3D扫描技术赋“活”清代壁画

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文物的损毁伴随着文明记忆的消殒，令人扼腕，建立文物的数字化档案有着非常重要的意义。本期应宁波财经学院文化财产保护中心曹主任邀请来到了宁波掌起镇的灵龙宫，助力观内壁画的数字化保护与修复。灵龙宫壁画数字化修复项目背景灵龙宫位于浙江省宁波市掌起镇，始建于清乾隆年间，几经修缮，旧址保存完好。灵龙宫内的壁画高约3米，长约4米3左右，布局宏伟，也是曹主任团队接触到的最大的寺庙壁画。经历200多年的岁月洗礼后，灵龙宫壁画的生命力也在逐渐凋亡，2013年菲特台风导致灵龙宫被淹，壁画被水长时间浸泡造成壁画下半部分大片剥落，且因没有历史资料可以溯源，修复难度极高。灵龙宫壁画左灵龙宫壁画右壁画修复难点分析因为壁画绘制年代久远，没有留下任何图像资料，导致本次修复无据可引，这也让曹主任团队意识到为壁画建立数字化档案是迫在眉睫的工作。而此次灵龙宫壁画的数据采集与修复工作，也存在着不可忽视的客观困难：1.壁画布局面积较大，且因长时间雨水浸泡对壁画造成了非常严重的侵蚀，数据采集难度较高。2.壁画表面因长时间雨水浸泡出现变形、起翘、空鼓等形式的损坏，表面会呈现一定的起伏与形变，传统的二维采集方式无法采集壁画灾害的三维形态。3.因没有原始的图像资料参考，后续的修复工作需要参考现存的壁画精确的三维尺寸、色彩信息等来进一步修复，因此对于采集设备的精度、纹理采集能力要求也比较高。4.壁画历经上百年的磋磨，表面脆弱，采集过程还要避免因人为接触而导致壁画的二次受损。3D数字化解决方案基于以上痛点，我们为曹主任团队推荐的是一款高精度、色彩高保真、且具有极强环境、材质适应性的三维扫描仪——EinScan HX双蓝光手持3D扫描仪。依托高精度3D扫描技术，完成对壁画高保真三维数据的采集工作。修复前数据采集使用EinScan HX双蓝光手持3D扫描仪对修复前的壁画进行三维扫描，真实记录壁画的现状以及损坏状态，永久保留壁画数据的同时，亦可用作壁画的损坏原因分析、灾害标注等，为进一步修复提供数据支撑。EinScan HX双蓝光手持3D扫描仪精度最高可达0.04mm,搭配高保真的专业彩色相机，可以出色的还原壁画的三维损坏形态以及表面纹理细节。在蓝光 LED结构光模式下，无需粘贴标志点即可快速获取壁画全貌的高质三维数据，不会对壁画造成二次伤害。修复后数据采集曹主任介绍后续也会对修复好的壁画进行三维扫描并进行数字化存档，一是可与之前的数据对比评估本次修复的结果，二是亦可作为后续研究或二次修复的数据朔源。修复后的灵龙宫壁画（左）修复后的灵龙宫壁画（右）数字化壁画修复与保护技术的研究让三维扫描技术与文物保护相结合，让现代科学技术与古代文化艺术相交融，打破时空界限，让文物在高科技加持下重焕新生，延续千秋万代！江山留胜迹，我辈复登临，我们亦当尽一己之长，使中华之天声，长共此文物而长存！ —摘录至《国家宝藏》第三季先临三维 EinScanHX 双蓝光手持3D扫描仪 EinScan HX SHINING 3D 先 临 三维 基于 多 年 三维测量经验，结 合 市场需 求，创 新 性 地将蓝色 LE D 光 源 与 蓝 色 激 光光源 集于 一 款 设备 ，两 种 光源 ，兼 容 多 种 表 面 材质和 物体尺寸 ；一 机多 用，兼 顾效 率 与数据质量，满足用户 的多重需求，既 有 L E D结构光的快 速高 效 ，又兼顾激 光 的 精 度 和 细 节，赋 予 EinSca n H X 更 多 应用可 能 。 双蓝光 搭配双蓝光，让EinScan HX具有 LED结构光与激光的优势，提高了对扫描材质和环境光适应性， 赋予产品更为广泛的应用。 快速模式 快速高效 8HN I NG 3D 快速模式下，采用蓝色LED结构光扫描，可无需粘贴标志点 即可快速获取三维数据，扫描速度1，200，000点/秒； 激光扫描模式配备7对交叉线，为逆向设计、 CAD/CAM以及 3D打印快速提供高品质3D数据。 AU30 RUBICON 便携易用 没有冗余的软件设置， 清晰的工作指导流程，灵活便携， 可在各种扫描场景中灵活应用。 6 人体工学设计 净重： 710g NING 3D tinscan HX )L02-15047 Las e r Scar 设备 激光模式 进行中 EinScan HX 标定 扫描模式 扫描 后处理 测量 应用方向 · T AR/VR 教育科研 技术参数 光源种类 散斑模式 激光模式 扫描精度 最高0.05mm 最高0.04mm 体积精度* 0.05 mm +0.1mm/m 0.04 mm +0.06 mm/m 扫描速度 1，200，000点/秒20FPS 480，000 点/秒 55FPS 相机采集速度 55 FPS 拼接模式 标志点拼接、特征拼接、纹理拼接、混合拼接 标志点拼接 标定方式 快速标定，精准标定 基准工作距 470mm 扫描景深 200 mm~ 700mm 350 mm~610mm 最大扫描范围 420 mm x 440mm 380 mm × 400mm 空间点距 0.25mm~3mm 0.05mm~3mm 光源形式 蓝色LED光源 7对交叉线 光源类别 人眼安全 Classl(人眼安全) 是否内置纹理相机 是 纹理扫描 支持 不支持 传输方式 USB3.0 设备大小 108 mmx110 mmx 237mm 设备重量 710g 供电 12V，3.0A 认证 CE， FCC， ROHS， WEEE， KC 推荐电脑配置 系统： Win10，64位；显卡： NVIDIA系列， GTX1080及以上；显存：≥4G；处理器：I7-8700及以上；内存：≥32 GB *体积精度是指3D数据精度与物体尺寸之间的关系，每100cm精度降低0.1mm(散斑模式)/0.06mm(激光模式)。上述指标描述通过标志点拼接测量球心距得出。 注：本公司保留对本手册中所描述的参数及图片进行解释及修改的权利。 EinScan官方微信 先临三维官方微信 400-0799-666