手持式三維掃描在文物古石碑保護(hù)中的應(yīng)用

  每一個(gè)國(guó)家的文物都是歷史的見證，中國(guó)作為一個(gè)文化古國(guó)，擁有著數(shù)量龐大的歷史遺跡。本次南京寧瑞計(jì)量的三維掃描案例為山西一座清代寺廟，本案例著重講述寧瑞對(duì)寺廟中古石碑的三維數(shù)據(jù)獲取。

我國(guó)古石碑的現(xiàn)狀

  我們的先人將文字刻錄在石頭上,從而有了今人看到的石碑。石碑的內(nèi)容又依據(jù)立碑人的目的而不同,石碑上的文字也因立碑人的不同而千姿百態(tài)，石碑可謂是熔鑄了歷史、文學(xué)、書法、篆刻、名人文化于一身，因此，石碑具有非常重要的文物價(jià)值、歷史價(jià)值、文化價(jià)值、書法價(jià)值。

  可以毫不夸張的說，能夠流傳至今的古石碑上都是中國(guó)傳統(tǒng)文化藝術(shù)的一部分，它們承載了歷史文化的綿延發(fā)展。

  可是古石碑的現(xiàn)狀卻十分令人擔(dān)憂，風(fēng)化、受損是所有古石碑面臨的難題。如何行而有效的保護(hù)古石碑，是讓當(dāng)前古石碑保護(hù)機(jī)構(gòu)和每一個(gè)古石碑愛好者的頭疼的問題。

  為保護(hù)古石碑，有關(guān)單位提出建立數(shù)據(jù)庫(kù)，將其數(shù)字化存檔，把古石碑“搬”進(jìn)計(jì)算機(jī)，久保存起來以便日后進(jìn)一步研究。經(jīng)過探討分析，采用三維掃描收集古石碑完整數(shù)據(jù)的技術(shù)方案得到了和相關(guān)專家的認(rèn)可。

山西晉城的研究性保護(hù)修繕項(xiàng)目

1 現(xiàn)場(chǎng)采集

由于自然原因，石碑表面均已風(fēng)化且情況很嚴(yán)重。因此，我們對(duì)該批石碑進(jìn)行了搶救性的三維數(shù)據(jù)采集工作，以便專家后期進(jìn)一步的修復(fù)和研究工作。

高精度手持三維掃描儀介紹簡(jiǎn)介

便攜式手持三維激光掃描儀有更高的精度，更快的速度，更好的細(xì)節(jié)，更能適應(yīng)高亮物體掃描。

由于石碑較大，且為了得到高清數(shù)據(jù)需要使用高分辨率進(jìn)行三維掃描，如果整體掃描則會(huì)因數(shù)據(jù)量過大導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理時(shí)間過長(zhǎng)，技術(shù)人員采用了分塊掃描的方式對(duì)石碑進(jìn)行采集，節(jié)省了數(shù)據(jù)處理的時(shí)間。

次共采集了8面1.8m×1.2m大小的石碑?dāng)?shù)據(jù)，從采集數(shù)據(jù)到封裝成STL面片數(shù)據(jù)，共耗時(shí)15個(gè)小時(shí)（速度遠(yuǎn)高于其他三維掃描設(shè)備）。

3 應(yīng)用前期 

  在與有關(guān)部門溝通的過程中我們了解到，損毀嚴(yán)重的古石碑普遍具有碑文字體較小、碑文刻痕較淺的情況。而保存完整的古石碑除了本身具有較高的歷史價(jià)值，使得這些古石碑一直被重點(diǎn)保護(hù)外，大部分碑文字體都很大或較大、字體刻痕相對(duì)較深，更容易被保護(hù)，因此古石碑上的字體大小和刻痕深淺是決定古石碑保存質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，而目前一般的技術(shù)，是很難獲取如此精細(xì)的數(shù)據(jù)信息的。

  本次使用的高精度、高速度的三維激光掃描技術(shù)在文物保護(hù)中體現(xiàn)出其*的優(yōu)勢(shì)：

（1）安全性高，屬于文物非接觸式無損測(cè)量技術(shù)，符合文物保護(hù)“小干預(yù)”原則；

（2）精密度高，高精密度均可達(dá)幾十微米，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)文物的精細(xì)化數(shù)據(jù)采集；

（3）效率高，每秒可測(cè)數(shù)百萬個(gè)點(diǎn)，大大提高了野外作業(yè)的效率，更適于文物的搶救性保護(hù)工程。