以毫米級掃描重建“水下碑林” 探索AI文物修復新路徑-新華網
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2026 01/21 09:39:15
來源:重慶日報

以毫米級掃描重建“水下碑林” 探索AI文物修復新路徑

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  在長江水下40米深處,高精度掃描設備將沿着千年石梁緩緩推進,掃描捕捉每一道歲月留痕。

  近日,《白鶴梁智護:千年水下題刻的多模態AI文物復原》場景需求,入選騰訊“探元計劃NextGen”,雙方將聯手通過毫米級精度掃描與多模態AI修復技術,讓這些深藏江底的千年題刻在數字世界獲得新生,探索出一條科技賦能水下文化遺産保護的全新路徑。

  這次探索有望帶來怎樣的成果?

  1月20日,重慶白鶴梁水下博物館館長蔣銳&&,項目的最終目標是形成“白鶴梁題刻水下高清影像與三維病害數據集”,為後續在白鶴梁題刻檔案數字化保護和博物館數字化展覽、虛擬互動體驗等方面的應用奠定基礎。

  傳統保護手段存在局限

  白鶴梁題刻不僅是一處珍貴的文物,更是一部鐫刻在石頭上的“長江水文日記”。它集科學價值、歷史價值與藝術價值於一體,2008年被聯合國教科文組織列入《世界文化遺産預備名錄》,2025年又入選第六批《中國檔案文獻遺産名錄》。

  為了讓這處寶藏“原址原貌”保存,2009年,採用“無壓容器”原理建設的白鶴梁水下博物館正式開放,被聯合國教科文組織譽為“世界首座非潛水可到達的水下遺址博物館”。

  然而,長期處於水下環境的題刻,正面臨一系列自然侵蝕的威脅。pH值、溶解氧、濁度、微生物含量等因素,導致題刻表面出現文字剝落、圖案模糊、岩體開裂、藻類附着等多種病害。部分題刻因此字跡不清、紋飾不全,亟待系統性記錄與修復。

  更為現實的問題是傳統保護手段的局限。目前,對題刻的病害監測與數據採集,仍需依賴專業潛水員進入水下保護體內作業。這不僅受限於水位、水壓和密閉空間的未知風險,且每次作業時間短、安全壓力大,難以實現題刻近距離、高清化、全覆蓋的數據採集。另一方面,深藏水下的題刻也使公眾難以近距離觀賞其全貌。

  構建數字化保護體系

  面對這些問題,《白鶴梁智護:千年水下題刻的多模態AI文物復原》項目應運而生。該場景以“3D水下真實環境重建”為主線,以智能採集與AI修復為核心支撐的數字化保護體系。

  蔣銳介紹,項目的技術路徑始於對水下環境的精準感知,重點攻克在複雜水流與受限空間內的精準定位、安全控制以及高質量成像等技術難題。項目將利用多光譜成像與主動光掃描技術,穿透渾濁水體,克服光線折射與吸收的影響,最終獲取清晰的水下影像與高精度三維點雲數據,實現對題刻本體及微環境的毫米級精度數據採集。

  而採集到的海量數據,將通過三維高斯潑濺等新一代三維重建技術進行處理,構建起高精度的水下題刻數字孿生體。

  這一真實、可量算、可交互的“數字底板”,有望完整再現題刻及其所處的水下微環境,為後續的病害分析、虛擬修復和沉浸式展示奠定精確的空間數據基礎。

  在數字模型的基礎上,項目還計劃用多模態AI虛擬修復引擎發揮核心作用。該引擎通過融合圖像增強、病害識別與智能辨識等多種AI能力,對數字化題刻進行深度處理。

  更進一步,項目還將通過AI智能辨識模型對歷史題刻中模糊、殘缺的文字進行高精度識別與輔助標注,並基於龐大的歷史文獻數據庫與題刻上下文語義關係,嘗試對缺失內容進行合理推斷,從而在提升修復效率的同時,最大限度地保證其歷史性與原真性。

  為水下文化遺産保護提供方案

  這一探索的意義遠不止於單一文物的修復。項目預期將形成一系列可複製、可推廣的成果,為水下文化遺産的保護提供有效方案。

  在技術層面,項目計劃産出“白鶴梁題刻水下高清影像與三維病害數據集”,以及水下圖像增強模型、病害識別模型、題刻文字AI辨識與修復模型等核心算法。在系統層面,合作雙方計劃搭建“題刻數字修復與知識管理平台”,集成修復過程數據、版本管理與專家評審流程,為文物保護研究提供數字化工具。在行業層面,項目計劃編制《水下不可移動文物智能數據採集與處理作業指南(建議稿)》,推動相關標準的建立。

  同時,項目還計劃形成高精度數字檔案與對比分析可視化報告,服務於白鶴梁題刻與埃及羅達島尼羅尺聯合申報世界文化遺産的工作,成為中外文明對話的數字紐帶。

  從智慧考古、數字展示,到研學互動、數字資産化,白鶴梁與騰訊合作的這場AI考古實驗,正試圖打通文物保護、研究、展示與利用的全鏈條。它不僅僅是為了修復幾段殘缺的文字,更是為了在數字世界中重建一座“水下碑林”,讓千年水文信息、書法藝術、歷史敘事以可感知、可交互、可傳承的方式重現於公眾面前。

【糾錯】 【責任編輯:彭博】