厉害了!这些数字技术能让濒危古迹重新“活”起来

2023-04-24

去年8月底,有着900多年历史、中国现存最长的木拱廊桥——福建屏南万安桥在一场大火中烧毁坍塌,令人痛心的同时,也再一次唤起人们对濒危古迹的重视。



从气候变化到过度开发,在世界的各个角落,每年都有建筑及文化遗产正濒临消失,而这些损失往往是不可逆的。

不过人们对文物修复的认知还较为模糊,是否修复或如何修复?似乎对于很多人来说无关痛痒。正如以下网友所说:



承载着深厚价值的文物正在摇摇欲坠,但看客正处于茫然状态。如何让文物在现实世界里永生?是一个有待解决的问题。

当下,需要更广泛地提高人们对遗产古迹的认知,数字化技术可以让更多人了解古文物的状态并采取措施。

保护文化遗产与修复文物势在必行,小编带着大家一起盘点一下急需重点抢修的文化遗产。

01.那些正在渐渐消失的古遗址

正在加速消失的中国传统文化著名石窟—莫高窟,是具有极高艺术价值的文物宝库。这里曾出土了文书、画像、经卷与织绣等几万件,但是由于石窟地理位置,以及风沙、碱性与病害等,加之游客越来越多等原因,莫高窟面临的问题也在逐年增长。


除此之外,名胜古迹的破败现状同样令人忧心忡忡。


由于风雨侵蚀、人为破坏、缺乏维护管理,一些文化价值较高的明代长城文字砖被偷盗贩卖的现象屡见不鲜。

还有甘肃的永泰古城也难逃大自然的惩罚。由于生态恶化严重、水资源严重匮乏、土地沙化和盐渍化,迫使古城中的居民不得不向外界转移,古城面临消失。


这些只是正在消失的建筑中的冰山一角,还有凤凰古城、泰顺廊桥、婺源古村落等古代遗址在加速消失。由于过度商业化,人们对其破坏的脚步也从未停歇。

但值得警惕的是,文化遗产是不可再生资源,一旦消失,将永远无法挽回。

有效地参与文化遗产保护,宣传文化遗产保护重要性是当务之急,数字化技术或许是解决文物保护问题的新的着力点。

02.数字化技术对文物的保护

在文物保护工作中遇到很多使用传统手段无法解决的难题,为解决这些难题,文物三维数字化技术应运而生,成为文物保护的有力手段。

文物三维数字化技术可以和传统文物保护技术相结合完成文物修复、保护和研究工作。

文物三维数字化技术包括三维激光扫描技术、近景摄影测量技术、3D打印技术及数字模拟修复技术等,这些技术的应用对于加强文物保护、研究及利用,充分发挥文物的价值具有重要意义。

三维激光扫描技术

三维激光扫描技术又称高清晰测量,它是利用激光测距的原理,将各种大实体或实景的三维数据完整地采集到电脑中,进而快速复建出被测目标的三维模型及点、线、面、体等各种图鉴数据。扫描过程中对物体全方位连续扫描,就能得到被测物体密集的三维散点数据,即为点云数据


云冈石窟第9、10窟点云数据

得到点云数据后经过计算机建模得到被扫描物体的三维模型,进而可以对模型进行操作得到被扫描物体的几何信息。依据承载平台的不同可划分为:机载型激光扫描系统、地面型激光扫描系统、手持型激光扫描系统

近景摄影测量技术

近景摄影测量是借助于人眼的双眼视差,通过拍摄不同位置的物体照片,利用后方交会—前方交会法求区内外方位元素,并解析计算出像点在实际位置的地面坐标,进而解析出被测物体的三维模型。

3D打印技术

3D打印技术包括FDM熔融层积成型技术和SLA立体平版打印技术,在文物复制中主要应用的是SLA立体平版打印技术

在文物复制过程中,首先是使用三维数字化技术对文物进行三维数字扫描,使用工业级的SLA高精度3D打印机将文物的三维信息输出以达到文物复制的目的。


3D打印云冈石窟第3窟

3D打印机可以精确到0.001微米,从而能够精确复制出与文物一模一样的复制品,将文物的几何信息表现出来。

目前,文物三维数字化技术在文物保护领域被广泛使用,因其精度高,非接触文物表面,自动化程度高,对环境要求低,测绘效率高,信息采集范围广等优点,文物可以被长期保存下来。

03.让文物在数字世界永生

技术不仅可以保留石窟的完整模样,同样也能用来复制和修复其他文物信息。这实质上也是人类在守护传统,存续文脉。文物三维信息化技术可以让文物在数字世界永生。

在文物复制方面,传统的翻模方法无法保证文物的完整性,对文物造成损坏是不可避免的,而运用三维数字化技术与3D打印技术以非接触式的形式采集到文物信息,然后建立数字模型,最后形成与原本文物一样的复制品,可以简化文物复制的程序,最大限度地保护实体文物。

在文物修复方面,文物三维信息数字化技术可以进行文物修复,在成功获取三维数据信息完成数字模型后,在原本的数据基础上对器物数据进行模拟修复。

在开始文物修复工作前,工作人员可以对复制后文物的形状预览,查看其是否符合目的,从而更好地制定文物修复方案。

总而言之,在保证文物完整性的情况下,实现文物复制与文物修复,并且所形成的文物三维信息对再次文物修复具有重要的参考价值。

今天,新技术不仅没有带来毁灭,反而使收藏在禁宫里的文物、陈列在广阔大地上的遗产、书写在古籍里的文字获得了全新的储存和传播方式,数字信息技术使得文物长久保存,传统文化的丰厚给养将会注入更多人心中。

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