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故宫假山数字化的实现过程

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随着信息化技术的不断提高,故宫博物院对信息化的要求越来越迫切,项目也越来越多。国际国内很多科研部门以及企业都希望能够和故宫博物院合作。故宫博物院的需求越来越多而且信息化的质量和水平也要求达到世界一流水平。很多厂家往往和故宫进行初步接触或者将自己的设备软件等进行初步的演示之后就结束了。因为不能达到故宫博物院的全方面的要求。

故宫博物院现在具有很多的文物需要用信息化来进行保留或者进行多方面的使用。其中假山之类的物件就有很多,大小不一样,形状不一样,材质也不一样。很好的实现故宫用户的要求是很难的一件事情。

故宫博物院准备对大约600个类似于假山的文物进行全面的数字化。本项目的实施目的是对技术以及实施过程和最终结果进行全方面的评价。

北京朝日三维已经具有多年的文物数字化经验以及具有多种数字化设备和软件。具备了完整的而又可操作性的解决方案。2009年底和2010年初和相关公司进行合作,很好的完成了假山的数字化项目。得到了国际上一流的水平,得到了故宫用户的满意。

 

 

此外,有很多的文物已经受到很大的损坏,因此,如何对损坏的部位进行定期逐年检测,也有很大的意义。

该图片是我们在故宫对假山进行现场扫描的场景。该假山位于后花园某部位,是假山当中最复杂也最漂亮的一个假山。

 

【实施过程】

故宫用户的要求不仅要有国际上最高水平的结果而且要求建立一个实施过程的标准化实施过程。为将来的大规模的工程提供可参考的具有可行性的实施提供参考。为此,我们所有的过程都是建立在标准化的基础上的。

现场考察

了解现场的具体情况,包括空间以及了解假山的形貌和存在的问题。

 

建立实施方案

在充分了解现场的情况的基础上,以书面形式建立实施方案。包括实施日期,设备的个数,灯光的个数,遮蔽阳光的屋顶的面积,参加实施的人数等等。

 

准备工作

故宫的现场的要求是非常严格的。比如电源的提供,人员安全等等都需要事先进行教育。涉及到的对设备的环境要求则是准备遮蔽阳光的装置以及提供明亮的外部光源。外部光源的提供主要是为了获取理想的表面颜色。

 

现场实施

北京朝日三维科技有限公司具有精度较高以及点云密度较高的非接触三维扫描仪Vivid910,Vivid9i,Range7和扫描范围很远的远程三维扫描仪。该项目选择了Vivid9i,原因是Vivid9i的扫描方式是非接触方式,对假山没有任何损坏,而且扫描过程不用在假山表面贴附任何标志物。精度是0.05毫米,足够满足假山类的要求,而且点云密度适中,保证在拼接合成后能够继续使用完整的数据,此外选用的是Vivid9i的Wide镜头,每次扫描范围是一个平方米,实施效率比较理想。此外选择了Range7的理由是Range7的点云密度高(每次130万点),用它扫描破损较为严重的某个局部,从而提供监测该文物破损为目的的数据。

三维数据的处理内容是拼接合成补洞光滑等。

扫描时间是10个小时,包括准备工作等等。数据处理时间是24个小时。

数据结果是Maya等常用软件的格式,保证用户能够继续使用于不同的目的。

 

数据处理

数据处理是采用了RapidformXOR软件进行拼接合成补洞光滑等处理的。数据结果包括表面颜色数据以及假山的完整的三维形状数据。

 

提交数据

作为最终结果,提供给用户三种数据。一种是点云数据较为高的数据留作档案数据存档,一种是中间密度的三维数据,一种是低密度的三维数据,用作用户在一般的计算机上就可以表示和使用。所有的三维数据格式是Maya软件的格式。

 

【项目展望】

通过本项目的实施主要得到了两个成果。一个是为故宫博物院大规模实施数字化工程而建立了实施标准,包括使用的设备和软件和具体的实施流程。一个是故宫博物院首次获取了一个完整而具有国际水平的假山数据,为今后项目的实施找到了具体方法。

 

【结束语】

对于假山之类的大型文物来说,数字化的过程并不是一件容易的事情。不同于拍照片那样的过程,特别是如果追求国际水平的数据效果和数据质量,就必须考虑如何才能获取非常完整的数据,也要考虑如何才能获取高质量的表面颜色数据。同时也需要使用高级的数据处理软件的支持。当然项目实施经验以及与西安的准备工作是非常重要的。

 

笔者愿意和各位同行们一起努力,将故宫博物院的所有的需要保留数据的文物进行数字化。愿意和各位专家老师一起探寻更好的实施办法。

【故宫博物院的假山数字化技术】