的矢量化技术和插值算法，能够准确细致地表达出原壁画的风格形象。同时，根据中国画特有的晕染风格和运笔轨迹，我们提出了基于骨架的笔刷模型。骨架定义好之后选取适当的散点属性，最终完成着色。所有的古壁画通过修复系统的高度解析扫描成像，最终放在一个虚拟的空间内，使其完美地呈现出来，人们可以从不同的角度欣赏古壁画的美，宛如身临其境。

2）数字化辅助系统。建立数字化辅助系统可以更加直观地查看古壁画的各种信息，有效促进各类资源的多元化整合与利用。在该系统中，不仅可以查看某一幅壁画自身的基本信息，包括早期病害资料、修复情况、数据理论等，也能了解到壁画环境的基本概况，支持多种条件下对修复信息的查询，观看虚拟复原效果，还能够进行变褪色、灰尘吸附等色彩演变的模拟。使用时，可以先获取文物照片信息，记录拍摄的环境条件与摄影参数，建立数字化三维模型，分析古壁画存留环境的详细分析报告，便于后续的研究与复刻。数字化辅助系统可以帮助修复师全面掌握古壁画的基础信息，获取修复需要的材料，提高工作效率。

3、结论

目前，壁画图像的智能数字化修复技术已经有了质的飞跃，结合新的3D打印技术，人们已经联想到了通过技术手段来实现一个数字化的文物博物馆，可以将更多的分布在祖国各地的壁画进行数字化复原，让它们通过3D打印技术再现，通过等比例地缩小形成微观的旅游聚合地，让游客们一次性饱览更多的壁画资源，体验更多的壁画文化。当然辅助以AI智能和虚拟实境体验等现代科技，人们还可以实现身临其境的旅游与体验，智能数字化修复技术未来的使用前景是无限广阔的。

参考文献

[1]王帅帅，樊瑶，李育博，等.壁画图像的智能数字化修复—以藏族壁画为例[J].现代信息科技，2021（3）

[2]焦莉娟，王文剑，李秉婧，等.改进的块匹配五台山壁画修复算法[J].计算机辅助设计与图形学学报，2019（1）

[3]王园园，陈睿.古壁画数字化修复方法研究[J].西部皮革， 2019（17）