考古发掘现场
对单体文物三维数据的采集和数据保护提供综合解决方案
主要工作流程说明
现场勘察:在文博行业里每个领域都有不同的现场环境。例如:古建筑领域,不同年代、不同区域建筑的布局形式、梁架结构都不相同。在古代严格的等级制度下官式建筑与普通民居也存在巨大的差异。同样各个建筑内的陈设布局也不相同。特别是在可移动馆藏文物方面,各种文物的类型、材质、造型品种繁多。所以现场勘察是保证后续项目设备选型、项目工期计算、安全保护方案设定的首要工作。
方案制定:在现场勘察基础上与数据使用单位进行充分沟通,对数据的完整性、精细度、后期使用方向等进行讨论和确定。在前期充分勘察和详细沟通的基础上来确定现场工作计划安排、扫描周期、数据提交标准等内容,扫描方案细致才能最大程度节省成本并保证后期数据的有效性。
数据处理:文博行业对数据后期使用主要集中在两个方面,一是对古建筑、古遗址、馆藏文物保护提供准确的基础数据。利用这些数据可以完成古建筑、古遗址、古墓葬的立项申报、修缮方案设计、现状数据存储等工作。二是利用扫描数据通过数字化传播手段提高馆藏文物、古建筑等文化遗产的公众宣传深度和广度。
考古发掘现场
应用背景:目前大量的考古工作是在配合城市基础设施建设、项目工期与考古工作往往存在时间上的冲突。发掘完成后因为考古报告的要求,规程规定需绘制各种图纸,这项工作繁重而漫长。
技术优势:数据完整、全面、可视并可永久性的保存。
数据应用:存档、研究、面向公众的宣传展示。
馆藏文物
应用背景:目前国内博物馆馆藏文物上千万件,由于文物本身的脆弱性和对温度、湿度等馆藏环境的要求比较高,大量的珍贵文物只能保存在地下库房中,这对于文物的研究、展览,以及文化信息的传达都带来了很多的障碍。
国家已经在开展馆藏文物的数字化工作,但如果只采用普通的形式进行文物统计和数据保存,远远不能体现文物的具体形态、尺寸等的精确信息,一旦文物损毁也没有精确的数据用来修复、复制重现。
技术优势:精度高、三维数据保存。
数据应用:存档、研究、保护方案制定、复制、面向公众的宣传展示。
古建筑领域
应用背景:古建筑是中国传统文化及营造技术的载体。由于建筑材料、历史、自然灾害等现存古建筑越来越珍贵。以往由于技术原因古建筑都没有或缺少完整的现状图纸。
技术背景:三维扫描技术以近百万点/秒的数据采集量将古建筑的空间结构信息、构建信息采集进计算机。从而绘制出该古建筑准确、完整的现状图纸。
技术优势:数据完整、全面、可视并可永久性保存。
数据应用:四有化档案、研究、保护修缮方案设计、公众的宣传展示。
文博行业三维扫描常见问题说明Q&A
1、点云数据的输出格式是什么?
1.1大场景设备:目前常用的点云格式有:PTS、XYZ、TXT等,虽然不同厂家的设备会产生不同格式的数据但随着近年来行业软件的不断发展,越来越多的软件可以接受更多的数据格式。也可以方便的通过第三方软件进行所需格式的转换。
1.2、高精度设备:目前各个厂家的设备虽然技术原理不同但基本上都可以生成STL、OBJ等通用格式的三角面片模型。
2、扫描数据是否具备纹理信息:
2.1大场景扫描设备:设备自带色彩采集装置,在单站数据采集同时可以同站位进行纹理数据的采集。色彩采集会增加工作时间及数据量。在工程实践中一般只采用包含反射率的点云数据。
2.2 高精度扫描设备:近些年来高精度扫描设备也配备了色彩采集装置,在进行三维数据采集同时具备纹理数据采集的功能。但由于光线、设备性能等原因往往达不到文博行业对色彩还原度的要求。
3、项目工期情况:在项目前期会根据现场勘察以及后期数据的应用方向确定数据采集与数据处理时间,后期根据合同确定的时间完成工作并交付数据。
4、扫描工作现场要求:三维扫描无法对玻璃、水、琉璃等具有折射及反射的物体进行数据采集。需要一个安全的临时房间以便进行充电及设备及辅助器材的放置。
5、点云数据后期如何应用:点云数据是原始数据,后期根据不同的应用需求可以导入不同的专业软件中进行处理。例如3DMAX、VR软件、CAD或者专业的文博系统数据管理系统中。
6、如何展示点云数据:点云数据量大,必须使用支持点云的软件进行展示,软件分为处理软件及行业软件。处理软件是用来对原始数据进行拼接、降噪、格式转换等预处理工作。专业软件是按照不同的需求形成行业所需的模型格式,修改等。也可以采用第三方平台对点云进行浏览、测量等应用。
7、点云可以直接用于展示吗?原始点云数据可以直接用来展示,但因为点云具有透视性不符合人的视觉习惯并且数据量庞大不便操作所以多数情况下会根据行业需要逆向为不同格式的三维模型进行应用。
8、点云数据坐标情况:多数情况下点云数据使用自建坐标系进行工作,得到相对坐标的点云数据库。在工程中也可以在全站仪或RTK的配合下得到绝对坐标数据。
9、项目中不需要高精度是否可以降低精度缩短数据采集周期?目前的扫描设备扫描精度是确定的,无法降低数据精度。
10、一个完整扫描项目周期有什么?一个完整的扫描项目周期包括数据采集、数据预处理、数据处理、后期延伸应用。
11、数据采集周期跟什么相关:数据采集与现场结构、物体的复杂程度有关,结构或物体越复杂为保证数据完整性所需的站位或扫描时间就越多。采集周期还与现场的环境有关:危险、高空或人员、设备频繁活动的环境下数据采集时间就会延长。
12、数据预处理周期与什么相关:数据预处理与数据量、是否需要色彩、无效数据等因素有关。
13、数据处理周期与什么相关:数据处理与行业应用相关、不同行业或应用对数据的精细程度要求不同,精细度越高或现场越复杂后期数据处理周期就越长。
14、点云数据可以直接生成模型用于展览展示吗:不可以,如后期需要应用在展览展示方面还要根据不同的应用如VR、三维动画等具体要求在软件进行建模、优化、贴图、烘焙或渲染等工作。
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