前言

近年來，隨著三維掃描技術(shù)的快速發(fā)展，采用現(xiàn)代科技手段對古代文物進行保護和還原已成為現(xiàn)代文物保護的主流。三維掃描技術(shù)滿足了文物和考古領(lǐng)域“非接觸”、“高速度”、“高密度”、“全數(shù)字化”的數(shù)據(jù)采集要求，近年來迅速在文物保護、古跡測繪等領(lǐng)域得到廣泛應用。從精美小巧的文物擺件到大型古建筑群，借助三維掃描技術(shù)都能輕松實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)測量、材料成分的獲取與保存、云平臺數(shù)據(jù)庫的儲存與調(diào)用、三維數(shù)字化復原等需求。

客戶需求

“博物館數(shù)字化”主要是指博物館將現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)引入到博物館的收藏、研究、展示和傳播等各項工作中，以提高博物館的研究水平和展示水準，擴大文博文化影響范圍。

疫情期間為了避免人員的聚集，我國的各級博物館都暫停開放，將實體展示轉(zhuǎn)移為線上展示，旨在讓觀眾不受地理位置和時間的約束，隨時隨地可以進行網(wǎng)上參觀。因此，各級博物館都將精力重點投入到博物館藏數(shù)字化建設(shè)中來，其中關(guān)鍵工作就是借助三維掃描技術(shù)對文物進行大規(guī)模的數(shù)字化采集與處理。
由于文物的珍貴性和特殊性，因此最為重要的兩項掃描技術(shù)要求是：
1、文物表面不能做任何處理（如貼點，噴粉等）；
2、文物不能長時間存放在非標準環(huán)境下，必須確保以極高的速度和效率完成掃描。


解決方案

HyperScan智能光學追蹤3D掃描儀，具有目標點自動定位功能，無須在物體表面粘貼標志點或設(shè)置工裝即可實現(xiàn)物體表面三維數(shù)據(jù)采集，非常適合不可觸碰的文物三維采集工作，且HyperScan采用2級激光發(fā)射器，能夠在不傷害物體的前提下實現(xiàn)復雜環(huán)境的掃描建模。
同時，HyperScan具有極高的掃描效率，掃描區(qū)域最大可達440×620mm，測量速率為1,340,000次測量/秒，幾分鐘內(nèi)即可獲得傳統(tǒng)測繪方式需要耗時數(shù)天才能采集到的結(jié)構(gòu)細節(jié)信息，節(jié)省了人力和時間，大大提高了工作效率。

文物后期色彩的處理可通過自主研發(fā)的ArtMapping貼圖軟件完成。ArtMapping可實現(xiàn)三維激光點云數(shù)據(jù)與二維影像數(shù)據(jù)的自動配準和融合，一次可以進行幾百甚至幾千張影像紋理的自動映射，具有極高的效率，是目前國際國內(nèi)最先進的紋理自動貼圖軟件。此項核心技術(shù)獲得2014年美國攝影測量與遙感協(xié)會（本領(lǐng)域最知名的國際學術(shù)組織之一）頒發(fā)的約翰戴維森主席應用獎一等獎（全球每年僅評選1個）和波音圖像分析與解譯最佳科學獎（全球每年僅評選1個）兩個獎項。

文博數(shù)字化具體步驟

1、在文物掃描現(xiàn)場采用HyperScan智能光學追蹤3D掃描儀快速獲取文物表面點云數(shù)據(jù)，生成文物的三維外觀模型;

2、后期對文物外觀拍照，通過ArtMapping軟件將點云與影像自動配準融合，可以迅速得到單體文物帶紋理模型，即可還原文物的真實外觀。

▲漢·灰陶馬頭


▲宋·清銅凈瓶


▲漢·大吉祥銅洗

此次該博物館共掃描了50余件具有代表性的文物，用時16小時，掃描單件文物耗時不到10分鐘，為博物館館藏數(shù)字化提供了精準高效的技術(shù)實現(xiàn)手段。

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故宮博物院掃描現(xiàn)場

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