解析多圖像三維數(shù)字化技術(shù)在文物保護(hù)方面的應(yīng)用

摘? ? 要：伴隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，三維數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，眾所周知我國(guó)擁有淵源流長(zhǎng)的歷史背景，在這樣的前提下就注定了我國(guó)會(huì)擁有較多的文物古跡，所以我國(guó)會(huì)付出很多的人力和財(cái)力用于文物方面的研究和保護(hù)，而在時(shí)代背景下的多圖像三維數(shù)字化技術(shù)就能對(duì)文物保護(hù)產(chǎn)生很大的推動(dòng)作用，本文基于對(duì)多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的了解，解析了多圖像三維數(shù)字化技術(shù)在文物保護(hù)方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：多圖像三維數(shù)字化技術(shù);文物保護(hù);應(yīng)用

引言：

歷史文物是一個(gè)國(guó)家研究歷史的重要依據(jù)之一，但是在多重因素的影響下，我國(guó)出土的各類文物都受到了或多或少的外界影響，而多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)，就能在最大程度上避免文物的二次損傷，充分的保留文物的歷史價(jià)值，多圖像三維數(shù)字化技術(shù)就是利用科學(xué)手段結(jié)合歷史文物的實(shí)際情況，完成文物的出土，研究和保護(hù)，其實(shí)在多圖像三維數(shù)字化技術(shù)出現(xiàn)之前歷史文物的保護(hù)就是我國(guó)多個(gè)部門(mén)需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題之一，三維數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)可以將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，并為文物保護(hù)注入了新的活力，然而如何將多圖像三維數(shù)字化技術(shù)切實(shí)的應(yīng)用到文物保護(hù)方面就是新的問(wèn)題。

一、文物保護(hù)的重要性和必要性

文物是一個(gè)國(guó)家過(guò)去的寫(xiě)照和未來(lái)更好發(fā)展的借鑒，而因?yàn)榉N種原因能夠保留下來(lái)并被發(fā)現(xiàn)的文物并不多，所以文物的出土、研究和保護(hù)一直都是重中之重，文物的出土一般是實(shí)質(zhì)性的物品，然而出土文物遭到損壞之后將會(huì)造成很多文物信息的丟失，為后續(xù)的研究和調(diào)查留下很大問(wèn)題，所以如何在正常研究之下對(duì)出土文物進(jìn)行最大程度的保護(hù)，是所有部門(mén)和文物研究者都頭痛的問(wèn)題之一，由于種種情況的限制，每個(gè)國(guó)家的很多前期歷史和重要事件都只能通過(guò)出土文物進(jìn)行研究，而好的國(guó)家不僅要保證未來(lái)的發(fā)展更在過(guò)去的歷史中吸取優(yōu)點(diǎn)，這才是一個(gè)國(guó)家能夠更好的發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，而這些就能體現(xiàn)出文物保護(hù)的重要性和必要性。

二、多圖像三維數(shù)字化技術(shù)

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)是我國(guó)常用的考古手段之一，其利用激光掃描技術(shù)，精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)和3D打印技術(shù)能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行觀察復(fù)印進(jìn)而減少由于研究而造成的文物損害。

（一）激光掃描技術(shù)

激光掃描技術(shù)就是利用激光測(cè)距原理，對(duì)不同情況的文物進(jìn)行進(jìn)一步的檢測(cè)和記錄，激光掃描技術(shù)可以幫助文物研究者在不清楚文物的具體狀況下，對(duì)文物進(jìn)行進(jìn)一步掃描然后傳輸回具體數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，我國(guó)擁有較大國(guó)土面積，所以歷史文物分布出現(xiàn)的地點(diǎn)和狀況也有所不同，我國(guó)在文物出土和研究的歷史中就出現(xiàn)過(guò)很多不知名情況，甚至出現(xiàn)過(guò)很多人員傷亡和文物損壞，而激光掃描技術(shù)的出現(xiàn)，不僅在最大程度上保證了文物完整度，也對(duì)文物研究人員的生命安全做出了進(jìn)一步保證，畢竟在未知狀況下貿(mào)然對(duì)文物進(jìn)行研究，對(duì)文物和研究人員來(lái)說(shuō)都存在安全隱患。

（二）精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)

精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)就是利用人眼的視覺(jué)差距，以及所拍攝到的文物的所在方位和照片，對(duì)文物所在的位置及地理因素做進(jìn)一步確定。精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)并不是在這些年才出現(xiàn)的，而且除了考古所需之外，在其它的很多領(lǐng)域都有所涉及。當(dāng)然就考古來(lái)說(shuō)精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)和激光掃描技術(shù)是相輔相成的，當(dāng)激光掃描完成后精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)才能發(fā)揮更加完美的效果，精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)也在一定程度上增加了不知名情況下考古研究者安全性，對(duì)于現(xiàn)代的文物考古來(lái)說(shuō)也是不可缺少的技術(shù)之一。

（三）3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的3D建模有異曲同工之處，但是3D打印技術(shù)的主要功能就是根據(jù)掃描和打印版對(duì)文物進(jìn)行復(fù)制，而且相較于傳統(tǒng)的3D建模功能，有關(guān)考古的3D打印技術(shù)能將復(fù)制品與真實(shí)文物之間的差距縮小至0.001微米，至少用肉眼無(wú)法判斷出真實(shí)文物與復(fù)制品之間的不同，這種功能存在的意義就在于那些無(wú)法直接觸碰的文物，可以用3D打印機(jī)所進(jìn)行復(fù)制粘貼從而對(duì)復(fù)制品進(jìn)行近距離的觀察，以達(dá)到研究目的，當(dāng)然3D打印技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中并不常用，但對(duì)于價(jià)值極高且不能損壞的文物來(lái)說(shuō)3D打印技術(shù)就給予了雙方一個(gè)保障。

三、多圖像三維數(shù)字化技術(shù)存在的意義

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)是在近幾年中被廣泛應(yīng)用到多個(gè)考古領(lǐng)域的高科技技術(shù)，當(dāng)然多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)也為考古領(lǐng)域帶來(lái)了新的突破和機(jī)遇。

（一）全方位觀察文物

我國(guó)文物出土的方位和地點(diǎn)都有所不同甚至無(wú)法估計(jì)，在這樣不可估計(jì)的情況下，文物所處的環(huán)境和地理位置也未可知，我國(guó)就曾出現(xiàn)過(guò)多起在道路施工或者地鐵施工中發(fā)現(xiàn)的文物古跡，甚至出現(xiàn)不少文物體型較大，但是有一半或者大部分被埋在土中暫時(shí)無(wú)法取出的現(xiàn)象，在這種情況下如果貿(mào)然對(duì)文物進(jìn)行研究，可能會(huì)對(duì)文物造成二次傷害或者不可挽回的損害，而多圖像三維數(shù)字化技術(shù)就可以讓研究者在無(wú)法全面開(kāi)展工作之時(shí)對(duì)文物進(jìn)行全方位觀察，這個(gè)觀察除了對(duì)文物研究者的研究之外也可以輔助文物的出土，用更加科學(xué)的手段進(jìn)行文物出土和保護(hù)。

（二）無(wú)接觸保護(hù)文物

在眾多文物中有很多文物都不能直接被人所觸碰，貿(mào)然的觸碰可能會(huì)導(dǎo)致文物的永久性損壞，而多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的存在就可以讓研究者在不接觸文物的情況下對(duì)文物的基本情況做以研究，只要充分利用多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的激光掃描技術(shù)，精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)和3D打印技術(shù)，就能對(duì)文物進(jìn)行3D打印，從而達(dá)到在保護(hù)真實(shí)文物的同時(shí)，讓學(xué)者或者文物研究者對(duì)復(fù)制文物進(jìn)行研究。出土的文物有時(shí)需要向大眾或者媒體進(jìn)行展示，然而高強(qiáng)度的閃光燈照射也會(huì)給文物造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害，所以在特殊情況下，可以利用多圖像三維數(shù)字化技術(shù)對(duì)文物進(jìn)行打印，然后用打印品向大眾和媒體進(jìn)行展示。

（三）自動(dòng)化精準(zhǔn)度高

既然多圖像三維數(shù)字化技術(shù)身為新型科學(xué)產(chǎn)品之一，那么多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的自動(dòng)化精準(zhǔn)度一定比普通的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)品要高出很多，例如激光掃描技術(shù)只需要提前設(shè)定好需要掃描的區(qū)域和物品，在機(jī)器運(yùn)作之時(shí)就不需要任何人為的干預(yù)和控制，而正是因?yàn)槎鄨D像三維數(shù)字化技術(shù)是高科技產(chǎn)品，所以其測(cè)量功能和監(jiān)測(cè)功能都遠(yuǎn)超人為的精準(zhǔn)度，這也是多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。

（四）環(huán)境要求低工作效率高

眾所周知我國(guó)的文物出土地段分布較廣，并且每個(gè)地區(qū)的環(huán)境和地理情況都有所不同，這就導(dǎo)致了很多高科技精密儀器無(wú)法在不同的環(huán)境下正常使用，多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的相關(guān)儀器，都可以有效的避免因?yàn)榈乩砹觿?shì)和惡劣環(huán)境帶來(lái)的影響，而且多圖像三維數(shù)字化技術(shù)與人為的手工測(cè)量相比，不僅節(jié)省了人力和物力的資源開(kāi)支，同時(shí)也提高了工作效率以及測(cè)繪精準(zhǔn)度。除此之外，多圖像三維數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)θ梭w肉眼無(wú)法感知到的差距進(jìn)行測(cè)算，然后與網(wǎng)絡(luò)和電腦連接，利用3D打印技術(shù)打印出文物的外形。而且多圖像三維數(shù)字化技術(shù)也不會(huì)被周圍的環(huán)境所影響而降低工作效率，這一方面完全符合我國(guó)當(dāng)代的發(fā)展速度和工作效率。

四、多圖像三維數(shù)字化技術(shù)在文物保護(hù)方面的應(yīng)用

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)出現(xiàn)的首要目的就是對(duì)文物保護(hù)方面有莫大的用處，而這一技術(shù)也成功的幫助中國(guó)和科研人員有效的保護(hù)了諸多文物。

（一）文物數(shù)據(jù)的采集和保存

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)會(huì)對(duì)文物的基本信息做以采集和保存，除文字錄入之外還會(huì)有眾多的相關(guān)圖片進(jìn)行輔助解釋，而多圖像三維數(shù)字化技術(shù)對(duì)照片和文字的質(zhì)量要求都非常之高，并且擁有自己的選擇標(biāo)準(zhǔn)和判斷條件。信息收集完畢之后多圖像三維數(shù)字化技術(shù)也會(huì)對(duì)文物的相關(guān)信息進(jìn)行保存，而這些初始信息的保存可能在不久的將來(lái)會(huì)成為科研人員進(jìn)行研究的重要依據(jù)之一，在多圖像三維數(shù)字化技術(shù)沒(méi)有普遍之前，文物信息的采集和保存全部是由人工完成和記錄，這就容易出現(xiàn)人工采集有偏差以及保存不當(dāng)?shù)那闆r出現(xiàn)，甚至出現(xiàn)過(guò)很多因?yàn)槲奈镉涗洸蝗珜?dǎo)致無(wú)法求證的歷史狀況出現(xiàn)，這對(duì)于我們國(guó)家甚至整個(gè)世界來(lái)說(shuō)都是非常可惜的。

（二）文物精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和受損查驗(yàn)

不少文物在出土之后都會(huì)有或多或少的損傷，這些損傷很大一部分是不可逆轉(zhuǎn)的，文物的損傷也分為多個(gè)因素，有的在文物挖掘過(guò)程中因?yàn)槭┕げ划?dāng)而造成的文物損壞，有的在歷史時(shí)間的影響下因?yàn)楹芏喾侨藶橐蛩囟斐傻?，無(wú)論是怎樣的原因造成的文物損壞，又無(wú)論文物是否完整，這些都需要一個(gè)詳細(xì)的檢測(cè)和記錄，而多圖像三維數(shù)字化技術(shù)就可以對(duì)出土的文物進(jìn)行一個(gè)精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)，也可以利用文物的相關(guān)特點(diǎn)對(duì)文物的損壞狀況進(jìn)行查驗(yàn)，與前期的人為檢測(cè)和查驗(yàn)來(lái)對(duì)比利用多圖像三維數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和查驗(yàn)，能夠在最大程度上預(yù)防外界對(duì)文物產(chǎn)生二次傷害，從而盡可能地保留文物的相關(guān)價(jià)值，這些對(duì)日后的文物研究和相關(guān)的文物保護(hù)都有莫大的幫助。

（三）三維數(shù)字化技術(shù)的虛擬輔助應(yīng)用

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)可以在人為控制之下同時(shí)調(diào)取多個(gè)文物的相關(guān)資料，或者單個(gè)文物的多重資料這就有助于相關(guān)研究者的研究歷程，為后續(xù)的文物研究做下良好鋪墊，除文物監(jiān)測(cè)和文物信息保存之外，三維數(shù)字化技術(shù)的虛擬輔助作用可以讓研究者對(duì)虛擬化的文物隨心所欲的進(jìn)行操控，例如文物建筑等大型無(wú)法移動(dòng)的文物主體，多圖像三維數(shù)字化技術(shù)將這種大型文物錄入電腦之后，研究人員就可以不再受到地點(diǎn)和時(shí)間的限制，隨時(shí)隨地都能對(duì)該文物進(jìn)行研究，而對(duì)于那些異常珍貴的相關(guān)文物來(lái)說(shuō)，人為觸碰可能會(huì)導(dǎo)致文物損壞三維數(shù)字化技術(shù)的虛擬輔助應(yīng)用，就能夠讓研究人員在正常研究的同時(shí)，盡可能的保留文物的原本樣貌。

五、多圖像三維數(shù)字化技術(shù)在文物保護(hù)方面的作用

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)，滿足了研究人員和文物保護(hù)的各項(xiàng)要求，在文物保護(hù)方面發(fā)揮的作用也不容小覷。

（一）保證文物的完整性

其實(shí)無(wú)論是在文物出土前還是在文物出土后，文物的完整度就可以在一定程度上決定了文物存在的價(jià)值，一般情況下越完整的文物就能獲得更多的更有價(jià)值的信息，所以對(duì)出土文物的完整性的保護(hù)一直都是我國(guó)對(duì)于文物保護(hù)方面的重點(diǎn)之一，多圖像三維數(shù)字化技術(shù)大多都是利用激光等，不會(huì)與文物產(chǎn)生直接接觸的行為來(lái)進(jìn)行工作，這就在很大程度上對(duì)文物的完整性做出了保護(hù)。

（二）在有限的時(shí)間內(nèi)尋求更多價(jià)值

文物的出土?xí)r間和研究時(shí)間都有明確的規(guī)定，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)要對(duì)文物進(jìn)行上繳和保存，所以文物在研究者手中的時(shí)間非常有限，想要在有限時(shí)間內(nèi)尋求更多的價(jià)值就可以充分利用多圖像三維數(shù)字化技術(shù)，多圖像三維數(shù)字化技術(shù)能夠有效的對(duì)文物的各方面資料和信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)和整合，進(jìn)而幫助研究者節(jié)省必要的測(cè)量時(shí)間，將更多的精力和時(shí)間放到具體的研究中。

（三）協(xié)助文物的修復(fù)工作

在出土的諸多文物中有不少完整文物，但是也會(huì)有不少碎片文物，雖然完整文物的考古價(jià)值更高，但是碎片文物也存在著一定價(jià)值所以需要進(jìn)行人為修復(fù)，而很多文物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的人體觸碰后會(huì)造成一定程度上的磨損，所以如何在不對(duì)碎片文物造成二次損壞的情況下進(jìn)行文物修復(fù)，是眾多科研人員需要思考的問(wèn)題之一，多圖像三維數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)就可以將碎片文物錄入到電腦之中，通過(guò)電腦之中的碎片文物進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，再將現(xiàn)實(shí)中的碎片文物進(jìn)行一次性整合，就能避免多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)給文物帶來(lái)的損害。

（四）避免文物的二次損傷

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)能夠在不與文物產(chǎn)生直接接觸的情況下達(dá)到多重目的，那這也就在很大程度上避免了文物的二次傷害，每個(gè)國(guó)家的文物都是國(guó)家的歷史的見(jiàn)證，而文物的損害可能是永久性的不可挽回的，所以國(guó)家才會(huì)花大力氣致力于文物的研究和保護(hù)，這一點(diǎn)我國(guó)在文物保護(hù)之初就做的很好，而時(shí)至今日科技越發(fā)進(jìn)步類似于多圖像數(shù)字化的技術(shù)也越來(lái)越多，這也就注定我國(guó)文物保護(hù)會(huì)越來(lái)越好。

六、結(jié)束語(yǔ)

多圖像三維數(shù)字化技術(shù)不僅在文物保護(hù)領(lǐng)域中有出人意料的效果，在很多行各業(yè)的眾多領(lǐng)域中也被廣泛使用。文物的存在不僅是一個(gè)展品也是一個(gè)國(guó)家過(guò)去與未來(lái)的寫(xiě)實(shí)，而多圖像三維數(shù)字化技術(shù)能在各個(gè)方面對(duì)文物保護(hù)作出巨大貢獻(xiàn)，這也是對(duì)國(guó)家歷史的負(fù)責(zé)。

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作者簡(jiǎn)介：劉琦圣（1987.02—），男，漢族，籍貫：遼寧沈陽(yáng)人，美國(guó)舊金山藝術(shù)大學(xué)，遼寧傳媒學(xué)院，講師，碩士學(xué)位，專業(yè)：繪畫(huà)藝術(shù)（油畫(huà)），研究方向：具象人物寫(xiě)實(shí)油畫(huà)。

2019年沈陽(yáng)市高校“雙服務(wù)”重點(diǎn)項(xiàng)目《沈陽(yáng)歷史文物數(shù)字化保護(hù)與傳承研究》研究成果之一。