克孜尔石窟位于新疆维吾尔自治区拜城县，开凿于公元3世纪至9世纪，现存洞窟300余个，壁画面积近万平方米，是古龟兹国境内规模最大的佛教石窟群，也是“丝绸之路：长安—天山廊道的路网”世界文化遗产的重要组成部分。作为丝绸之路北道的佛教中心，克孜尔石窟在佛教东传过程中扮演了关键角色：一方面，它是佛教文化传入中国的“第一站”，龟兹高僧鸠摩罗什在此成长、弘法，其翻译的大乘经典深刻影响了中原佛教的发展；另一方面，作为多元文明交汇之地，克孜尔石窟融合了印度、波斯、希腊、中亚及中原文化元素，形成了独具特色的“龟兹风”艺术体系。然而，克孜尔石窟历经千年岁月洗礼，在自然侵蚀、外来掠夺、环境变迁等多重考验下，石窟壁画面临着流散海外、残缺病害等问题。如何借助数字技术让这些珍贵的文化遗产得到有效保护、深度阐释与广泛传播，成为当代文物工作者面临的重要课题。
千年之殇：一座石窟的三重困境
克孜尔石窟的数字化保护工作之所以迫在眉睫，是因为它正面临三重相互叠加的困境。
第一重困境，是石窟的本体危机。走进石窟，光线幽暗，壁面斑驳。千余年的自然风化，岩体裂隙、水盐侵蚀、颜料褪色，让石窟壁画褪去了昔日的华彩；而20世纪初海外探险队的系统性切割盗掘，更使近500平方米壁画流落海外。如今，克孜尔石窟原址的大多数洞窟，已不复当年开窟时的庄严胜景。正如新疆龟兹研究院数字科技与文献信息研究所所长赵莉所言：“在克孜尔石窟工作30多年，我最想知道的就是，那些被割走、损毁的壁画，原本到底是什么样子。”
第二重困境，是石窟遗址的可及性。克孜尔石窟地处天山南麓的偏远山谷，交通颇为不便；洞窟内部空间狭小，难以承载大规模参观；部分洞窟壁画本体脆弱，出于保护需要常年不对外开放。观众远道而来，也只能在有限的空间与时间内匆匆一瞥，甚至无法步入洞窟内部，更谈不上沉浸式的具身体验。
第三重困境，是文化阐释的瓶颈。即便面对残存的壁面，观众也难以真正“读懂”。以保存天宫伎乐图著称的第38窟为例，穹顶的天相图中，日天、月天、风神依序排布，凝聚着佛教对宇宙运行的理解；两壁的天宫伎乐图上，箜篌、琵琶、筚篥次第铺展，正是丝路文明乐舞交融的历史图景。这些图像背后，是佛教思想、龟兹历史与多元文明交流交织而成的复杂知识系统，仅凭残损的画面，观众已难以还原其完整的叙事逻辑。传统的图录、展板与讲解词，只能将这一立体的、空间性的文化体验压缩为平面的文字与图像。观众的视线掠过佛陀与菩萨、伎乐天与供养人，却读不出龟兹壁画的独特之处：一个文明交汇之地以图像理解宇宙与生命的方式。
三位一体：从数字重构到文化阐释
克孜尔石窟的数字化保护工作并非从零开始。克孜尔石窟研究所此前已完成多个洞窟的三维数据采集与近红外多维信息采集，出版《克孜尔石窟壁画复原研究》图录，为后续的数字修复与沉浸式体验积累了扎实的数据基础。2024年，国家文物局科技教育司指导的“探元计划”项目进一步选定第38窟与第161窟为攻关对象：针对第161窟长期被烟熏覆盖的壁画，技术团队采用太赫兹时域光谱进行无损扫描，穿透表层烟渍提取颜料信息；针对第38窟的缺损壁画，技术团队搭建了基于人工智能大模型与思维链策略的补全平台，实现规整纹饰的智能修复。这些本体修复成果，为后续的沉浸式阐释提供了关键的数据支撑。
在此基础上，清华大学美术学院团队联合中国文物交流中心、克孜尔石窟研究所承担的“克孜尔石窟重点洞窟壁画数字复原与沉浸体验示范”课题，从“已经采集到的数字资产，如何转化为观众能够理解的文化体验”这一问题出发，提出“展示·阐释·传播”三位一体的工作原则。这一原则回应了当前文化遗产数字化领域普遍存在的现象：大多数文化遗产数字化项目将三维扫描、虚拟漫游、沉浸式投影作为标配，却把文化内涵的挖掘与叙事逻辑的建构放在次要位置，形成“有技术、无阐释”“有体验、无认知”的局面。团队由此提出：展示解决“让人看见”的问题，阐释解决“让人看懂”的问题，传播解决“让人记住并认同”的问题。三者环环相扣，技术手段服务于文化意义的生成与传递，而非取而代之。
围绕这一原则，团队进一步构建了“感知、认知、认同”三层工作框架：展示层对应“感知”，通过多模态感官建构文化在场的身体体验；阐释层对应“认知”，通过数字叙事实现文化意义的建构；传播层对应“认同”，通过互动参与促成文化价值的接受与内化。三层框架呈现出感知触发认知、认知导向认同的递进逻辑。
沉浸阐释：科学与艺术的融合
数字化修复中一个常见的误区，是将技术能力等同于复原的准确性。高精度扫描可以忠实记录现状，AI模型可以对缺失的纹饰做出符合算法逻辑的补全，但“补成什么”这一判断本身，并不包含在技术的运算逻辑之中。一些数字化项目最终呈现的效果之所以引发争议，往往不是因为扫描精度不够或算法不够先进，而是因为复原缺乏可靠的学术依据，色彩是凭感觉调的，残缺是凭想象补的。技术提供了手段，却没有提供标准。
针对壁画复原成果的评判标准，最终依赖龟兹学、佛教美术史与考古学的长期学术积累，而非算法本身。围绕这一判断，团队构建了“现状层、复原层、文化层”三重空间模型。现状层以数字孪生技术如实呈现洞窟形制、壁面残损与色彩现状，刻意保留壁画空缺处的斑驳墙面，将盗凿的刀痕和烟熏的黑迹通过三维贴图重建出来，让观众首先面对石窟最真实的当下状态。复原层的工作更为审慎。复原不是凭空的“美化”，而是依据历史文献、残留色彩样本与同期壁画比对，在充分掌握“龟兹风”赋彩逻辑的基础上，对色彩与结构逐一还原；凡缺乏充分依据的部分，宁可留白也不随意补全。文化层跳出单一洞窟的物理限制，将壁画元素提炼为“山林水泽”“人间”“佛国”“天界”四个主题单元，帮助观众在虚拟漫游中建立起从事实感知到文化理解的认知递进。三重空间模型的背后，是一套以学术为根基的协作机制。研究者对壁画题材、风格与历史背景进行系统梳理，为数字复原和内容阐释提供依据；AI完成规整纹饰的初步修复后，由研究者逐条审核校正；四个主题单元的知识体系也全程由研究者搭建。技术团队负责开发和优化工具，研究者负责做出最终的学术判断，双方反复磨合，共同推进。
依托这一方法，团队完成了20项克孜尔石窟海外壁画残片的智慧修复体验产品设计与开发。以第38窟前壁的弥勒菩萨说法图为例，该壁画的部分残片流失海外，团队通过高清图像比对、色彩匹配与构图分析，将它们重新拼合为完整的说法场景，再通过VR动画再现佛陀说法的庄严氛围。此外，18块流散在柏林、圣彼得堡等地的券顶菱格画残片，也在数字空间中被逐一对应回原窟位置。观众在互动体验中不再是被动的观看者，可以在虚拟洞窟中寻找隐藏的碎片，亲手将它们拼合到壁画对应的空缺处，当残缺的画面在眼前逐渐完整，修复的意义便不再停留于技术层面，而成为一种具有强互动性的沉浸体验。
团队还从壁画形象中提炼出飞天、龟兹王后、伎乐天、大鹏金翅鸟四个数字人角色。飞天在体验中担任引路人，伴随观众完成“入窟、点灯、入梦、神游、梦醒”五个阶段的旅程，穿越山林水泽、人间、佛国、天界四个单元空间，最终帮助观众拼齐碎片、完成壁画修复。龟兹王后在体验后段担任历史讲述者，以第一人称讲述克孜尔石窟从开凿、兴盛到流散、复原的千年故事。当观众完成第205窟供养人壁画的修复后，画中的王后缓缓“走出”壁画，变为栩栩如生的数字人，许多观众在情感上深受触动。上述成果集中呈现于线上VR体验产品《心中佛国，壁上天音》，其五阶段体验流程让专业观众能深入挖掘知识点，普通观众也能循着故事情节了解背景，测试反馈良好。
围绕这一架构，团队还开发了多感官交互系统，进一步弥合数字体验与现实感知之间的距离。视觉上采用8K级分辨率贴图与基于物理的渲染技术，使虚拟洞窟中的光线变化、壁面质感尽可能接近真实；听觉上依据壁画乐器研究成果复原龟兹乐曲，随观众在虚拟空间中的位置和朝向动态变化，靠近天宫伎乐壁画时乐声渐强，转身时声场随之偏移；嗅觉上以微型气味模块依叙事节点释放花香或檀香，呼应佛教供养仪轨中“香花供养”的传统。团队还引入了基于雷达感知的群体共振算法，当多名体验者的绕行步频趋于一致时，系统联动声、光、气味模块发生场域跃迁，使沉浸体验从个体感受升华为群体共鸣。
走向公众：从国内展示到海外巡展
项目成果已先后在多个省市的博物馆以数字艺术展形式进行阶段性展示。清华大学美术学院与克孜尔石窟研究所联合策划的“菱相天音：克孜尔石窟数字艺术展”正在筹备中；与此同时，距离克孜尔石窟约7公里的龟兹石窟数字展示中心正加快推进，建成后可满足每日5000人次的参观研学需求。
从本体修复到内容阐释，从国内展示到海外巡展，克孜尔石窟的数字化实践呈现出研究机构与高校团队分工协作、逐层推进的清晰脉络。随着交互手段日益丰富，如何避免技术展示消解文化阐释本身的分量，是一个需要持续警觉的问题。团队坚持“内容决定形式”的原则：色彩复原须经得起学术推敲，数字人讲述的内容须有文献依据。如何在激活文化记忆与尊重历史原境之间保持平衡，是数字化实践必须反复权衡的课题。技术手段的价值，终究要回归到学术判断与文化阐释的根基之上。唯有如此，沉睡千年的石窟壁画才能在数字时代被公众真正“看到”，多元共生的龟兹文化才能在当代重新焕发出新的生命力。
（作者单位：清华大学美术学院）
