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3D掃描助力文物數字化保護,賦活千年石窟,科技傳承文明,3D打印技術助力文保事業

2022-11-08

看3D技術如何助力古老石窟的保護工作，讓靜謐不語的千年古佛，在現代科技的加持下煥發新生。

云岡石窟三維數字化

云岡石窟位于山西省大同市武周山南麓，依山開鑿，氣勢恢宏，是中國第一個皇家營造的石窟，代表了公元5至6世紀中國佛教藝術的巔峰之作。

云岡石窟面臨兩大挑戰：首先，經過1500年的歷史洗禮，石窟的生命力正在快速凋亡；此外，石窟造像是不可移動文物，大多數人并沒有機會親自到現場參觀。

因此，為云岡石窟建立數字化檔案，把人類文明的印記更好地保存下來，傳承下去，就變得迫在眉睫。

此次云岡石窟的數據采集與修復工作，存在不可忽視的客觀困難：

1.造像體積龐大，遭受長期高溫高濕、微生物的侵蝕，造成部分佛像局部嚴重受損。

2.部分造像長期處于露天環境，受損相當嚴重，數據采集難度大。

3.由于文物本身的珍貴性和不可替代性，且石窟表面紋理細節復雜，采集過程還要避免因人為接觸而破壞文物表面形態。

針對以上痛點，思看科技與浙江大學文化遺產研究院合作，依托高精度數字化技術，完成對石窟高保真三維數據的采集工作。

我們采用三維激光掃描儀TrackScan對造像整體結構進行掃描，通過其無需貼點非接觸式測量技術，1:1真實還原造像細節。對于佛龕表面色彩的還原則使用iReal彩色三維掃描儀，完美呈現佛像表面生動色彩。

TrackScan標配3種工作模式，可依據不同應用場景自由切換測量模式。具有無需貼點、智能追蹤、精確掃描的特點，掃描速率可達260萬次每秒，極速捕捉造像全貌數據。7束平行藍色激光，精度可達0.025mm，精準還原造像表面紋理細節；單束藍色激光掃描，清晰獲取造像死角位置的三維數據。

對于部分造像局部缺失的情況，工作人員通過對其他佛像進行三維掃描數據比對，用來修復缺失的部分數據。

思看科技通過三維掃描為云岡石窟創建數字檔案。同時，三維掃描技術還可以結合3D打印技術等比復刻石窟實物模型，以保存它們的歷史原貌，豐富傳播形式，讓石窟文化走出大同，走近大眾！

除此之外，思看科技的3D數字化技術在文物保護領域，還有諸多探索。思看科技聯合浙江大學文化遺產研究院，受邀參與東方衛視《守護石窟》欄目，完成飛來峰石窟造像數字化保護工作。

飛來峰石窟三維數字化

在飛來峰的洞穴及沿溪峭壁上，雕刻著從五代至宋、元時期的石刻造像470多尊，是我國江南地區現存規模最大的石窟造像群。歷經千年風霜，飛來峰造像險象環生：危巖崩塌、滲水侵蝕、溶蝕、風化、酸雨等等，嚴重威脅造像的生命。

依照傳統拍照+測量的數據采集方式，不僅對采集設備和人員要求很高，而且數據完整性和真實性都難以保證。因此，用數字手段把文物當前的狀態盡可能完整、高清、本真地記錄下來，讓它的生命力延續千秋萬代，便成為飛來峰石窟保護的頭等大事。

飛來峰造像群作為典型的南方石窟，數字化過程中也面臨其特有的困難：

1.飛來峰植被茂密，微生物繁殖旺盛，需要克服植物對數據采集的干擾，避免微生物導致的顏色變化。

2.飛來峰石窟造像依山而建，地勢復雜險峻，為了不影響參觀，往往數據采集工作需要在夜間進行。數據采集工作需要克服光線和地理條件帶來的多重挑戰。

浙江大學文化遺產研究院借助思看科技的三維掃描設備TrackScan，完成了飛來峰石刻的數字化工程，精確獲取了飛來峰石窟造像數據，為后續保護工作提供了有力的數據支撐。

TrackScan精度可達0.025mm，相當于五米范圍內頭發絲直徑1/5大小，超高分辨率精準識別人眼無法識別的文物細節，使得造像及石刻表面勾勒的線條、花紋等細節，都被完整記錄。

TrackScan靈活便攜，不懼外部環境對采集工作的干擾，無論是夜間昏暗潮濕的室內，還是摩崖石刻這樣險峻的野外環境，都能高效應對。

最終，通過高效的數據采集過程，完整生成飛來峰石窟造像群的數字模型，結合3D打印技術讓文物以數字化的形態永遠地活下來，成為元宇宙的世界里永不流失的檔案。

用科技創新，延續古老文明

文物是人類文明存在的印證，和文物對話就是和歷史對話。一直以來，思看科技依靠行業領先的技術實力，為文物保護領域提供定制化三維掃描解決方案。通過數字化技術為文物建立永久的數字化檔案，從被動的修繕走向預防性保護、精細化修復；通過持續性數據采集，監測文物狀態變化，開展可持續性文物保護工作。同時，借助5G、云計算、VR/AR、元宇宙等前沿技術，豐富文物展傳播形式，讓文物“活”起來、走出去，在更廣闊的領域展示中華文化的魅力。

在2021年，思看科技（SCANTECH）有幸受邀參與《未來新世界》的錄制，以更為形象生動的方式，向大眾科普3D掃描技術背后的科學原理及其廣闊的應用空間，在這期節目中，我們用TrackScan掃描儀對西溪濕地一座獨具江南風韻的古建筑進行無損數據獲取，與嘉賓們一同全方位、多角度地來解讀3D掃描技術背后的科學和人文價值。

我們期待在未來，科技不斷創新發展，讓文物保護擁有更堅實的依靠，也讓古老文明跨越時空，和現實相擁。

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