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博物馆3D扫描技术的应用及前景(一)

更新时间:2023-05-12 03:05:01

引言
馆藏珍贵文物的三维数字化对于提高文物的保护、研究、展示及合理利用,发挥文物的社会功能,具有十分重要的意义。由于文物的真实和不可再生等特性,对那些容易损毁的文物,应尽量减少提取、触摸。3D扫描技术能以无接触、无损害、全方位完全数字化的方式准确、有效地记录文物真实信息,并能在虚拟现实领域以生动的、交互的手段集中展示,这对于实现资源共享,扩展文物展示空间,展示悠久的历史文化资源具有重要的现实意义。
 
3D扫描技术是利用三维扫描仪获取目标物表面各点的三维空间坐标以及颜色信息,并由获取的测量数据构造出目标物三维模型的一种全自动测量技术。这是目前博物馆应用较多的三维数据获取方式,其优点是准确性高,易于操作,并能达到较为理想的文物三维数据记录效果。因博物馆文物类别不同,体量大小不一,没有任何一台三维扫描仪设备能解决所有类别文物的数据采集问题;同一文物可能需要不同的扫描仪设备完成整体及细节部分的数据采集工作。
 
三维扫描仪的发展情况是3D扫描技术发展的关键,市场上关于三维扫描仪的分类方式有很多种,按测量方式分为:基于脉冲方式、时间—相位差方式、三角测距原理等;按距离的远近分为:近距、中距、远距等;按光源分为:基于激光、白光等。除此之外,三维扫描仪设备国内外品牌型号众多,价格相差很大,博物馆应该根据本馆经济状况、文物类型、材质、体量等特征做适当的选择。文物的3D扫描是三维数字化过程中一个重要环节,后期需要对数据做拼接、补洞、纹理映射等优化处理,并最终形成完整的三维数据模型。博物馆文物三维数字化工作是基础,三维数据资源的开发利用才是最终目的。
 
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数字展示方面
 
1)博物馆陈列展览的主体是博物馆藏品,包括文物、标本、模型及其它有形物体。伴随着博物馆合理利用文物资源,充分发掘其内涵,让文物活起来的办展理念的加强,许多博物馆在陈列展览中逐步引入数字媒体技术。其中,文物三维数字模型交互展示在激发观众参观兴趣,增强与观众的互动,使观众沉浸并参与其中等方面发挥了重要作用。对于不便于移动的文物,采用三维数字模型的方式替代实物展出,使文物免遭运输过程中的风险,观众在近距离欣赏文物的同时,能够触摸、感知文物。
 
2)有些基于但不局限于展品本身的深层次信息,仅靠文字、图片、静态展品等展陈手段难以体现,通过三维动态数字技术虚拟场景、功能演示、动态交互等现代化的科技手段阐释解读,使展览寓教于乐并加深观展印象。
 
故宫数字馆“数字多宝阁”以9列2排共18块高清屏幕组成,精选近百件故宫典藏器物的高精度三维数字模型展示。观众可以伸手触摸、缩放,观看文物细节,并对部分文物的使用功能、造型特征等做了动态演示,将传统博物馆展陈中无法展出的文物信息,以虚拟的技术手段进行深度的揭示与阐述,使观众获得藏品外在形态之外的深层次信息。观众在数字交互中体验到观展的乐趣,并获得知识和启迪。
 
故宫数字馆“数字多宝阁”
 
3)由于网络时间和空间的无限性,高清晰的三维数字模型以网络的方式展示,使观众不仅能够观看到全方位数字化的文物信息,还可以进行互动,实现足不出户就可以游览博物馆,甚至可以下载、打印,打破了实体博物馆信息单向传递的限制。