解析多图像三维数字化技术在文物保护方面的应用

摘    要：伴随着科技的发展和时代的进步，三维数字化技术已经被广泛的应用到各个领域，众所周知我国拥有渊源流长的历史背景，在这样的前提下就注定了我国会拥有较多的文物古迹，所以我国会付出很多的人力和财力用于文物方面的研究和保护，而在时代背景下的多图像三维数字化技术就能对文物保护产生很大的推动作用，本文基于对多图像三维数字化技术的了解，解析了多图像三维数字化技术在文物保护方面的应用。

关键词：多图像三维数字化技术;文物保护;应用

引言：

历史文物是一个国家研究历史的重要依据之一，但是在多重因素的影响下，我国出土的各类文物都受到了或多或少的外界影响，而多图像三维数字化技术的出现，就能在最大程度上避免文物的二次损伤，充分的保留文物的历史价值，多图像三维数字化技术就是利用科学手段结合历史文物的实际情况，完成文物的出土，研究和保护，其实在多图像三维数字化技术出现之前历史文物的保护就是我国多个部门需要重点思考的问题之一，三维数字化技术的出现可以将复杂的问题简单化，并为文物保护注入了新的活力，然而如何将多图像三维数字化技术切实的应用到文物保护方面就是新的问题。

一、文物保护的重要性和必要性

文物是一个国家过去的写照和未来更好发展的借鉴，而因为种种原因能够保留下来并被发现的文物并不多，所以文物的出土、研究和保护一直都是重中之重，文物的出土一般是实质性的物品，然而出土文物遭到损坏之后将会造成很多文物信息的丢失，为后续的研究和调查留下很大问题，所以如何在正常研究之下对出土文物进行最大程度的保护，是所有部门和文物研究者都头痛的问题之一，由于种种情况的限制，每个国家的很多前期历史和重要事件都只能通过出土文物进行研究，而好的国家不仅要保证未来的发展更在过去的历史中吸取优点，这才是一个国家能够更好的发展的前提和基础，而这些就能体现出文物保护的重要性和必要性。

二、多图像三维数字化技术

多图像三维数字化技术是我国常用的考古手段之一，其利用激光扫描技术，精准测量技术和3D打印技术能够对文物进行观察复印进而减少由于研究而造成的文物损害。

（一）激光扫描技术

激光扫描技术就是利用激光测距原理，对不同情况的文物进行进一步的检测和记录，激光扫描技术可以帮助文物研究者在不清楚文物的具体状况下，对文物进行进一步扫描然后传输回具体数据进行研究，我国拥有较大国土面积，所以历史文物分布出现的地点和状况也有所不同，我国在文物出土和研究的历史中就出现过很多不知名情况，甚至出现过很多人员伤亡和文物损坏，而激光扫描技术的出现，不仅在最大程度上保证了文物完整度，也对文物研究人员的生命安全做出了进一步保证，毕竟在未知状况下贸然对文物进行研究，对文物和研究人员来说都存在安全隐患。

（二）精准测量技术

精准测量技术就是利用人眼的视觉差距，以及所拍摄到的文物的所在方位和照片，对文物所在的位置及地理因素做进一步确定。精准测量技术并不是在这些年才出现的，而且除了考古所需之外，在其它的很多领域都有所涉及。当然就考古来说精准测量技术和激光扫描技术是相辅相成的，当激光扫描完成后精准测量技术才能发挥更加完美的效果，精准测量技术也在一定程度上增加了不知名情况下考古研究者安全性，对于现代的文物考古来说也是不可缺少的技术之一。

（三）3D打印技术

3D打印技术与传统的3D建模有异曲同工之處，但是3D打印技术的主要功能就是根据扫描和打印版对文物进行复制，而且相较于传统的3D建模功能，有关考古的3D打印技术能将复制品与真实文物之间的差距缩小至0.001微米，至少用肉眼无法判断出真实文物与复制品之间的不同，这种功能存在的意义就在于那些无法直接触碰的文物，可以用3D打印机所进行复制粘贴从而对复制品进行近距离的观察，以达到研究目的，当然3D打印技术在现实生活中并不常用，但对于价值极高且不能损坏的文物来说3D打印技术就给予了双方一个保障。

三、多图像三维数字化技术存在的意义

多图像三维数字化技术是在近几年中被广泛应用到多个考古领域的高科技技术，当然多图像三维数字化技术的出现也为考古领域带来了新的突破和机遇。

（一）全方位观察文物

我国文物出土的方位和地点都有所不同甚至无法估计，在这样不可估计的情况下，文物所处的环境和地理位置也未可知，我国就曾出现过多起在道路施工或者地铁施工中发现的文物古迹，甚至出现不少文物体型较大，但是有一半或者大部分被埋在土中暂时无法取出的现象，在这种情况下如果贸然对文物进行研究，可能会对文物造成二次伤害或者不可挽回的损害，而多图像三维数字化技术就可以让研究者在无法全面开展工作之时对文物进行全方位观察，这个观察除了对文物研究者的研究之外也可以辅助文物的出土，用更加科学的手段进行文物出土和保护。

（二）无接触保护文物

在众多文物中有很多文物都不能直接被人所触碰，贸然的触碰可能会导致文物的永久性损坏，而多图像三维数字化技术的存在就可以让研究者在不接触文物的情况下对文物的基本情况做以研究，只要充分利用多图像三维数字化技术的激光扫描技术，精准测量技术和3D打印技术，就能对文物进行3D打印，从而达到在保护真实文物的同时，让学者或者文物研究者对复制文物进行研究。出土的文物有时需要向大众或者媒体进行展示，然而高强度的闪光灯照射也会给文物造成不可逆转的伤害，所以在特殊情况下，可以利用多图像三维数字化技术对文物进行打印，然后用打印品向大众和媒体进行展示。

（三）自动化精准度高

既然多图像三维数字化技术身为新型科学产品之一，那么多图像三维数字化技术的自动化精准度一定比普通的科学技术产品要高出很多，例如激光扫描技术只需要提前设定好需要扫描的区域和物品，在机器运作之时就不需要任何人为的干预和控制，而正是因为多图像三维数字化技术是高科技产品，所以其测量功能和监测功能都远超人为的精准度，这也是多图像三维数字化技术的优势所在。

（四）环境要求低工作效率高

众所周知我国的文物出土地段分布较广，并且每个地区的环境和地理情况都有所不同，这就导致了很多高科技精密仪器无法在不同的环境下正常使用，多图像三维数字化技术的相关仪器，都可以有效的避免因为地理劣势和恶劣环境带来的影响，而且多图像三维数字化技术与人为的手工测量相比，不仅节省了人力和物力的资源开支，同时也提高了工作效率以及测绘精准度。除此之外，多图像三维数字化技术能够对人体肉眼无法感知到的差距进行测算，然后与网络和电脑连接，利用3D打印技术打印出文物的外形。而且多图像三维数字化技术也不会被周围的环境所影响而降低工作效率，这一方面完全符合我国当代的发展速度和工作效率。

四、多图像三维数字化技术在文物保护方面的应用

多图像三维数字化技术出现的首要目的就是对文物保护方面有莫大的用处，而这一技术也成功的帮助中国和科研人员有效的保护了诸多文物。

（一）文物数据的采集和保存

多图像三维数字化技术会对文物的基本信息做以采集和保存，除文字录入之外还会有众多的相关图片进行辅助解释，而多图像三维数字化技术对照片和文字的质量要求都非常之高，并且拥有自己的选择标准和判断条件。信息收集完毕之后多图像三维数字化技术也会对文物的相关信息进行保存，而这些初始信息的保存可能在不久的将来会成为科研人员进行研究的重要依据之一，在多图像三维数字化技术没有普遍之前，文物信息的采集和保存全部是由人工完成和记录，这就容易出现人工采集有偏差以及保存不当的情况出现，甚至出现过很多因为文物记录不全导致无法求证的历史状况出现，这对于我们国家甚至整个世界来说都是非常可惜的。

（二）文物精准监测和受损查验

不少文物在出土之后都会有或多或少的损伤，这些损伤很大一部分是不可逆转的，文物的损伤也分为多个因素，有的在文物挖掘过程中因为施工不当而造成的文物损坏，有的在历史时间的影响下因为很多非人为因素而造成的，无论是怎样的原因造成的文物损坏，又无论文物是否完整，这些都需要一个详细的检测和记录，而多图像三维数字化技术就可以对出土的文物进行一个精准的监测，也可以利用文物的相关特点对文物的损坏状况进行查验，与前期的人为检测和查验来对比利用多图像三维数字化技术进行检测和查验，能够在最大程度上预防外界对文物产生二次伤害，从而尽可能地保留文物的相关价值，这些对日后的文物研究和相关的文物保护都有莫大的帮助。

（三）三维数字化技术的虚拟辅助应用

多图像三维数字化技术可以在人为控制之下同时调取多个文物的相关资料，或者单个文物的多重资料这就有助于相关研究者的研究历程，为后续的文物研究做下良好铺垫，除文物监测和文物信息保存之外，三维数字化技术的虚拟辅助作用可以让研究者对虚拟化的文物随心所欲的进行操控，例如文物建筑等大型無法移动的文物主体，多图像三维数字化技术将这种大型文物录入电脑之后，研究人员就可以不再受到地点和时间的限制，随时随地都能对该文物进行研究，而对于那些异常珍贵的相关文物来说，人为触碰可能会导致文物损坏三维数字化技术的虚拟辅助应用，就能够让研究人员在正常研究的同时，尽可能的保留文物的原本样貌。

五、多图像三维数字化技术在文物保护方面的作用

多图像三维数字化技术的出现，满足了研究人员和文物保护的各项要求，在文物保护方面发挥的作用也不容小觑。

（一）保证文物的完整性

其实无论是在文物出土前还是在文物出土后，文物的完整度就可以在一定程度上决定了文物存在的价值，一般情况下越完整的文物就能获得更多的更有价值的信息，所以对出土文物的完整性的保护一直都是我国对于文物保护方面的重点之一，多图像三维数字化技术大多都是利用激光等，不会与文物产生直接接触的行为来进行工作，这就在很大程度上对文物的完整性做出了保护。

（二）在有限的时间内寻求更多价值

文物的出土时间和研究时间都有明确的规定，在规定时间内要对文物进行上缴和保存，所以文物在研究者手中的时间非常有限，想要在有限时间内寻求更多的价值就可以充分利用多图像三维数字化技术，多图像三维数字化技术能够有效的对文物的各方面资料和信息进行监测和整合，进而帮助研究者节省必要的测量时间，将更多的精力和时间放到具体的研究中。

（三）协助文物的修复工作

在出土的诸多文物中有不少完整文物，但是也会有不少碎片文物，虽然完整文物的考古价值更高，但是碎片文物也存在着一定价值所以需要进行人为修复，而很多文物经过长期的人体触碰后会造成一定程度上的磨损，所以如何在不对碎片文物造成二次损坏的情况下进行文物修复，是众多科研人员需要思考的问题之一，多图像三维数字化技术的出现就可以将碎片文物录入到电脑之中，通过电脑之中的碎片文物进行反复实验，再将现实中的碎片文物进行一次性整合，就能避免多次重复实验给文物带来的损害。

（四）避免文物的二次损伤

多图像三维数字化技术能够在不与文物产生直接接触的情况下达到多重目的，那这也就在很大程度上避免了文物的二次伤害，每个国家的文物都是国家的历史的见证，而文物的损害可能是永久性的不可挽回的，所以国家才会花大力气致力于文物的研究和保护，这一点我国在文物保护之初就做的很好，而时至今日科技越发进步类似于多图像数字化的技术也越来越多，这也就注定我国文物保护会越来越好。

六、结束语

多图像三维数字化技术不仅在文物保护领域中有出人意料的效果，在很多行各业的众多领域中也被广泛使用。文物的存在不仅是一个展品也是一个国家过去与未来的写实，而多图像三维数字化技术能在各个方面对文物保护作出巨大贡献，这也是对国家历史的负责。

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作者简介：刘琦圣（1987.02—），男，汉族，籍贯：辽宁沈阳人，美国旧金山艺术大学，辽宁传媒学院，讲师，硕士学位，专业：绘画艺术（油画），研究方向：具象人物写实油画。

2019年沈阳市高校“双服务”重点项目《沈阳历史文物数字化保护与传承研究》研究成果之一。