前言

近年來，隨著三維掃描技術的快速發展，采用現代科技手段對古代文物進行保護和還原已成為現代文物保護的主流。三維掃描技術滿足了文物和考古領域“非接觸”、“高速度”、“高密度”、“全數字化”的數據采集要求，近年來迅速在文物保護、古跡測繪等領域得到廣泛應用。從精美小巧的文物擺件到大型古建筑群，借助三維掃描技術都能輕松實現三維數據測量、材料成分的獲取與保存、云平臺數據庫的儲存與調用、三維數字化復原等需求。

客戶需求

“博物館數字化”主要是指博物館將現代數字技術引入到博物館的收藏、研究、展示和傳播等各項工作中，以提高博物館的研究水平和展示水準，擴大文博文化影響范圍。

疫情期間為了避免人員的聚集，我國的各級博物館都暫停開放，將實體展示轉移為線上展示，旨在讓觀眾不受地理位置和時間的約束，隨時隨地可以進行網上參觀。因此，各級博物館都將精力重點投入到博物館藏數字化建設中來，其中關鍵工作就是借助三維掃描技術對文物進行大規模的數字化采集與處理。
由于文物的珍貴性和特殊性，因此最為重要的兩項掃描技術要求是：
1、文物表面不能做任何處理（如貼點，噴粉等）；
2、文物不能長時間存放在非標準環境下，必須確保以極高的速度和效率完成掃描。


解決方案

HyperScan智能光學追蹤3D掃描儀，具有目標點自動定位功能，無須在物體表面粘貼標志點或設置工裝即可實現物體表面三維數據采集，非常適合不可觸碰的文物三維采集工作，且HyperScan采用2級激光發射器，能夠在不傷害物體的前提下實現復雜環境的掃描建模。
同時，HyperScan具有極高的掃描效率，掃描區域最大可達440×620mm，測量速率為1,340,000次測量/秒，幾分鐘內即可獲得傳統測繪方式需要耗時數天才能采集到的結構細節信息，節省了人力和時間，大大提高了工作效率。

文物后期色彩的處理可通過自主研發的ArtMapping貼圖軟件完成。ArtMapping可實現三維激光點云數據與二維影像數據的自動配準和融合，一次可以進行幾百甚至幾千張影像紋理的自動映射，具有極高的效率，是目前國際國內最先進的紋理自動貼圖軟件。此項核心技術獲得2014年美國攝影測量與遙感協會（本領域最知名的國際學術組織之一）頒發的約翰戴維森主席應用獎一等獎（全球每年僅評選1個）和波音圖像分析與解譯最佳科學獎（全球每年僅評選1個）兩個獎項。

文博數字化具體步驟

1、在文物掃描現場采用HyperScan智能光學追蹤3D掃描儀快速獲取文物表面點云數據，生成文物的三維外觀模型;

2、后期對文物外觀拍照，通過ArtMapping軟件將點云與影像自動配準融合，可以迅速得到單體文物帶紋理模型，即可還原文物的真實外觀。

▲漢·灰陶馬頭


▲宋·清銅凈瓶


▲漢·大吉祥銅洗

此次該博物館共掃描了50余件具有代表性的文物，用時16小時，掃描單件文物耗時不到10分鐘，為博物館館藏數字化提供了精準高效的技術實現手段。

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故宮博物院掃描現場

|青銅器掃描三維模型