韓佳榮

摘要：隨著三維掃描技術(shù)上的持續(xù)發(fā)展，三維掃描技術(shù)上的實際應(yīng)用范圍和攜帶方便逐步進一步提高。在文物保護專業(yè)領(lǐng)域，三維掃描儀科學(xué)技術(shù)也具有關(guān)鍵的實際應(yīng)用。正文正式介紹了三維掃描儀技術(shù)上的基本原理及其在文物保護專業(yè)領(lǐng)域中的實際應(yīng)用。由于珍貴文物的主體多元化和掃描技術(shù)上的限制，在使用三維掃描系統(tǒng)時有可能出現(xiàn)偏差問題，需要對相等的珍貴文物進行模擬- 數(shù)字轉(zhuǎn)換器處理，同樣還應(yīng)選擇可適用的掃描固定設(shè)備。

關(guān)鍵詞：三維掃描技術(shù);文物保護;實際應(yīng)用

1.??? 前言

立體三維激光掃描是工業(yè)設(shè)計和制造業(yè)專業(yè)領(lǐng)域中的一項先進科學(xué)技術(shù)。隨著光學(xué)系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)和信息處理系統(tǒng)的輔助技術(shù)的蓬勃發(fā)展，立體三維激光掃描在準確率，平均速度和數(shù)據(jù)采集方面取得了上漲。隨著現(xiàn)代歷史博物館的持續(xù)發(fā)展，數(shù)字信號數(shù)學(xué)建?？茖W(xué)技術(shù)已被實際應(yīng)用到珍貴文物的虛擬環(huán)境展示中，作為歷史博物館數(shù)字化的不可或缺組成部分，人們對珍貴文物的數(shù)字技術(shù)進行了調(diào)查研究，妥善保護和修復(fù)。立體三維激光掃描科學(xué)技術(shù)在文物保護和修復(fù)中的實際應(yīng)用對臨摹，展示具有普遍而重要的參考意義。

2.??? 立體三維掃描技術(shù)的一些分類和選擇

隨著科學(xué)技術(shù)持續(xù)不斷上漲，信息處理系統(tǒng)的也在開拓創(chuàng)新，與此同時，立體三維信息采集科學(xué)技術(shù)也應(yīng)運而生。目前，按照被掃描物體的分類法，立體三維掃描科學(xué)技術(shù)可以分成接觸掃描技術(shù)和非接觸掃描技術(shù)。根據(jù)掃描期間媒介的各不相同，三維掃描儀科學(xué)技術(shù)可以分為激光掃描科學(xué)技術(shù)和非激光掃描科學(xué)技術(shù)。三維掃描技術(shù)可以分為lnspeck彩色三維掃描技術(shù)和普通的掃描技術(shù)。從其稱號說明了，接觸式立體三維掃描技術(shù)需要接觸要掃描的物理對象，而非接觸式立體三維掃描技術(shù)則不需要。為了進一步有效保護珍貴文物，在掃描過程當中切勿身體接觸文物。因此，主要的使用非接觸式掃描技術(shù)，并且采用三維掃描儀工程技術(shù)。另外，在掃描珍貴文物時，不僅需要進一步掌握珍貴文物的立體三維信息處理，而且還需要了解珍貴文物外部的材質(zhì)和質(zhì)地的整體統(tǒng)計數(shù)據(jù)。因此，在文物保護中，lnspeck彩色三維掃描科學(xué)技術(shù)主要用于減輕工作負載，進一步提高工作效率。

3.??? 立體三維技術(shù)的一些特點和原理

三維掃描科學(xué)技術(shù)主要建立于主動光學(xué)系統(tǒng)基本原理，結(jié)合莫爾條紋法等科學(xué)技術(shù)。在使用三維掃描科學(xué)技術(shù)掃描珍貴文物時，珍貴文物的表面需要能夠散射掃描系統(tǒng)發(fā)出的光，以便獲得精確的掃描最終結(jié)果。從理論上講，最理想的反射面是對珍貴文物的保護，盡管珍貴文物的表面所用材料很難達到理想的反射特殊效果，但是，我們還是能看到珍貴文物表面上投射出的黑白質(zhì)地。這樣，三維掃描系統(tǒng)可以精確度地測量珍貴文物。在掃描珍貴文物時，三維掃描技術(shù)通常的將黑白光柵投射在珍貴文物的表面上。傳感器掃描控制系統(tǒng)可以獲得特殊珍貴文物的空間信息和點紋理信息處理，即三維統(tǒng)計數(shù)據(jù)的顏色信息處理。激光主要用于獲取被掃描物理對象的模型，并且可以一次獲得一條激光線或激光點的立體三維信息。目前，更先進的立體三維掃描科學(xué)技術(shù)已經(jīng)突破了這一瓶頸。一些新的立體三維掃描技術(shù)可以充分利用自然光獲得要掃描的數(shù)據(jù)對象的模型科學(xué)數(shù)據(jù)，并且可以一次掃描獲得珍貴文物表面上點的空間信息，從而進一步大大提高有效地利用了掃描時間并以確保了掃描的準確度和其真實性。

4.??? 立體三維技術(shù)掃描的一些步驟

4.1? 相關(guān)的掃描

采用三維掃描關(guān)鍵技術(shù)掃描珍貴文物時，可以先建立一個掃描系統(tǒng)。一般而言，由于珍貴文物模型對所用材質(zhì)的要求較高，對真實性要求較高，掃描系統(tǒng)提供的光源往往不能使用。目前，為了有效的保證紋理科學(xué)數(shù)據(jù)的真實性，一些高度發(fā)達的掃描系統(tǒng)會采用自然光進行系統(tǒng)掃描，可以更真實地有效地重演模型外部的質(zhì)地科學(xué)數(shù)據(jù)。

4.2? 相關(guān)模型的一些修正

在真實掃描期間過程當中，需要將兩個鄰近的掃描模型進行堆疊，以獲得盡可能的拼接特殊效果。掃描后，軟件需要進行預(yù)處理，刪除非目標物理對象原始數(shù)據(jù)，然后進一步完成模型拼接、所用材料生成等整個步驟。掃描后，你可以得到每個外部的模型。通常的，組裝好這些模型后，可以將它們放進模型中，在頂峰標記三對或更多參考點，然后對模型進行調(diào)節(jié)和縫合，然后使用軟件進行校正。

5.??? 三維掃描技術(shù)在文物保護中的應(yīng)用

當前，三維激光掃描技術(shù)在文物保護當中的應(yīng)用是非常廣泛的，其信息資料的實現(xiàn)和傳統(tǒng)方法相比較更加迅速以及準確。這種三維掃描技術(shù)在使用的過程中對于三維立體數(shù)據(jù)方法是比較依賴的。與人工常規(guī)技術(shù)相比較，使用流程比較接近，但是又存在其自身的特點。通常情況下，文物保護以及加工的工作包含：布局掃描點、現(xiàn)場勘測，設(shè)計勘測平臺，提交數(shù)據(jù)，記錄與掃描信息，信息處理，點云處理，二次掃描以及鑲嵌成像等。在文物保護現(xiàn)場，對客觀存在的具體地理結(jié)構(gòu)特征，文物的實際情況以及地貌等實施科學(xué)化的分析以及研究，并完成三維激光掃描儀位置的具體安排，在掃描的過程中，一定要防止留下死角。

除此之外，在文物現(xiàn)場實施三維掃描處理時，需要選擇多個角度實施三維掃描處理。比如，如果使用三維激光對于古代建筑文物進行掃描，那么可以利用低分辨率的方法來完成地面結(jié)構(gòu)的掃描。但是，對于形狀比較復(fù)雜以及尺寸不大的文物，需要利用點云技術(shù)實施處理。如果在文物保護場所利用一定的三維掃描技術(shù)，在拍攝照片的過程中一定要使用外部攝像頭設(shè)備進行拍攝，那么一定要對這一點進行考慮。拍攝的過程中需要在光線比較明亮的環(huán)境當中進行拍攝，要防止昏暗的光線或者突然下雷雨等天氣，這樣對于掃描圖像的拍攝效果以及文物保護的質(zhì)量來講是非常嚴重的。攝像的過程中一定要在自動曝光的前提之下實施，并且取景一定要在補償正值，曝光以及負值等三角度的基礎(chǔ)上實施。比如，在兵馬俑文物保護的過程當中，利用Inspeck激光掃描技術(shù)來完成兵馬俑頭部的掃描。特定的掃描過程主要利用彩色掃描工具來完成成像的具體效果。由于彩色掃描設(shè)備本身存在發(fā)黃的光源，并且對于兵馬俑的具體效果要求比較高，因此在掃描的過程中預(yù)先創(chuàng)新系統(tǒng)的具體設(shè)計是非常必要的，并且要自帶光照實施先處理，不能直接的進行使用。對頭部圖像的具體三維數(shù)據(jù)要求進行考慮之后，使用Inspeck掃描只可以獲得圖像的側(cè)面部分，因此需要重復(fù)多次的掃描，即包含：上下頭部的掃描以及側(cè)面的掃描（8次）等。除此之外，在對于相鄰的零件進行掃描時，一定要利用重疊化的數(shù)據(jù)，以使得簡化之后的圖像在拼接的過程當中實施一定的技術(shù)處理。三維掃描過程結(jié)束之后，利用Faps系統(tǒng)完成建模的初步處理，并刪除與兵馬俑以及頭部掃描無關(guān)的具體數(shù)據(jù)，然后把三維建模圖像和Em系統(tǒng)相互連接，這樣對于后續(xù)圖像的拼接以及生成處理來講是非常有利的，進而可以對此文物進行更好的保護。

6.??? 結(jié)束語

中國人口眾多，中華文化源遠流長。許多珍貴文物保存了幾千年。珍貴文物是不可再生資源。開挖后怎么穩(wěn)妥存放也是一個根本原因。如今，鑒于三維掃描技術(shù)上的不斷改進，它已經(jīng)被實際應(yīng)用到各種it行業(yè)中，當然在其他的領(lǐng)域也得到了各種各樣的實際應(yīng)用，進一步提高了掃描平均速度、掃描準確率和固定設(shè)備的攜帶方便。三維掃描工程技術(shù)在文物保護中得到了各種各樣的實際應(yīng)用。正文探討了三維掃描技術(shù)在文物保護中的實際應(yīng)用及相關(guān)聯(lián)的工作思路。

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