呼伦贝尔市扎赉诺尔博物馆数字化建设实践研究

摘要：扎赉诺尔博物馆“数字化保护利用”项目，利用现代信息技术，通过对文物的三维数字化采集与全景展示，真实而又完整地对文物的形状、尺寸等进行准确采集和记录，系统完整地保存文物及其相关信息，保证采集数据的原真性。通过模型优化、纹理匹配等技术手段将文物逼真再现，为文物建立永久完整的三维数字档案，并能够结合三维模型数据，为相关文物的鉴定、检测、宣传展示、现状调查、修复方案设计等具体应用需求提供相应的图件，为综合研究与利用、保护修复工作、社会教育、展示游览等提供精准的基础数据。文章以扎赉诺尔博物馆“数字化保护利用”项目作为案例进行分析和研究，望有所裨益。

关键词：扎赉诺尔博物馆；博物馆数字化；实践应用

呼伦贝尔市扎赉诺尔博物馆（以下简称扎赉诺尔博物馆）位于呼伦贝尔市扎赉诺尔新区猛犸公园内，占地面积24804平方米，总建筑面积8320.5平方米。扎赉诺尔博物馆设有扎赉诺尔历史文化、呼伦湖生态湿地、扎赉诺尔煤炭三个基本陈列展厅，以及临时展厅和地下模拟矿井，是一座以扎赉诺尔万年历史文化、千年草原文明、百年矿山历程为主题，集科普性、知识性、教育性、休闲娱乐性于一体的综合性博物馆，馆内共展出珍贵文物及动植物标本近万件。自2012年12月24日开馆以来，其已累计接待国内外游客650万人次，受到社会各界的广泛好评。如今，它已成为具有地域特色和影响力的文化传播与交流平台。

当下，数字化建设已经成为博物馆高质量发展的必由之路。笔者以扎赉诺尔博物馆“数字化保护利用”项目作为案例进行分析和研究，望有所裨益。

二、建设内容

整个项目分为六个阶段，包括前期准备、方案设计、数据采集、数据检查、数据处理和成果提交，最终完成了45件扎赉诺尔博物馆馆藏文物的三维扫描采集建模、116件文物高清图片（图1—图8）的采集加工，以及5个虚拟展厅（图9、图10）的设计制作等。

三、项目组织实施流程

四、数据采集

（一）测量设备

对于细节纹理、雕刻比较精细的文物，采用Artec Eva 3D、Artec SpaceSpider两款高精度手持扫描仪进行数字化采集。此外，为了获取高质量的细节纹理，同时配合使用单反相机采集彩色纹理，从而保证物体表面的精度及纹理的完整性。

（二）三维激光扫描采集流程

1.现场准备：包括现场作业环境清理、准备外业扫描记录表、规划文物扫描顺序等，保证扫描顺利有序进行。

2.仪器检校：包括仪器的安装和数据线的连接，开机后对仪器进行检校，主要是由于仪器经过长途运输及搬运，精度有可能发生进一步的变化。

3.开始扫描：使用手持三维扫描仪对文物进行全面扫描，在扫描测量时多次变化视点，多角度、多方位捕捉，保证扫描点云数据采集的完整性。

4.对于尖锐、角附近的测量数据中的误差及坏点，通过对原始点云数据进行预处理，对坏点部分进行重新扫描，去除遮挡物、补充扫描空洞处点云数据等，以保证点云数据采集的完整性、准确性。

5.数据采集应根据前期方案要求，设定扫描分辨率和扫描精度，确定方法参照公式。

6.色彩（纹理）信息采集：配合使用专业单反相机对文物的纹理细节进行高清拍摄，由于室内光线较暗，需要布置灯光和色彩管理以确保照片的采集质量。

（三）高清图片采集流程

1.摄影架安装要与文物所在面平行，相机焦平面要与被摄立体面平行。

2.根据文物形状的特点和大小，决定采用单张拍摄的方式或多张图片拼接的采集方式，选取最佳拍摄角度，并按要求对细节部分进行拍摄。

3.每拍摄一张后需要立即检查曝光值、清晰度，以及是否有漏拍，检查无问题后才可以继续进行。

4.每天的拍摄工作完成后，必须第一时间使用2块容量1000G以上的移动硬盘备份原始拍摄素材，统一规定备份的文件名称为“时间+地点+藏品名”。

（四）360°全景采集流程

1.拍摄前的准备：实地考察扎赉诺尔博物馆展厅陈列的场景等，根据展厅大小、游览路线以及展览内容中的历史文化脉络，进行合理的统计，并规划、设计拍摄取点路线，以便全景虚拟展示制作完后能够清晰地展现出馆方想要展示的内容。拍摄前期还需与相关工作人员沟通，获得全景漫游后期制作过程中需要准备的资料，如讲解配音、视频、图片、场馆介绍、文物藏品介绍等。

2.检查相机、镜头、色卡、三脚架、清洁工具、快装组件和全景云台、轨道等装备是否完好，设置相机参数、曝光值，再次检查用电安全与设备安全。

3.根据规划的拍摄线路，选取合适的拍摄机位，将展厅场景以及相关各个分体或重要局部的影像真实、全面、直观地记录。

4.储存和备份：每天拍摄工作完成后，第一时间使用2块容量1000G以上的移动硬盘备份原始拍摄素材。

五、数据加工处理

（一）扫描数据处理

1.点云拼接与影像配准：主要是将采集到的点云数据进行处理，多站点扫描数据的合并，精确配准。通过剪切得到需要的点云数据，并制作系列正射投影图像，或云面片切割等。

2.误差的提前和修正：提前关键断面，视觉验证各站拼接误差，发现误差立即评估严重程度，并进行单个站点重新拼接或整体拼接。

3.降噪与抽稀。

4.彩色点云赋值：采集到的数据可使用扫描仪同轴相机进行自动彩色赋值，或使用彩色照片进行手工彩色赋值（贴图）。

5.三维模型建立：使用geomagic逆向工程软件对已拼接好的点云进行处理、封装、建模等一系列的操作。

由于精细化扫描获取的点云数据量较大，为此馆方设立三维扫描工作站，建模分块处理，分块数据无重叠部分可通过接缝处理直接拼接为整体，能够较快地完成后期数据的处理。分块完成后，对每一块经过点云去噪、减少噪声、数据简化处理，然后构建三角网模型。

（二）高清单片数据处理流程

1.采集完毕后利用专业色彩管理软件对后期制作机器进行校色，为后期图像的真实再现提供基础。

2.对于同一批文物拍摄，相机参数调整统一，后期调整根据拍摄的色卡来调整主体色彩，也要保证后期色彩调整参数一致。

3.为了保障采集对象后期制作色彩调校的准确性和统一性，后期工作人员将全部使用同批次、同型号专业修图的显示器。

4.后期剪裁处理时，不同图片中的同一主体要保证大小一致，且保证主体在最佳位置上。

5.图像拼接中的形变和图像边缘衰减处理，确保完成后的图像达到后期图像处理的各项要求。

（三）360°全景数据处理流程

后期制作人员将数据进行加工处理，按要求对采集的数据进行展厅360°全景展示的制作。后期制作要求曝光准确、影调层次丰富；构图合理、场景错落有致，合成全景展开图不少于12000×6000像素，可达200%放大观看不失真；全景图拼接完美无错位瑕疵、重影等，为完整2：1比例全景图片；无死角、无错位、无瑕疵，保证观看时旋转过渡平滑真实自然。此外，按要求对数据进行全景漫游、三维建模、VR展示程序制作，可支持PC及移动端、VR设备访问，速度加载快，不需要用户安装任何插件。

六、项目成果

扎赉诺尔博物馆造型独特，外观似一块饱经风雨磨砺侵蚀的打制石器，象征着扎赉诺尔悠久的历史和深厚的文化底蕴，其白色的金属外表则记录着扎赉诺尔古老沧桑的草原文明。

扎赉诺尔博物馆作为扎赉诺尔区重要的接待窗口，多年来始终坚持以市民和游客的需求为工作的出发点和落脚点，讲好文物故事，让文物“活”起来，让人民群众享受到更多更好的文物保护成果，吸引更多的人走进博物馆，从而成为文化惠民的重要力量。

可以说，扎赉诺尔博物馆“数字化保护利用”项目在文物保护、数据研究交流、数字博物馆建设等方面取得了一系列重要的成果，能够多渠道推广和传播文物资源，实现社会资源共享，达到了文物信息资源共享化服务的工作目标。

参考文献：

[1]张惠珍.“互联网+”时代博物馆数字化建设的几点思考U文化创新比较研究，2018，2（06）：155-156.

[2]周继洋.博物馆数字化发展问题研究[J].中国国情国力，2021（06）：16-21.

[3]高红，博物馆数字化问题的思考[J].旅游纵览（行业版），2011（06）：64+66.

[4]王裕昌，廖元琨，赵天英.美国博物馆及其数字化建设的启示[J].中国博物馆，2013（03）：82-88.

[5]李文昌.发展中的中国数字化博物馆[J].国际博物馆：中文版，2008（Z1）：61-69.

作者简介：

何佳（1984—），男，汉族，湖南衡阳人。硕士研究生，文博馆员，研究方向：博物馆陈列展览设计、文物宣传教育、库房保管、北部边疆史。