先臨三維×崇州天演博物館 | 高精度三維視覺技術開啟文物遺產保護新高度！

應用案例

2022.10.20

近年來，日臻完(wan)善的高(gao)精(jing)度(du)三維視(shi)(shi)覺技(ji)(ji)術正(zheng)廣泛被(bei)應用于各行各業(ye)，文博行業(ye)也搭(da)上了這趟科技(ji)(ji)的“快車(che)”。隨著高(gao)精(jing)度(du)三維視(shi)(shi)覺技(ji)(ji)術的成熟發(fa)(fa)展，采用這項現代化(hua)技(ji)(ji)術，對(dui)文物、化(hua)石(shi)等進行保護、還原及(ji)二次開發(fa)(fa)成了當(dang)今(jin)文物、化(hua)石(shi)保護的主流技(ji)(ji)術之(zhi)一(yi)。

Digital Museum

本期小編將通過“崇州天演博物館”的案例與大家分享高精度三維視覺技術是如何助力博物館進行化石的數字化存檔、保護及還原等工作。

崇州天演博物館

崇(chong)州(zhou)天演博(bo)(bo)(bo)物館(guan)位于四(si)川(chuan)省(sheng)崇(chong)州(zhou)市金雞(ji)路，是(shi)(shi)一(yi)家以(yi)古生(sheng)(sheng)物化石(shi)和現代生(sheng)(sheng)物標本為(wei)展(zhan)現、以(yi)地學科(ke)普為(wei)主(zhu)題的(de)自然(ran)博(bo)(bo)(bo)物館(guan)。博(bo)(bo)(bo)物館(guan)的(de)基本陳列(lie)是(shi)(shi)以(yi)生(sheng)(sheng)物進化為(wei)主(zhu)線(xian)，藏品跨越5億年，奧(ao)陶紀(ji)(ji)(ji)的(de)震旦角石(shi)、志留紀(ji)(ji)(ji)的(de)菊石(shi)、泥(ni)盆(pen)紀(ji)(ji)(ji)的(de)魚、石(shi)炭紀(ji)(ji)(ji)的(de)硅化木、二疊紀(ji)(ji)(ji)的(de)海百(bai)合(he)、三疊紀(ji)(ji)(ji)的(de)魚龍(long)(long)、侏羅紀(ji)(ji)(ji)的(de)恐(kong)龍(long)(long)、白堊紀(ji)(ji)(ji)的(de)頸椎動物，以(yi)及新(xin)近紀(ji)(ji)(ji)和第四(si)紀(ji)(ji)(ji)的(de)哺(bu)乳(ru)動物化石(shi)等，構成(cheng)了(le)一(yi)個地球上生(sheng)(sheng)命發展(zhan)的(de)全景(jing)圖。

——來源于“攜程”

——來(lai)源(yuan)于“百度圖片”

高精度三維視覺技術&恐龍化石保護

恐龍化石數據采集難點

化石屬于不(bu)可再生資源(yuan)，且(qie)為人類研(yan)究地質時(shi)期的動、植物生命史提供了證據(ju)，非常的珍貴。在進(jin)行保護工作的時(shi)候(hou)難度很大，主(zhu)要痛點如下：

化石經過上億年的風化，部分化石表面非常的脆弱敏感，人為直接接觸可能會磨損化石表面，影(ying)響化(hua)石的(de)研究價值(zhi)。
恐龍化石骨骼巨大，需要采集的數據量比較大。
部分古化石由于材質的特殊性，需要避免長時間暴露在非標準的環境下，因(yin)此要(yao)盡可(ke)能(neng)快(kuai)速完成掃(sao)描。
古化石在漫長的地質年代里掩埋、分解，部分骨骼結構有缺損，因此在采集數據時，不僅要保證數據的精確性，更要保證數據的完整性。

——圖片來源于(yu)“馬蜂(feng)窩”

高精度三維視覺數字化應用方案

基于以上痛點，天演博物館團隊采用EinScan HX雙光源手持3D掃描儀對館內的恐龍化石以無接觸、無損害、全方位完全數字化的方式準(zhun)確、有效地(di)記錄(lu)了化石真(zhen)實完整的模型數據。

天演-化石.jpg

——恐龍化石數(shu)據(ju)展示——

EinScan HX搭配雙藍光(guang)(guang)，結合了LED結構(gou)光(guang)(guang)與激光(guang)(guang)的優勢，具有廣泛的材質(zhi)適應(ying)性，無需噴(pen)粉即可快速準(zhun)確采集化石的高精度(du)三維數據。HX的最(zui)小空間點距為0.05mm，可以完美還(huan)原化石表面細節(jie)。

三維數據后續衍生應用

古生物化石修復及研究
EinScan HX對化(hua)(hua)(hua)石(shi)進行(xing)掃描，通過識別化(hua)(hua)(hua)石(shi)表面(mian)(mian)的幾何(he)特征(zheng)及紋理變(bian)化(hua)(hua)(hua)獲取化(hua)(hua)(hua)石(shi)表面(mian)(mian)三維信息，再(zai)通過后處理軟件(jian)重(zhong)建化(hua)(hua)(hua)石(shi)三維模型。研究(jiu)人員利用計算機處理好的化(hua)(hua)(hua)石(shi)三維數(shu)據，進行(xing)各(ge)種測量分析（兩點間(jian)距(ju)離、曲(qu)(qu)面(mian)(mian)的曲(qu)(qu)度、表面(mian)(mian)積、體積等），這也是先進制造業助力(li)古(gu)生物研究(jiu)的完(wan)美體現(xian)。
古生物化石數據化存檔
EinScan HX在(zai)進行數據(ju)采集后，可將數據(ju)進行電子(zi)化永久存儲，可避免出現數據(ju)丟失或者破損的(de)情況。化石(shi)原始數據(ju)的(de)存儲，也為(wei)后續的(de)修復(fu)工作提供(gong)了(le)有力的(de)數據(ju)支撐。

古生物化石數字化展示
三(san)維掃描技(ji)(ji)術(shu)所(suo)采集到的高精(jing)度三(san)維數(shu)(shu)據，可結合計算機技(ji)(ji)術(shu)，將古生物化石進行三(san)維模(mo)型再現，以數(shu)(shu)字(zi)顯示屏、全(quan)息投影等科技(ji)(ji)技(ji)(ji)術(shu)為(wei)展示載體，搭(da)建(jian)三(san)維數(shu)(shu)字(zi)化博(bo)物館，拓寬傳統的傳播方式(shi)的同時有(you)效保護了原(yuan)始化石標(biao)本不受損壞。

在科技發展日新月異的今天，文化遺產的數字化是未來發掘、保護文化遺產的發展方向。高精度三維視覺技術以無接觸、無損害、全方位的方式準確、有效地記錄化石真實信息，將化石數字化，為化石建立數字化檔案。可以無限、無損化地利用數字化石數據進行復刻、復原、衍生、展示、研究及保護，讓歷(li)史在數字化(hua)中獲(huo)得“永生(sheng)”。