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纳斯卡文化的沙漠巨画是考古学中千古之谜之一。数以千计的线条和图案，有些延绵几公里，从沙漠之中腾空而起，分布在秘鲁南部数百公里的海岸线上。最令人嗔奇的是，纳斯卡人自己并看不到这个奇迹，因为沙漠巨画的全貌只有在空中俯瞰才能知晓。因此纳斯卡人仿佛是生活在一个虚拟世界当中，创造这些巨幅艺术作品，敬奉给他们信奉的上帝从空中鸟瞰。 德国考古学院的跨学科研究项目旨在记录纳斯卡文化中的沙漠巨画，并结合他们的文化背景更好的认识历史以及这些沙漠巨画的涵义。这个项目的主要任务之一就是用现代科技详细记录这些沙漠巨画。用现代考古学方法重构沙漠巨画就是虚拟考古的一个例子，可以很好地说明现代考古学如何用新方法和科技进行跨学科研究。三维考古是考古研究和记录非常有效的工具。德国考古学院在帕尔帕地区和秘鲁南部展开了几个长期合作项目，将展示三维记录如何解决考古研究中的问题。 纳斯卡-帕尔帕项目从1997年开始，得到了瑞士—列支敦士登海外考古研究基金会的赞助。2002年至2007年期间，德国教育和研究部资助了跨学科研究团队，教育和研究部还在继续资助另外一个专研地质考古问题的科研团队。 项目的研究范围位于秘鲁南海岸，距离首都利马大约四百公里。南美洲西部主要是安第斯山脉和冰冷的秘鲁寒流，造成中安第斯山地区的干燥环境。秘鲁海岸是世界上最干燥的沙漠之一，只有季节性河流绿洲才会把安第斯山脉西坡的水带入太平洋。 我们的研究区域在纳斯卡—格兰德河流域范围之内。这条河流的支流源起于安第斯山西坡。在靠近海岸的沙漠平原中形成绿洲，成为数千年来人类聚集的地方。这一地区的所有河流最终都汇入格兰德河。格兰德河是唯一一支流入太平洋的河流。 帕尔帕小镇位于安第斯山脚下。从空中俯瞰，在格兰德河绿洲的左右两侧可以看到里约帕尔帕和里约维斯塔。在帕尔帕地区的三维立体图上可以看到中心是沙漠高原，被沙漠巨画覆盖，梯形或线条状的图案清晰可见，而小一点的沙漠画只有在近处才可以看到。在另一边，可以找到许多人类聚集地，尤其是在河流穿过的峡谷边上。 我们在帕尔帕地区的研究主要探究如下问题：沙漠巨画是谁绘制的？目的是什么？它的历史到底有多久？有多少人曾经在这里生活过？他们在这里生活了多久？ 为了解决这些问题，我们依赖大量考古证据，其中主要就是大量古代居民聚集地。在安第斯山脚下的研究区域，我们找到了约七百个考古点，其中大约四百五十个是不同时期的居民点。 另外一个重要的考古证据就是这些沙漠巨画。在我们的研究范围内，共记录了不同类型的一千五百多个沙漠巨画个体，其中包括线形、空旷地区以及不同形状的人物。在我们的研究区域内还有许多岩画，由于岩画和沙漠巨画的内容非常相似，所以我们确信沙漠巨画的起源可以追溯到岩画的早期。 地质档案为我们的解读提供非常重要的线索，它可以帮助我们重建过去的气候状况。天气的变化在帕尔帕文化史当中至关重要。 通过我们发掘揭示出来的葬礼仪式可以追溯到数百年前，这为重建年代时间表提供了重要的依据。出土的古物，尤其是纳斯卡地区不同文化雕砌考究的陶瓷花瓶，是分类学和年代分析的基础。瓷器碎片可用以推断居民区遗物的年代。发掘工作采集保存了许多样本，用来推断年代。借助这些数据，我们建立了一个详尽的地区历史年代表，从最早的公元前四千年一直到十六世纪西班牙统治之前。 下面将重点介绍研究项目取得的成果。用三维模型重建研究成果的视觉图。三维模型可以应用在不同方面：重建地貌，个别考古点的地形，重建建筑物，以及记录大型和小型物品。每一个三维模型都能帮助我们解决一些特殊的研究课题。 用三维模型记录的沙漠巨画 我们研究项目的主要任务之一就是记录帕尔帕地区的沙漠巨画。摄影测绘是详尽记录大范围、没有植被区域的最好方法。我们与苏黎世科技大学大地测量和摄影测绘研究所合作才完成这项工作。首先，摄影测绘飞行拍摄下了该地区的高清晰图片。用这些图片，我们制成了数字表层模型，为三维模型建立地志土表基础。把这个地表模型再投射成写实地形模型。最后，沙漠巨画的几何数据是通过半自动、半手工的方法制成，为地表周围内沙漠巨画建立详尽记录。 结果就是一个完整的、虚拟仿真三维模型，可以用它科学地研究个体沙漠巨画。这是一个根据该地区文化历史，研究沙漠巨画行之有效的工具。 GIS分析的地貌模型 记录沙漠巨画是研究它的第一步，只有通过更深层次的考古工作才能够解析它的涵义。类型学和地层学能够为我们提供重要信息。另外，通过挖掘，我们还找到了沙漠巨画作用最可能的答案。在梯形的各边，我们找到了用来摆设供品和举行与水、土相关礼祭仪式的小台。因此显而易见，沙漠巨画不是画像，而是举行活动的地点或平台。站在此上，可以看到地表不同的样子。 为了证明这些假设是否正确，我们用带有沙漠巨画的地貌三维模型进行通视性分析。我们假设沙漠巨画的平台是一个观看点，看看从这里可以看到周围哪些地方。从地图上可以看到，绿色标示的是眼睛可以看到的区域，包括其他沙漠巨画群体所在的地方。这佐证了我们的假设，即沙漠巨画是用来开展活动的平台，以便让其他的沙漠巨画群体，甚至是在山谷里的居民点也能够看得见。 在另一张地图上，我们检测了地貌的整体能见度。在这张用GIS制成的地图上，红点标记的区域是其它地方可以轻易而见的，而蓝色的阴影则代表能见度低的区域。沙漠巨画恰好都处在可以轻易而见的地方。这进一步证明了我们的假设，沙漠巨画是用来开展活动的平台，以便让周围的居民观看。 沙漠巨画主要用来举办与水和土地有关的礼祭活动。其实这很容易理解，因为水在生活中至关重要，人们要适应沙漠当中河流绿洲的艰苦环境。气候的变化可能对人们的生活条件产生重要影响，并且影响人们的定居规律。 海德尔大学地质学院的同事研究了该地区的地质档案，重建了全新世时期的气候历史。在过去的一万年当中，那里的气候发生了重大变化。大约公元前两千年的时候，那里的气候是潮湿的，到了公元一千两百年到一千四百年左右的时候，气候曾经在短期内变得更加潮湿，而后就变成了非常干燥的气候。 这些气候变化可以用包括植被和沙漠边际（由蓝点线表示）的地貌三维模型展示视觉图。最显著的变化发生在纳斯卡文化时期，也就是当地文化鼎盛的时期。三条河流汇聚的地方仍是人口密集的地区，而沙漠的边际则已经推向了安第斯山。 在纳斯卡晚期，环境变得更加干躁。聚集点的下游被遗弃，人口聚集中心向东迁移，到达了还有水的河流中游。沙漠的边际也向东迁移，更加靠近安第斯山脉。 由于环境干燥，位于安第斯山脚下中视野时期（公元六百年到一千年左右）的聚居点活动几近灭绝。这是纳斯卡文化鼎盛时期的终止，也是沙漠巨画的终止。根据测绘学数据而建的GIS系统是分析和综合各种信息制作视觉图的有效工具。 在过去的几年中，我们扩大了研究范围，以研究在更广阔范围内人类聚居的规律。Quickbird卫星图像可以用来纵览高山地区，而这些资料都是以往未知的。我们发现了许多考古点都与沿海文化息息相关。GIS系统制作了这些地区的地图，并且根据SRTM雷达数据，制作出地质模型视觉图，在地貌上展示这些考古点的分布。 帕拉斯玛卡聚居点的地形模型 按照较小的比例建立地形模型非常有助于展示测绘学或建筑技术学特点，以便佐证某一考古学上的论点。我们希望能够展示纳斯卡晚期，由于气候的变化，聚集中心迁移到了山谷的中部。 位于格兰德河斜坡的帕拉斯玛卡聚居点就是这种情况。卫星图像显示，新发现的建筑物靠近河流。地理测绘学绘图可以帮助记录和解读所有可视建筑物的详细情况。新发现的东北部聚居点的设计轮廓清晰可见，与西南部比较老的、不规则建筑形成鲜明对比。由此可见，新建聚居点的确是一项在短期内完成的、有计划的工程。 PinchangoAlto地区建筑群的地形和建筑模型 另外一项更为复杂的任务是为PinchangoAlto地区建筑群的绘图。我们首先尝试运用传统的陆地绘图方法，结果发现非常耗费时间。通往PinchangoAlto的交通不畅，水资源和其它设备需要绕很大的远才能够抵达。而另一方面，我们也需要绘制一个详尽的地质测绘学和建筑地图。 因此我们决定把陆地激光扫描与摄影测绘模型直升飞机相结合。这项工作也是由苏黎世科技大学大地测量和摄影测绘研究所完成的。激光扫描可以非常精准地测量建筑物的数据，而摄影测绘则可以测量大面积，尤其是可以获取记录物件的表面信息。两种方法相结合就制成了测绘学周围建筑的高清晰三维模型。 经过五天的激光扫描和一天的摄影测绘飞行，考古点的三维模型终于制成了，它详尽地展示这一地区内的建筑。用传统的陆地绘图方法将很难应付艰苦的地形。而许多测绘学特点对于解读这一考古点至关重要。完整的地形模型终于能够全面展示PinchangoAlto考古点周围的复杂地貌。 重建劳斯莫里诺斯和拉姆纳地区的建筑 另外一种虚拟重建挖掘物件的建筑模型，广泛应用在为非专业人士制作挖掘现场的视觉图。我们希望在帕尔帕当地的博物馆中展示纳斯卡时期劳斯莫里诺斯考古点的成果。劳斯莫里诺斯是纳斯卡时期非常典型的考古点，曾经被劫掠过。而我们的发掘却发现了当地保存完好的土坯建筑。 根据挖掘的结果，我们制作了聚居点的虚拟三维模型，展示这一地区过去的样子。三维模型可以详尽地展示个体结构，比如说这座建筑可能从前是用来举行礼祭仪式的。 另外，我们还重建了纳斯卡文化精英人士坟墓的建筑。坟墓的主室建在地表七米以下，由木头覆盖。通风井上用碎石铺盖。在坟墓的顶上还有一个祭台，四周有围墙，供人们祭拜逝者。 记录位于齐齐塔拉地区的岩画并为之制作三维模型 摄影测绘和激光扫描是记录岩画行之有效的工具。在我们的研究范围内，发现了上千个巨石雕刻。通常来说，因为缺乏重要的考古背景资料，岩画比较难解读。但我们的跨学科研究项目搜集了大量有关聚居点的资料，交通路线，以及不同地区的气候状况，等等。我们确信，岩画在复杂的交通网络中占据重要地位。因此不仅要单纯把岩画记录下来，而且还要记录岩画点的测绘学环境。 我们与苏黎世科技大学大地测量和摄影测绘研究所和汉堡港口新城大学合作，成功记录了齐齐塔拉地区出土的四百多个岩画。激光扫描制作出了山谷的三维模型，山谷里有大量的巨卵石，上面覆盖着一层沙漠岩漆。 岩画本身是用摄影测绘的方法记录下来的。通过自动定位系统导航可以确定每一块巨石在地上的位置。最后我们可以制作岩画完整的三维模型，人们甚至可以在其中行走，细细品味这些岩画。 巨石的三维上通常都有雕刻，因此只制作二维模型不能够完全体现它的原貌。用摄影测绘三维记录的方法就可以非常有效地记录它的全貌。研究最近在帕尔帕高地上发现的岩画，这种方法就更为适用，它能够全面展现农田、梯田甚至是灌溉河渠。 记录陶器碎片和容器 最后，我向大家展示一个解决考古领域里重大难题的项目：如何记录大量的小型物件，即陶瓷碎片和容器。根据分类学和年鉴学上的考古标准而绘制陶瓷碎片非常耗费时间，而且会大大增加研究所需的经费。因此，许多考古学家都希望能够发展一种技术，精准地自动记载容器的各种数据。我们与维也纳技术大学计算机自助研究所合作，实现了这个目标。 首先要用结构光扫描陶瓷碎片，以便制作物件的三维模型。与此同时，还要记录物件的表面，以便记录表层的色彩和其它信息。用数学里的演算法可以精准测量碎片的几何数据。我们所需最重要的数据就是容器的旋转轴和直径，这些数据要用来重建陶瓷碎片的曲度。最后，我们还能够确定碎片在原瓷器中的具体位置，以及瓷器的形状。这些资料有助于绘制瓷器的原貌。 在记录纳斯卡时期在帕尔帕地区的瓷器物品碎片时，我们遇到了一些困难。古代秘鲁人没有使用快速旋转的陶瓷轮，因此陶瓷制品形状各异。我们的绘图只能跟据碎片描绘它的大概形状。不过这种问题，在传统的手工制图过程中也会出现。 而另一方面，我们尝试的这种新的方法对于记录带有优美雕刻花纹的瓷器来说非常有效。激光扫描之后，很容易就制作出了陶瓷制品的三维模型。而这个三维模型还可以用来重建复杂雕刻。考古学家可以选择投影的方法。这个段片展示的就是激光扫描仪从不同的位置扫描的过程，最终制成了完整的三维模型。这个过程只有几分钟，就算是把后期加工的时间算在内，整个过程也比传统的手工记录方法要快很多。 总结和结论 自然科学和工程科学中的新方法和新技术可以应用在考古和文化研究当中，这方面发展相当迅速。今天向大家介绍了最近几年我们在秘鲁的项目，而就在我们研究的过程当中，又出现了新的方法。因此，我们考古学家也要与时俱进，不断关注行业内的最新发展，鼓励在自然和工程科学领域的同行为考古研究开发新的方法。这可以帮助我们节省大量的宝贵时间，更多地投入到考古研究的主要问题，重建古代世界。就像这最后一张幻灯片一样，我们用最传统的方法，制作了一个电视片，展现沙漠巨画上的礼祭仪式，没有使用任何高科技，真人就是最好的三维模型。 (《中国文物报》2011年3月18日5版) （作者：德国考古学院 MarkusReindel博士） (责任编辑：admin) |