三星堆重啟工作不斷有新進(jìn)展，這次挖掘出了包括金面具殘片、鳥型金飾片、青銅神樹等重要文物500多件，相比之前，此次考古人員采用了更加先進(jìn)的科技手段——三維掃描相關(guān)數(shù)字化技術(shù)。

由于珍貴文物不可再生的屬性，考古專家對(duì)于考古發(fā)掘的位置、考古挖掘出來(lái)的青銅器等物件進(jìn)行了的3D掃描，三維數(shù)字化技術(shù)能夠有效地記錄文物的整體客觀屬性，為文物復(fù)制提供數(shù)據(jù)支持， 同時(shí)為文物修復(fù)及預(yù)防性保護(hù)提供幫助。

國(guó)內(nèi)外三維掃描數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)踐

文物數(shù)字化采集手段可分為直接和間接兩種。三維數(shù)據(jù)采集是一種直接手段，即通過(guò)數(shù)字化掃描、拍攝的方式，借助先進(jìn)設(shè)備采集、記錄文物實(shí)體的信息，利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接和后期處理加工，終實(shí)現(xiàn)文物的數(shù)字化。

三維數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有三維激光掃描技術(shù)、光柵投影掃描技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)以及工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography, CT）技術(shù)。

01

三維激光掃描技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)是20世紀(jì)末期逐漸得到推廣應(yīng)用的一項(xiàng)高新技術(shù)，主要是通過(guò)激光掃描被測(cè)物體，、高精度地測(cè)量被測(cè)物體表面的三維坐標(biāo)。

積木易搭手持式三維掃描儀采用的三維激光掃描技術(shù)，其原理是激光三角測(cè)距，即通過(guò)光源孔發(fā)射出一束激光以掃描被測(cè)對(duì)象，利用被測(cè)對(duì)象表面的反射來(lái)推斷其空間三維信息、反射率以及紋理等，通過(guò)拼接技術(shù)手段快速獲取被測(cè)對(duì)象的三維模型數(shù)據(jù)。

三維激光掃描技術(shù)可適用于古建筑物、壁畫、考古遺址、佛造像等，像故宮博物院、軍事博物館都曾采用三維激光掃描技術(shù)對(duì)館藏精品進(jìn)行數(shù)字化信息采集，并將藏品的三維模型在網(wǎng)上展示。

目前三維激光掃描技術(shù)可以應(yīng)用的范圍很廣，但是在掃描精細(xì)化文物的時(shí)候，三維激光掃描技術(shù)也有缺陷，精度易受周邊環(huán)境影響所以會(huì)導(dǎo)致整體拼接誤差略大；另外局部細(xì)節(jié)特征還原度不高；紋理色彩還原及分辨率不高。

02

光柵投影（結(jié)構(gòu)光）掃描技術(shù)

光柵投影掃描技術(shù)于20世紀(jì)90年代后期興起，是對(duì)文物三維輪廓的非接觸式測(cè)量技術(shù)，具有高精度、率、易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，主要適用于精細(xì)化掃描。

積木易搭自主研發(fā)的拍照式三維掃描儀魔拍系列產(chǎn)品，采用光柵投影移相法，基于光學(xué)三角原理的相位測(cè)量法，將光柵圖樣投射到被測(cè)對(duì)象的表面，進(jìn)而在被測(cè)對(duì)象的表面形成光柵圖像。

由于被測(cè)對(duì)象幾何尺寸分布不同，規(guī)則光柵線發(fā)生畸變，可看作相位受到物面高度的調(diào)制而使光柵發(fā)生變形，通過(guò)解調(diào)物面高度信息，后根據(jù)光學(xué)三角原理確定相位與物面高度的關(guān)系。

光柵投影掃描技術(shù)主要適用于中小型可移動(dòng)文物，在掃描紋理細(xì)節(jié)復(fù)雜（鏤空較多）、景深程度較大的文物時(shí)更具優(yōu)勢(shì)。但是針對(duì)高反光材質(zhì)數(shù)據(jù)完整性較差；模型三維數(shù)據(jù)量較大； 紋理色彩還原及分辨率不高。

03

攝影測(cè)量技術(shù)

攝影測(cè)量技術(shù)由大地測(cè)量發(fā)展而來(lái)，應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)采集圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別、圖像處理等技術(shù)進(jìn)行影像的處理和匹配，并利用軟件自動(dòng)識(shí)別相位點(diǎn)，通過(guò)數(shù)學(xué)解析確定其空間三維坐標(biāo)，構(gòu)成三維模型數(shù)據(jù)、正射影像圖、線劃矢量圖等。

敦煌莫高窟的壁畫就曾利用數(shù)字近景攝影測(cè)量技術(shù)方法進(jìn)行三維數(shù)字化。這項(xiàng)技術(shù)在分析被測(cè)對(duì)象紋理圖像的同時(shí)能夠快速獲取其集合空間的關(guān)系，大大降低了采集成本且提高了采集速度，但對(duì)色彩均勻的被測(cè)表面有一定程的解析誤差。

04

工業(yè)CT技術(shù)

工業(yè)CT技術(shù)自20世紀(jì)中后期起用于文物的檢測(cè)與分析，能夠?qū)崿F(xiàn)分層次掃描，因其可做到無(wú)損檢測(cè)故而頗具優(yōu)勢(shì)。

CT技術(shù)是對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行射線投影以獲取內(nèi)部信息的成像技術(shù)。依靠X射線（或其他類型射線）照射被建模對(duì)象，由于不同物體受材質(zhì)、密度、尺寸等影響而造成阻射率不同，故而可以依靠三維技術(shù)重建物體。

隨著技術(shù)的不斷成熟，工業(yè)CT已經(jīng)廣泛應(yīng)用于文物修復(fù)與檢測(cè)中，在提供斷層影像信息的同時(shí)，還可以幫助進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，有科研人員曾結(jié)合工業(yè)CT技術(shù)和 DNA檢測(cè)的方法，為40多具埃及王室木乃伊驗(yàn)明身份。

但是這種形式成本較高，受物體材質(zhì)、密度、尺寸等影響大；與其他方式采集的三維數(shù)據(jù)拼接存在一定問(wèn)題。

三維激光掃描技術(shù)、光柵投影掃描技術(shù)、攝影測(cè)量技術(shù)和工業(yè)CT技術(shù)，在對(duì)質(zhì)地豐富、器形復(fù)雜的文物進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)各有所長(zhǎng)，也都有所缺陷。

未來(lái)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展及文物數(shù)字化保護(hù)需求的不斷增加，缺陷問(wèn)題終將解決，文物以及文化遺產(chǎn)的數(shù)字化生存與傳承也終將實(shí)現(xiàn)。