Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Trình diễn và tương tác mô hình 3D Mộc bản trên nền Web

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Trình diễn và tương tác mô hình 3D Mộc bản trên nền Web" này nghiên cứu xây dựng hệ thống Web biểu diễn các dữ liệu 3D point cloud lớn của Mộc bản, cho phép người dùng xem các tập dữ liệu với hàng tỷ điểm trong thời gian thực trên các trình duyệt Web tiêu chuẩn, một trong những ưu điểm chính của việc “trình diễn và tương tác với mô hình 3D Mộc bản trên nền Web” là giúp người xem không cần phải cài đặt phần mềm hiển thị 3D, giúp các nhà bảo tồn văn hóa đưa được các tư liệu quý giá đến cho công chúng một cách phổ biến hơn mà vẫn đảm bảo được an toàn an ninh cho dữ liệu gốc.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Trình diễn và tương tác mô hình 3D Mộc bản trên nền Web

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHAN HƯNG HÀ TRÌNH DIỄN VÀ TƯƠNG TÁC MÔ HÌNH 3D MỘC BẢN TRÊN NỀN WEB LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Hà Nội - 2021
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ PHAN HƯNG HÀ TRÌNH DIỄN VÀ TƯƠNG TÁC MÔ HÌNH 3D MỘC BẢN TRÊN NỀN WEB Ngành: Khoa học máy tính Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Lê Thanh Hà TS. Ngô Thị Duyên Hà Nội - 2021
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học máy tính: “Trình diễn và tương tác mô hình 3D Mộc bản trên nền Web” là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu khoa học độc lập, nghiêm túc. Các số liệu trong luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng, được trích dẫn và có tính kế thừa, phát triển từ các sách, tài liệu, tạp chí, các công trình nghiên cứu đã được công bố, và các website,.. Các phương pháp nêu trong luận văn được rút ra từ những cơ sở lý luận và quá trình nghiên cứu tìm hiểu của tác giả. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phan Hưng Hà
ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Lê Thanh Hà và cô Ngô Thị Duyên đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu vừa qua, đặc biệt là định hướng nghiên cứu và tận tình hướng dẫn ngay cả những ngày cuối tuần trong suốt quá trình tôi làm luận văn tốt nghiệp. Nếu không có sự giúp đỡ tận tình của thầy cô, tôi khó có thể hoàn thành luận văn này. Bên cạnh đó, tôi cũng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, các anh chị nghiên cứu viên, các bạn sinh viên trong lab HMI tại trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, nơi tôi học tập, nghiên cứu đã tạo điều kiện, hỗ trợ và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Công nghệ Thông tin trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo và cung cấp cho tôi những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian học và cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người thân, bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thời gian thực hiện luận văn này. TÁC GIẢ LUẬN VĂN Phan Hưng Hà
1 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt ..............................................................................3 Danh mục hình vẽ ............................................................................................................4 Danh mục bảng ................................................................................................................6 MỞ ĐẦU .........................................................................................................................7 TỔNG QUAN MỘC BẢN TRIỀU NGUYỄN VÀ SỐ HÓA 3D .................................10 1.1. Giới thiệu Mộc bản triều Nguyễn ...................................................................10 1.1.1. Nguồn gốc của Mộc bản triều Nguyễn .....................................................10 1.1.2. Tổng quan số lượng Mộc bản triều Nguyễn .............................................11 1.1.3. Quá trình chế tác Mộc bản triều Nguyễn ..................................................14 1.2. Khảo sát hiện trạng .........................................................................................16 1.3. Yêu cầu của số hóa và biểu diễn Mộc bản .....................................................18 1.4. Kết luận ...........................................................................................................20 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ BIỂU DIỄN DỮ LIỆU 3D ..................................21 1.1. Các công nghệ hiển thị 3D..............................................................................21 1.1.1. Các công nghệ hiển thị 3D trên nền Web .................................................21 1.1.2. Các công nghệ hiển thị 3D trên Desktop ..................................................22 1.2. Tổng quan về render point cloud ....................................................................22 Các phương pháp render point cloud .....................................................................23 1.3. Công nghệ Potree ............................................................................................24 1.3.1. Giới thiệu ...................................................................................................24 1.3.2. Cấu trúc MNO (Modifiable Nested Octree) .............................................24 1.3.3. Cấu trúc Potree’s Octree ...........................................................................25 1.3.4. Phương pháp lấy mẫu con Poisson – Disk ................................................28 1.3.5. Quá trình render point cloud .....................................................................31 1.4. Cloud Compare ...............................................................................................32
2 1.5. Kết luận ...........................................................................................................34 CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG WEB BIỂU DIỄN DỮ LIỆU MỘC BẢN 3D ..............35 2.1. Tổng quan về hệ thống ...................................................................................35 2.2. Chuyển đổi định dạng tệp dữ liệu Mộc bản 3D ..............................................36 2.3. Tạo bóng cho Mộc bản 3D .............................................................................38 2.3.1. Tạo bóng cho Mộc bản 3D trong Cloud Compare ....................................38 2.3.2. Nâng cao chất lượng tạo bóng cho Mộc bản 3D .......................................39 2.4. Phủ mầu cho Mộc bản ....................................................................................42 2.5. Kết luận ...........................................................................................................43 CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ .........................................................45 3.1. Dữ liệu Mộc bản .............................................................................................45 3.2. Tương tác với Mộc bản trên nền Web ............................................................48 3.3. Đánh giá và kết quả ........................................................................................49 3.3.1. Phương pháp đánh giá ...............................................................................50 3.3.2. Kết quả ......................................................................................................55 3.4. Kết luận ...........................................................................................................59 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ....................................................................61 Kết luận: .....................................................................................................................61 Hướng phát triển của luận văn: ..................................................................................61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................63 PHỤ LỤC ......................................................................................................................66
3 Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt 2D Two dimensions – Không gian ba chiều 3D Three dimensions – Không gian ba chiều EDL Tính năng đổ bóng Eye-Dome-Lighting GB GigaByte đơn vị đo thông tin bộ nhớ GOM Inspect Phần mềm tương tác với đối tượng 3D Human Machine Interaction – Phòng thí nghiệm Tương tác HMI Người máy (LIDAR Data Exchange) Định dạng tệp tin 3D dạng point LAS cloud Metadata Định dạng của tệp dữ liệu 3D biểu diễn trên nền Web MNO Modifiable Nested Octree Point cloud Đám mây điểm Render Kết xuất hình ảnh (Standard Triangle Language) Định dạng tệp tin 3D dạng lưới STL tam giác Triangle Mesh Định dạng lưới tam giác trong đồ họa 3D Unesco Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hóa Liên Hợp Quốc Voxel Volume Pixel – Khối điểm ảnh
4 Danh mục hình vẽ Hình 1. 1. Mộc bản Bìa sách Đại Việt sử ký toàn thư ...................................................11 Hình 1. 2. Mộc bản bìa sách Đại Nam thư lục ..............................................................13 Hình 1. 3. Mộc bản Bìa sách Hoàng Việt luật lệ ...........................................................14 Hình 1. 4. Miêu tả quá trình khắc chữ lên tấm ván gỗ ..................................................15 Hình 1. 5. Miêu tả bản dập của Mộc bản năm mới của Trung Quốc ............................17 Hình 1. 6. Mộc bản cuối triều đại Joseon được số hóa thử nghiệm trong nghiên cứu. .17 Hình 1. 7. Mộc bản được tái tạo từ công nghệ CNC và dữ liệu quét 3D ......................18 Hình 2. 1. Mô tả các nút cấp thấp chứa các điểm thưa thớt trên một vùng lớn, mỗi mức tiếp theo tăng số điểm theo cấp số nhân. .......................................................................25 Hình 2. 2. Cấu trúc phân cấp hoàn chỉnh của MNO được lưu trữ trong một tệp tin.....25 Hình 2. 3. Mô tả hộp giới hạn được tính toán theo trục của vật thể 3D. .......................27 Hình 2. 4. Mô tả hộp giới hạn được tính toán biến đổi theo trục của vật thể 3D. .........27 Hình 2. 5. Mô tả hệ thống phân cấp Octree được chia thành hai phần nhỏ hơn với hai cấp ở mỗi phần...............................................................................................................28 Hình 2. 6. Mô tả các phương pháp lấy mẫu trên cùng tập dữ liệu thô đầu vào.............29 Hình 2. 7. Lưới kiểm tra khoảng cách. ..........................................................................30 Hình 3. 1. Sơ đồ tổng quan cài đặt hệ thống Web biểu diễn dữ liệu Mộc bản 3D. .......36 Hình 3. 2. Quá trình mã hóa cho các phân vùng octree. Error! Bookmark not defined. Hình 3. 3. Chế độ wire biểu diễn trực quan dữ liệu dưới định dạng mesh............ Error! Bookmark not defined. Hình 3. 4. Chế độ point biểu diễn trực quan dữ liệu dưới định dạng đám mây điểm. ....................................................................................... Error! Bookmark not defined. Hình 3. 5. Chế độ plain cubes biểu diễn trực quan dữ liệu dưới định dạng phân vùng octree. ............................................................................ Error! Bookmark not defined.
5 Hình 3. 6. So sánh Mộc bản áp dụng bộ lọc EDL trong Cloud Compare. ....................39 Hình 3. 7. Mô tả tổng quan về quy trình Eye-Dome-Lighting. .....................................39 Hình 3. 8. Quá trình đổ bóng với giá trị Strength khác nhau với tham số mặc định.....41 Hình 3. 9. Quá trình đổ bóng với giá trị Strength khác nhau với hệ số 800..................41 Hình 3.10. Mộc bản 3D biểu diễn chưa được nâng cao chất lượng tạo bóng ...............41 Hình 3. 11. Mộc bản 3D biểu diễn đã được nâng cao chất lượng tạo bóng. .................42 Hình 3. 12. Mộc bản 3D biểu diễn không mang giá trị mầu sắc. ..................................42 Hình 3. 13. Bảng mã mầu hiển thị cho Mộc bản 3D. ....................................................43 Hình 3. 14. Mộc bản 3D biểu diễn mang giá trị mầu sắc mã HTML #555555.............43 Hình 4. 1. Giao diện trang chủ biểu diễn mô hình 3D Mộc bản. ..................................47 Hình 4. 2. Mô hình Mộc bản 3D được biểu diễn trên trang web. .................................47 Hình 4. 3. Chi tiết nét đục, chạm trên mô hình Mộc bản 3D biểu diễn trên trang web.48 Hình 4. 4. Mô hình Mộc bản 3D được xoay một góc nghiêng theo trục x và y. ...........49 Hình 4. 5. So sánh dấu vết biến dạng của Mộc bản biểu diễn trên nền Web so với Mộc bản biểu diễn trên phần mềm.........................................................................................52 Hình 4. 6. So sánh ký tự của Mộc bản được biểu diễn trên nền Web so với Mộc bản biểu diễn trên phần mềm. ..............................................................................................53 Hình 4. 7. Biểu đồ mô tả độ lệch chuẩn trong đánh giá. ...............................................57 Hình 4. 8. Biểu đồ mô tả tốc độ hiển thị dữ liệu Mộc bản.. ..........................................59
6 Danh mục bảng Bảng 1. 1. Bảng tổng hợp số lượng, lĩnh vực các tấm Mộc bản triểu Nguyễn được lưu giữ tại Trung tâm Lưu trữ quốc gia IV [3] ...................................................................12 Bảng 2. 1. Mô tả ưu điểm và nhược điểm với các giá trị khoảng cách trong mẫu…... 26 Bảng 3. 1. Bảng tổng hợp thông tin mô hình Mộc bản 3D. .........................................37 Bảng 3. 2. Bảng tổng hợp kích thước lưới tam giác, point cloud và dung lượng tệp tin tương ứng. ......................................................................................................................38 Bảng 4. 1. Các đặc trưng của Mộc bản được thực hiện số hóa (nguồn: báo cáo của phòng thí nghiệm Tương tác Người –Máy). .................................................................46 Bảng 4. 2. Mô tả cấu hình máy tính, hệ điều hành và các phần mềm liên quan trong quá trình đánh giá tốc độ hiển thị hoàn toàn dữ liệu của Mộc bản 3D..........................54 Bảng 4. 3. Kếta quả đánh giá tính tương quan từ các chuyên gia. ................................55 Bảng 4. 4. Kết quả đánh giá tính tương quan từ những người không chuyên. .............56 Bảng 4. 5. Bảng tổng hợp kết quả đo. ...........................................................................58
7 MỞ ĐẦU Mộc bản Triều Nguyễn được Unesco công nhận là di sản tư liệu thế giới từ năm 2009. Việc bảo tồn và phát huy giá trị di sản tư liệu đóng vai trò quan trọng để gìn giữ tư liệu quá khứ nhằm kết nối tới hiện tại và tương lai. Số hóa 3D Mộc bản là một phương pháp hiệu quả nhất nhằm bảo tồn Mộc bản dưới dạng số để sau đó có thể tái tạo và dễ dàng truyền bá tới công chúng mà không ảnh hưởng đến Mộc bản nguyên mẫu. Do Mộc bản thường chứa rất nhiều chi tiết nhỏ như nét chữ, nét khắc, nét đục của nghệ nhân thời xưa để lại và yêu cầu về chất lượng hình ảnh số hóa rất cao từ phía bảo tồn, do vậy Mộc bản cần được số hóa với độ phân giải hình ảnh rất cao. Thông thường, mỗi tấm Mộc bản khi số hóa 3D cần yêu cầu từ 1GB đến nhiều GB. Điều này gây thách thức cho việc truyền tải và trình diễn Mộc bản số trên nền tảng Internet hiện tại. Mục đích nghiên cứu Luận văn này nghiên cứu xây dựng hệ thống Web biểu diễn các dữ liệu 3D point cloud lớn của Mộc bản. Nó cho phép người dùng xem các tập dữ liệu với hàng tỷ điểm trong thời gian thực trên các trình duyệt Web tiêu chuẩn, một trong những ưu điểm chính của việc “trình diễn và tương tác với mô hình 3D Mộc bản trên nền Web” là giúp người xem không cần phải cài đặt phần mềm hiển thị 3D, giúp các nhà bảo tồn văn hóa đưa được các tư liệu quý giá đến cho công chúng một cách phổ biến hơn mà vẫn đảm bảo được an toàn an ninh cho dữ liệu gốc. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ của luận văn, tác giả tập trung nghiên cứu các cách render point cloud phổ biến để biểu diễn dữ liệu 3D trên nền web. Dữ liệu 3D point cloud là mô hình ba chiều bao gồm các điểm chứ không phải được biểu diễn theo cấu trúc mô hình tam giác. Chúng được tạo ra bằng cách quét các vật thể thực thông qua các phương pháp quét khác nhau. Trong nhiều ứng dụng point cloud được coi là dữ liệu thô, sau đó được render thành các mô hình tam giác hoặc các ảnh 2D, do tính chất của dữ liệu điểm point cloud phải cần số lượng lớn các điểm để biểu diễn các mô hình đơn giản. Ví dụ một bức tranh phẳng được thể hiện bằng một hình tứ giác và một họa tiết nhưng lại cần đến hàng nghìn hoặc hàng triệu điểm để biểu diễn trong khi đó với mô hình tam giác thì chỉ cần số lượng nhỏ hơn. Một trong những thách thức lớn của việc biểu diễn dữ liệu 3D point cloud là yêu cầu dung lượng bộ nhớ trong rất lớn khi render. Tác giả tập trung nghiên cứu một số phương pháp render point cloud phù hợp với việc hiển thị và tương tác trên trình duyệt web, đáp ứng được thời gian hiển thị
8 Mộc bản 3D trong môi trường truyền tải dữ liệu kém và cấu hình tài nguyên máy thấp cho đa số người sử dụng phổ thông. Tìm hiểu phương pháp lấy mẫu con tạo ra các tập con có khoảng cách đều hơn, các kỹ thuật tạo bóng cho đối tượng 3D và các tham số tối ưu cho bài toán hiển thị mô hình Mộc bản trên nền Web. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu khi thực hiện luận văn là tìm hiểu từ cơ sở lý thuyết chung về các phương pháp render point cloud, các phương pháp lấy mẫu và sau đó tìm hiểu xây dựng hệ thống Web biểu diễn Mộc bản 3D từ các nghiên cứu đã được công bố và các kết quả đã đạt được. Từ đó cải tiến, đề xuất các kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả trình diễn và tương tác với mô hình Mộc bản 3D trên nền Web. Đóng góp mới của luận văn Luận văn này đã nghiên cứu áp dụng và cải tiến một số kỹ thuật kết xuất point cloud, áp dụng một công cụ biểu diễn và nâng cao chất lượng hiển thị Mộc bản số hóa trên nền Web; cài đặt thành công hệ thống Web với kết quả rất khả quan với tốc độ hiển thị Mộc bản 3D phù hợp với môi trường đường truyền internet và cấu hình máy phổ thông của người sử dụng; đưa lên hệ thống website: http://mocban.disanso.vn/ 10 tấm Mộc bản. Chi tiết kỹ thuật sẽ được trình bày ở các mục tiếp theo. Kết cấu luận văn Ngoài phần mở đầu và phần tham khảo, luận văn này được tổ chức thành 5 chương với các nội dung chính như sau: - Tổng quan về Mộc bản triều Nguyễn và số hóa 3D • Giới thiệu Mộc bản triều Nguyễn. • Khảo sát hiện trạng. • Yêu cầu số hóa và biểu diễn Mộc bản số hóa. - Chương 1: Tổng quan về biểu diễn dữ liệu 3D • Tổng quan về các công nghệ biểu diễn dữ liệu 3D. • Phương pháp lấy mẫu con. • Công nghệ Potree. - Chương 2: Hệ thống Web biểu diễn dữ liệu Mộc bản 3D • Tổng quan về hệ thống.
9 • Định dạng tệp dữ liệu 3D Mộc bản. • Tạo bóng cho Mộc bản 3D. • Nâng cao chất lượng tạo bóng cho Mộc bản 3D. • Phủ mầu cho Mộc bản 3D. - Chương 3: Thử nghiệm, đánh giá và kết quả • Dữ liệu Mộc bản số hóa dùng để biểu diễn và tương tác. • Phương pháp đánh giá chất lượng của hệ thống Web • Cài đặt hệ thống Web. • Kết quả thử nghiệm, phân tích về kết quả thử nghiệm. - Kết luận và hướng phát triển
10 TỔNG QUAN MỘC BẢN TRIỀU NGUYỄN VÀ SỐ HÓA 3D Mộc bản triều Nguyễn là những tấm gỗ khắc ngược chữ Hán hoặc chữ Nôm dùng để in ra các sách, sử dụng phổ biến ở Việt Nam trong thời kỳ phong kiến và được lưu giữ đến ngày nay. Do nhu cầu phổ biến rộng rãi các chuẩn mực xã hội, các điều luật, ghi lại các sự kiện lịch sử và lưu truyền công danh sự nghiệp của các vua chúa, triều đình nhà Nguyễn đã cho biên soạn, khắc in nhiều bộ sách sử và các tác phẩm văn chương. Để in được các cuốn sách đó đã sản sinh ra một tài liệu đặc biệt, đó là Mộc bản triều Nguyễn. 1.1. Giới thiệu Mộc bản triều Nguyễn 1.1.1. Nguồn gốc của Mộc bản triều Nguyễn Nhằm góp phần ổn định xã hội, củng cố, nâng cao vai trò của dòng tộc cũng như vị trí của vương triều, các vua nhà Nguyễn đã rất chú trọng đến việc biên soạn lịch sử. “Vào năm Nhâm Tuất (1802), sau khi chính thức thiết lập vương triều, các vua nhà Nguyễn đã đặc biệt chú trọng đến việc biên soạn lịch sử” [1]. Đến “Năm Tân Mùi (1811), Vua Gia Long đã cho thành lập Sử cục, cơ quan tiền thân của Quốc Sử quán” [2]. Triều vua Gia Long, nhà Nguyễn cho soạn bộ Hoàng Việt luật lệ và cho khắc in, ban hành năm Gia Long thứ 12 (1813). Ở giai đoạn này, tuy đã có nhiều cố gắng nhưng những khó khăn của vị vua triều đầu khiến Gia Long chưa thể tổ chức Sử cục một cách quy mô. Năm Canh Thìn (1820), mùa Hạ, tháng Sáu, Vua Minh Mạng ngay sau khi lên ngôi đã xuống chiếu cho tìm sách vở còn sót lại và thành lập Quốc Sử quán: “Nước nhà từ khi khai thác đến nay, lần lượt các Thánh cùng truyền nối trên hai trăm năm..., nếu chẳng có sử sách thì lấy gì truyền lại cho đời sau lâu dài. Trẫm muốn dựng Sử quán sai các bậc nho thần soạn tập bộ Quốc triều thực lục để nêu lên những công cuộc xây dựng nền tảng thịnh vượng để cho đời sau bắt chước vậy “[5]. Cơ quan này được giao trọng trách thực hiện việc biên soạn, khắc in và bảo quản các bộ chính sử, chính văn của triều đình. Tháng 8 năm 1820, Quốc sử quán được xây dựng xong, năm Tân Tị (1821) bắt đầu hoạt động, “Vua Minh Mạng sai quan soạn Thiệt thánh thực lục, cử chưởng hữu quân Nguyễn Văn Nhân làm Tổng tài, thượng thư Trịnh Hoài Đức và Phạm Đăng Hưng làm phó Tổng tài, các tham tri Trần Minh Nghĩa, Nguyễn Khoa Minh, Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Huy Trinh, Hàn Lâm chưởng viện học sĩ Hoàng Kim Hoan, Thái thường tự khanh Lê Đồng Lý, Lại bộ thiêm sự Lê Đăng Doanh, Đông các học sĩ Đinh Phiên, Hàn lâm thị giảng học sĩ Nguyễn Tuần Lý, Nguyễn Mậu Bách làm toản tu, đặt 25 người làm biên tu, 5 người khảo hiệu, 12 người thư chưởng, 8
11 người đằng lục” [4]. Ở thời kỳ Minh Mạng, Quốc sử quán đã có trụ sở riêng, biên chế số lượng sử quan lớn, cơ cấu tổ chức rất chặt chẽ. Điều đó chứng tỏ sự quan tâm của triều Nguyễn đối với lịch sử và người viết sử nước nhà. Năm Đinh Mùi (1847), Tự Đức lên ngôi, hoạt động biên soạn sử sách được tiến hành rầm rộ, tài liệu sử dụng cũng như sách vở in ấn cũng nhiều hơn, nhà vua phải cho xây thêm nhà dài phía sau trụ sở Quốc sử quán để đựng đồ gỗ và Mộc bản in sách gọi là Tàng bản đường. Như vậy, việc biên soạn và khắc in Mộc bản dưới Triều Nguyễn được các đời vua hết sức coi trọng. Trong hơn một thế kỷ tồn tại, Quốc sử quán cũng đã tạo ra một khối lượng lớn tài liệu Mộc bản, chủ yếu là ván khắc in những tác phẩm chính văn, chính sử của triều Nguyễn, trong số đó có nhiều bộ sách sử có giá trị như Đại Nam thực lục, Khâm định Đại Nam hội điển sự lệ; Đại Nam nhất thống chí; Khâm định Việt sử thông giám cương mục. 1.1.2. Tổng quan số lượng Mộc bản triều Nguyễn Mộc bản triều Nguyễn được khắc vào thời kỳ Triều Nguyễn (1802-1945), “gồm 34.619 tấm, được tạm chia thành hơn 100 đầu sách với nhiều chủ đề như: lịch sử, địa lý, chính trị - xã hội, quân sự, pháp chế, văn hóa – giáo dục, tôn giáo - tư tưởng – triết học, ngôn ngữ - văn tự, văn thơ [1]; là những văn bản chữ Hán, Nôm được khắc ngược trên gỗ để in ra sách. Khối tài liệu này có nội dung rất phong phú, đa dạng, phản ánh mọi mặt của xã hội Việt Nam dưới triều Nguyễn. Hình 1. 1. Mộc bản Bìa sách Đại Việt sử ký toàn thư.
12 Lĩnh vực Số lượng Nội dung Lịch sử 30 bộ sách-836 Ghi chép về lịch sử Việt Nam thời Hùng Vương quyển dựng nước cho đến triều Nguyễn. Địa lý 02 bộ sách Ghi chép về địa lý đã thống nhất ở Việt Nam và gồm 20 quyển ghi chép về Hoàng thành Huế. Chính trị- 05 bộ sách Ghi chép về sách lược của các triều đại phong xã hội gồm 16 quyển kiến Việt Nam. Quân sự 05 bộ sách Ghi chép về sách lược của các triều đại phong gồm 151 kiến Việt Nam. quyển Pháp chế 12 bộ sách Ghi chép về điển chế và pháp luật triều Nguyễn. gồm 500 quyển Văn hóa- 31 bộ sách Ghi chép về những nhân vật đỗ cử nhân và tiến Giáo dục gồm 93 quyển sĩ triều Nguyễn. Tôn giáo- 13 bộ sách Ghi chép về phương pháp tiếp cận kinh điển Tư tưởng gồm 22 quyển Nho gia. Văn thơ 39 bộ gồm 265 Ghi chép thơ văn của các bậc Đế vương và Nho quyển gia nổi tiếng Việt Nam. Ngôn ngữ 14 bộ sách Giải nghĩa luận ngữ bằng thơ Nôm” văn tự gồm 50 quyển Bảng 1. 1. Bảng tổng hợp số lượng, lĩnh vực các tấm Mộc bản triểu Nguyễn được lưu giữ tại Trung tâm Lưu trữ quốc gia IV [3]. Nhưng tấm Mộc bản triều Nguyễn đang bảo quản tại Trung tâm Lưu trữ quốc gia IV có những bộ ván khắc rất có giá trị như: Đại Việt sử ký toàn thư, là bộ quốc sử viết theo thể biên niên, ghi chép lịch sử Việt Nam từ thời Kinh Dương Vương năm 2879 TCN đến đời vua Lê Gia Tông nhà Hậu Lê năm 1675. Bộ sử được khắc in và ban hành lần đầu tiên vào năm Đinh Sửu, niên hiệu Chính Hòa năm thứ 18 (1697), triều vua Lê Hy Tông hiện nay còn lưu trữ được 623 tấm Mộc bản thuộc bộ sách này.
13 Đại Nam thực lục là bộ quốc sử lớn nhất, quan trọng nhất của Triều Nguyễn do Quốc Sử quán biên soạn. Bộ sử này được các sử thần nối tiếp nhau biên soạn và khắc in trong gần 100 năm, từ năm Minh Mệnh thứ 2 (1821) đến đời vua Khải Định (1916- 1925). Bộ sách được chia làm nhiều kỷ, mỗi kỷ là một đời vua, hiện nay còn lưu trữ được 7.139 tấm Mộc bản thuộc bộ sách này. Hình 1. 2. Mộc bản bìa sách Đại Nam thư lục. Minh Mệnh chính yếu do Quốc Sử quán Triều Nguyễn biên soạn vào năm Minh Mệnh thứ 18 (1837); “Chính yếu” được hiểu là những “đại yếu của chính thể”. Đó là những chính sách lớn, cốt yếu được đưa ra thi hành. Năm Minh Mệnh thứ 21 (1840), sách biên soạn xong, sau đó tiến hành khảo duyệt. Về thể thức, sách được kết cấu theo trình tự từng mặt hoạt động, trong từng quyển có các thiên (chương). Về nội dung, sách ghi chép về các chính sách, những việc thiết yếu đã được đưa ra thi hành dưới triều vua Minh Mệnh trên nhiều lĩnh vực như: sinh hoạt cung đình, hình luật, lễ nhạc, ngoại giao, trị an, khai hoang khẩn hóa, sách được khắc in vào năm Thành Thái thứ 9 (1897). Hiện nay còn lưu trữ được 403 tấm Mộc bản thuộc bộ sách này. Hoàng Việt Luật lệ tức Bộ luật Gia Long. Đây là bộ luật lớn nhất triều Nguyễn được ban hành vào năm Gia Long thứ 12. Hiện nay còn giữ được 878 Mộc bản thuộc bộ sách này.
14 Hình 1. 3. Mộc bản Bìa sách Hoàng Việt luật lệ. 1.1.3. Quá trình chế tác Mộc bản triều Nguyễn Trước khi chế tác ra các tấm Mộc bản, nhà Nguyễn tiến hành biên soạn các bộ quốc sử, thực lục các triều vua, các sách chuyên khảo về địa chí, văn hóa, giáo dục theo mệnh lệnh vua, triều đình đã thiết lập một bộ máy biên tập, đứng đầu chịu trách nhiệm thi hành là những bậc văn võ đại thần đầu triều, bên cạnh đó còn có hàng loạt những quy chế nghiêm ngặt trong việc soạn thảo, san khắc, in ấn và tuyển chọn phường khắc và thợ khắc. Quốc sử quán là cơ sở văn hóa - giáo dục, hoạt động nằm trong cơ chế giám sát của bộ Lại, tuân thủ những nghi thức do bộ Lễ đặt ra và chịu sự chi phối trực tiếp của Nhà Vua. Làm việc dựa trên các sách cổ và những tài liệu được hình thành trong các hoạt động của triều đình và các bộ, nha, trấn và các chiếu, dụ, chỉ của nhà vua đã được đưa ra thi hành; các phiến, tấu, sớ, sách của các cơ quan và địa phương đã được vua phê duyệt và hầu bửu – bản chính của các văn bản trên được gọi là Châu bản. Theo lệ định Châu bản được giao cho Nội các để sao chép lời Ngự phê vào hai phó bản; khi sao chép và hầu bửu xong, Nội các gửi một phó bản cho Quốc sử quán để làm tài liệu biên soạn các sách. Sau khi biên soạn thì tiến hành quy trình khắc in Mộc bản bao gồm các công đoạn như chuẩn bị vật liệu, dán nội dung bản thảo lên ván gỗ, tiến hành khắc ván và cuối cùng là in ván đóng sách. Quá trình chuẩn bị vật liệu Hữu ty chịu trách nhiệm chuẩn bị gỗ và những nguyên vật liệu như ván, mực, giấy, dầu nước, chiếu vuông, chiếu dài, dùi, đục, chàng
15 với nhiều kích cỡ khác nhau. Trong đó, khâu chuẩn bị gỗ là khâu mất nhiều thời gian, công sức; gỗ được lựa chọn phải có sức bền, hút mực tốt và nhả mực tốt. Thông thường, những loại gỗ được lựa chọn gồm: lê, táo, tử, thị, lồng mực. Gỗ sau khi được chuyển từ các tỉnh thành về kinh sẽ được cưa, xẻ, ngâm tẩm để loại bỏ hết nhựa. Hong khô ngâm tẩm xong, ván được vớt lên, đặt ở những chỗ tránh ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp vào, thoáng gió để hong khô. Trong lúc chờ khô, thường phải lật lên để kiểm tra, xếp các ván bằng nhau để tránh việc cong không đồng đều hoặc nứt. Qua giai đoạn xử lý này thì Mộc bản dễ dàng khô hơn và tiện dụng để khắc. Những tấm ván được chọn sẽ được bào nhẵn bề mặt, tùy theo kích thước khổ khuôn in của các bộ sách, người thợ sẽ cắt ván khắc theo các kích cỡ thống nhất phục vụ cho việc chạm khắc, công đoạn này cần nhiều thợ xẻ có sức khỏe vì phải thực hiện việc khá nặng nhọc, từ một đến hai năm mới xong. Sau khi có những tấm ván khắc của bộ sách, thợ sẽ phết một lớp hồ thật kỹ và nhuyễn lên ván, đồng thời dán bản thảo chữ ngược lên trên. Khi giấy khô, người ta bắt đầu bôi một lớp dầu thực vật để phần chữ viết nổi rõ. Và sau đó tiến hành khắc ván, người thợ bắt đầu khắc đường chỉ ngăn cách các dòng trước, sau đó tách dần thớ gỗ không dính chữ, cuối cùng là công đoạn chỉnh sửa lòng máng hoàn thiện mặt khắc. Mỗi tấm Mộc bản sau khi khắc xong, được in lần đầu để kiểm tra những lỗi sai sót, nếu chỉ sai một hai chữ thì sẽ đục chữ đó đi để khắc chữ khác gắn vào, đây được gọi là hình thức điền bản. Ván khắc có nét chữ nổi lên thì gọi là “dương bản”, nếu chữ lõm xuống thì gọi là “âm bản”, thông thường các ván khắc Mộc bản là “dương bản”. Hình 1. 4. Miêu tả quá trình khắc chữ lên tấm ván gỗ. Công đoạn cuối cùng là in ván và đóng sách, mỗi mặt khắc gồm 2 trang sách, nên khi in dập xong, người ta sẽ gấp đôi lại, gáy trang xoay ra phía ngoài, vỗ thật đều rồi nẹp
16 các trang theo quyển, xén quyển theo khổ sách, cuối cùng là công đoạn tháo nẹp, khâu sách. 1.2. Khảo sát hiện trạng Cho tới nay thì chưa có nhiều công trình nghiên cứu về số hóa và biểu diễn Mộc bản trên nền Web, đặc biệt ở Việt Nam thì chưa từng có. Mộc bản là một loại hình lưu trữ đặc biệt, qua một vài nghiên cứu cho thấy Mộc bản chỉ được sản sinh ra tại một số nước Đông Á như Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản và Việt Nam. Tác giả đã tiến hành khảo sát các nghiên cứu về số hóa và biểu diễn Mộc bản trên nền Web của các nước nói trên và nhận thấy rất ít nghiên cứu về số hóa Mộc bản và cho tới thời điểm hiện tại thì chưa có công bố, nghiên cứu nào nói về biểu diễn và tương tác Mộc bản trên nền Web. Số hóa Mộc bản tại Trung Quốc Số hóa Mộc bản năm mới của Trung Quốc trong nghiên cứu của tác giả Hongyuan Lei [12], đây là một nghiên cứu khoa học, toàn diện và có hệ thống của tác giả và các nghệ nhân liên quan đến Mộc bản năm mới của Trung Quốc. Mộc bản năm mới của Trung Quốc bắt nguồn vào cuối triều đại nhà Minh (1368-1644) tại thị trấn hàng nghìn năm tuổi Yangliuqing ở ngoại ô Thiên Tân, Mộc bản năm mới Yangliuqing in ra những bức tranh năm mới dân gian nổi tiếng của Trung Quốc miêu tả trong hình 1.5, và được áp dụng kỹ thuật giữa in khắc gỗ và vẽ mầu bằng tay để cho ra những bức tranh với những mảng mầu bắt mắt mang ý nghĩa vui tươi, tốt lành và may mắn.