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文物器物精细三维数字化方法
2016年04月20日 16:05 来源:湖南考古 作者: 字号

内容摘要:而随着激光扫描技术、高清拍照技术以及数据处理保存技术的发展,将文物以数字化的方式来存储已变为可能。武汉微目科技有限公司是一家致力于文化遗产数字化技术研究与应用的机构,他们以近景摄影三维扫描、高密度激光三维扫描为立足点,利用数字化、信息化、网络化技术研发了文物数字化展陈系统、数字博物馆平台、考古资料数字化系统。二、方法和步骤方法:文物器物近景摄影三维扫描,能在较短时间内(单片5s)扫描获取高精度表面点云(精度高达0.05mm/500mm),同时通过自带的后处理软件,可以提供从“拼接—融合—构网—简化—纹理映射”的完整点云处理流程。图三器物在转台上拍摄过程通过这些工作建立的文物三维数字化模型,今后将应用在许多方面,比如文物数字档案、博物馆数字化展陈、文物虚拟修复、考古遗址虚拟漫游、文物高精度复制等。

关键词:数字化;文物器物;近景;纹理;软件;拍摄;摄影;三维扫描;图纸;激光

作者简介:

  文物是前人智慧的结晶,如何准确获取、保护、传承、展示这些文物是摆在全体文物工作者面前的重要问题。传统的文物档案主要由文字、照片、图纸等资料组成,很难将文物的细节和色彩等更多的信息完整保存下来。而随着激光扫描技术、高清拍照技术以及数据处理保存技术的发展,将文物以数字化的方式来存储已变为可能。

  为推进湖南数字化考古工作,我所与武汉微目公司就文物器物的精细三维数字化工作进行了一次有益的合作与尝试。武汉微目科技有限公司是一家致力于文化遗产数字化技术研究与应用的机构,他们以近景摄影三维扫描、高密度激光三维扫描为立足点,利用数字化、信息化、网络化技术研发了文物数字化展陈系统、数字博物馆平台、考古资料数字化系统,拥有文物器物精细三维数字化、古建筑精细测绘、文化遗址三维重建等项目的实施能力。我所委托该公司通过现场文物器物数据采集的方式制作一批数字线划图。

  现对其工作方法作简单介绍:

  一、工具和原料

  ①硬件设施:微目近景摄影三维扫描系统(精度高达0.05mm/500mm) ,高清数码相机及转台。②微目点云后处理软件WMWork;高清纹理采集相机标定软件WMCali。③微目高清分辨影像配准软件WMTex。

  二、方法和步骤

  方法:文物器物近景摄影三维扫描,能在较短时间内(单片5s)扫描获取高精度表面点云(精度高达0.05mm/500mm),同时通过自带的后处理软件,可以提供从“拼接—融合—构网—简化—纹理映射”的完整点云处理流程,能高效地获取被扫描物体完整的高精度表面模型和纹理模型。

  步骤:1、架设近景摄影测量系统,对器物进行全面扫描,得到器物文物点云数据。2、将扫描得到的点云数据导入到后处理软件 Work 中进行编辑(包括法向计算、粗差点剔除等)、拼接、融合、构网建模、模型简化、纹理映射等,得到所需的三维模型数据。3、用微目Tex软件进行高分辨率纹理影像配准,最终得到具有高清纹理影像的模型。

  目前我们已完成第一步的工作,即架设近景摄影测量系统,对器物进行全面扫描,得到器物文物点云数据。其具体工作方法为:①准备工作。架设一个摄影平台,然后将转台置于其上,调好转速,转台中央平放比例图纸。调整好灯光,相机用三脚架固定。电脑打开,准备记录拍摄数据。②近景摄影。将器物放于转台中央开始对焦拍摄,转台自动旋转,转动约15度停顿一下,此时再次对焦拍摄,如此旋转一周。随后类似地对器物进行侧放、倒放拍摄,以尽量全面地摄取器物影像,得到三维点云数据。器物上有纹饰、文字的地方要单独拍照。③资料录入。拍摄完成后,将文物器物的单位、名称和摄影的起止编号等数据输入电脑,以利于后期的资料处理。(图一至图三)拍摄完成后,他们将开始第二步、第三步的工作。

 

  通过这些工作建立的文物三维数字化模型,今后将应用在许多方面,比如文物数字档案、博物馆数字化展陈、文物虚拟修复、考古遗址虚拟漫游、文物高精度复制等。

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