文物三维数字化建模方法探讨
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三维建模技术在文化遗产保护中的应用在当今社会,文化遗产保护是一项十分重要的任务。
不仅仅是因为文化遗产是人类历史的见证,更是因为它们承载着人类的文化、传统与价值观。
因此,如何保护好我们的文化遗产,成为了我们必须面对的挑战。
而三维建模技术的出现,为文化遗产的保护,提供了一种新的选择。
一、什么是三维建模技术?三维建模技术是一种利用计算机生成三维模型的技术。
它通过利用计算机软件对物体进行操作,将物体的几何图形、表面质感等各种信息,制造成具有三维效果的视觉模型,以达到更直观的表现方式。
目前,三维建模技术已经广泛运用在汽车、航空、建筑等一系列领域,而随着科技的不断进步,它的应用也越来越广泛。
二、三维建模技术在文化遗产保护中的应用1.文物数字化在过去,人们保护文物主要依靠手工制作模型,显然这对文物的保护非常不便。
利用三维建模技术,我们可以利用高精度的激光扫描仪,对文物进行数字化的建模,使得文物的形态、细节得以精确的保留。
同时,这种技术也方便文物的传承与学术研究。
2.重建古迹很多文化遗产经历了年代的侵蚀与自然灾害的摧残,导致其面貌受到了极大的破坏。
此时,我们可以采用三维建模技术,来进行古迹的重建。
虽然这种重建无法完全与原始的古迹相同,但在形态上我们可以更为精确地还原其原有面貌。
3.虚拟展览在文物的展览过程中,我们可以利用三维建模技术,将文物制造成虚拟的展品,放置在虚拟的古迹环境中,让人们更好地感受这些文化遗产的魅力。
这种方法不仅能够保证文物的安全,也为文物的散发与传播提供了一种全新的方式。
三、三维建模技术在未来的应用前景在未来,三维建模技术将在文化遗产保护中发挥着举足轻重的作用。
利用这种技术,我们可以更好地记录文化遗产,保留其历史价值。
同时,随着技术的不断发展,我们也可以通过三维建模技术还原文化遗产的原貌,并在虚拟空间中进行重建,让大众更好地了解我们珍贵的文化遗产。
四、结语综上所述,三维建模技术在文化遗产保护中的应用,将为人类文化遗产的传承与保护提供着巨大的帮助。
数字文物保护中的三维扫描技术研究随着信息技术的快速发展,数字文物保护越来越受到人们的关注。
数字文物保护可以以三维数字化的形式保存文物,为后代留下珍贵的文化遗产,同时也可以方便研究人员的研究和保护工作。
而在数字文物保护中,三维扫描技术是一种重要的技术手段。
三维扫描技术是一种数字化技术,可以将物体表面的三维结构数字化地记录下来,具有高效、精准等优点。
三维扫描技术在数字文物保护中具有广泛的应用前景。
下面我们将从三个方面来探讨数字文物保护中的三维扫描技术。
一、数字文物保护中的三维扫描技术原理三维扫描技术有多种实现方式,常见的方法有光学扫描、CT扫描、激光扫描等。
其中,激光扫描技术是一种非常精确、高效的三维扫描方法。
在激光暗室里,使用激光干涉仪将物体的表面逐点扫描,通过测量激光的时间和角度,获取物体表面每个点的三维坐标值。
此外,还可以使用数字相机对物体进行拍照,将多张照片进行分块处理,最终拼接成完整的三维模型。
二、数字文物保护中的三维扫描技术应用数字文物保护中的三维扫描技术可以用于多种场合。
首先,三维扫描技术可以用于文物的数字化保存。
将文物用三维扫描仪扫描后,可以得到真实、准确的文物三维模型。
模型可以随时随地进行存储,传输和展示,利用数字化的技术手段,实现文物的永久保存。
其次,三维扫描技术对文物修复起到了很大的作用。
人们可以通过三维扫描的模型,详细、全面地了解文物的历史、年代、材质等信息,并针对文物的不同特点和具体情况,对文物进行修复,保护文物的完整性和原貌。
三、数字文物保护中的三维扫描技术新发展为了更好地保护文物,数字文物保护中的三维扫描技术在实践中也在不断更新和发展。
首先,利用三维扫描技术对文物进行数字化处理的同时,还可以进行文物的虚拟仿真,使得文物得以在更加广阔的范围内进行展示,提高了文物的陈列展示效果和观赏价值。
同时,早期的三维扫描技术只能扫描静态的物体,而最近新出现的动态扫描技术则可以实现对动态物体的数字化处理和保护,将数字文物保护带入了一个新的领域。
三维建模技术在文物修复中的应用研究随着科技的不断发展,三维建模技术在各个领域的应用也越来越广泛,其中包括文物修复。
在传统的文物修复中,人们通常依赖手工和经验来进行修复,这种方式有时候难以保证修复的精度和可靠性。
而通过应用三维建模技术,我们可以更加准确地还原文物原貌,同时能够更好地保护文物的原有价值。
一、文物修复的意义文物修复是指利用各种手段和技术,对古代文物进行维修、保护和修复。
文物对于一个国家和民族来说具有重要的历史、文化和艺术价值,而文物的修复就是为了使它们能够更好地长久地保存下来,同时增加其欣赏价值和利用价值。
因此,文物修复意义重大,也是当前文保事业的重要工作之一。
二、文物修复中存在的问题传统的文物修复通常需要考虑很多复杂的因素,包括文物的材料、年代、现状等等,这些都对修复制定了很高的要求。
同时,在文物修复过程中,人为因素也是不可避免的,如经验不足、手工不精、误操作等,这些情况都会影响到修复效果的准确度和可靠性。
三、三维建模技术在文物修复中的应用随着科技的不断发展,三维建模技术越来越应用在文物修复中,它能够帮助修复人员更加准确地还原文物原貌,同时能够更好地保护文物的原有价值。
下面,我们分别来看一下三维建模技术在文物修复中的应用。
1、三维扫描技术三维扫描技术是三维建模的关键技术之一,它能够通过电子仿真技术对文物进行非接触式数字化复制,将文物的三维数据切割形成利于文物修复的分部结构,可以精准还原文物原貌,同时也可用于检测和重建任何与失误有关的信息。
三维扫描技术的应用能够确保文物修复过程的准确度和可靠性。
2、打印模型技术打印模型技术是3D打印技术的应用,它可以将三维扫描技术得到的文件,通过特定的打印设备将其再现出来。
这样,修复人员可以通过这些打印模型更加细致地观察文物,找出文物中的问题,解决修复过程中的各种困难。
3、三维模型设计技术三维模型设计技术是指利用三维建模软件,对文物进行设计和修复。
三维模型设计技术可以帮助修复人员深入了解文物的内部结构,辅助检测和识别现象,并且可以实现对文物微观结构的检测和研究。
IDENTIFICATION AND APPRECIATIONTO CULTURAL RELICS 文物鉴定与鉴赏1 概述3D技术经过几十年的快速发展,得到了广泛应用与普及,几乎各行各业到处可见3D数字化身影的展现。
在国外,3D技术已经成为产品设计、制造、消费等行业的创新基础和新的竞争高地。
在国内,据悉已经有一些世界级文化遗产及一些博物馆,如故宫、布达拉宫、上海博物馆、南京朝天宫博物馆等已经开始了三维数字化尝试和实践。
但目前对于可移动文物—馆藏文物三维数字化并未全面普及。
中国国家博物馆馆藏文物三维数字化尚属先例。
2017年2月,国家文物局发布实施的《国家文物事业发展“十三五”规划》(以下简称《规划》),确定在全国范围内启动智慧博物馆建设工程,“运用物联网、大数据、云计算、移动互联等现代信息技术,研发智慧博物馆技术支撑体系、知识组织和‘五觉’虚拟体验技术”。
《规划》要求推进文物信息化建设,全面推进文物保护、利用、管理、研究信息化整合共享工作,建设国家文物大数据库。
文物三维数字化是文化遗产保护新的重要科技手段和发展趋势。
通过对博物馆藏品的三维数据化重建,观众可以交互浏览,对文物进行放大、缩小、360度旋转、测量等操作,还有文物数字档案、数字化展陈、文物虚拟修复、考古遗址虚拟漫游、文物高精度复制等,实现文物全方位的观赏、收藏、管理,扩大博物馆在全社会的影响,具有深远意义和发展潜力。
2019年,法国巴黎圣母院遭遇大火,损毁极为严重。
所幸,美国人安德鲁·塔隆(Andrew…Tallon)早在2015年就已经通过激光扫描为它建造了三维模型。
借助于存留的三维模型,巴黎圣母院恢复原貌只是时间问题。
然而,并不是所有文化遗产都有这种运气。
巴西国家博物馆发生火灾,馆内2000万件藏品化为灰烬。
中国四川江油市全国重点文物保护单位云岩寺东岳殿发生火灾,大殿主体建筑被烧毁。
上述火灾的发生令人痛心,也为文物安全敲响了警钟。
故宫文物数字化展示方法的研究故宫文物是中国文化的重要组成部分,其中不乏许多国宝级文物。
为了保护这些文物,故宫博物院一直在采取各种措施,其中包括数字化展示。
数字化展示能够让观众更加方便、自由地了解文物,同时也有助于保存文物的信息,保护文物本身。
本文将探讨一些故宫文物数字化展示方法及其优缺点。
一、三维数字化展示三维数字化展示是将文物拍摄成三维模型,通过虚拟现实技术展示在观众面前。
这种展示方法的优点在于可以将文物呈现出更加立体的效果,让观众可以更加清晰地了解文物的细节和特点。
同时,这种展示方法还可以让观众在不需要亲自观看文物的情况下,就能够感受到文物的魅力。
但是,三维数字化展示也存在一些问题。
比如由于技术限制,在拍摄过程中有些细节难以保留,导致最终展示结果与实物有所差异。
此外,由于三维数字化展示是通过电脑处理呈现的,因此需要大量的计算资源,这对于部分观众所使用的设备可能不太适用。
二、多媒体数字化展示多媒体数字化展示是通过各种多媒体设备,如电视机、投影仪等展示文物的信息。
这种展示方法可以通过图像、视频、声音等多种方式,提供全方位的展示效果。
可以说,多媒体数字化展示是让观众最容易接触到,也最容易理解的一种数字化展示方法。
与三维数字化展示不同,多媒体数字化展示不需要观众安装任何特殊的软硬件,因此更加便捷。
然而,多媒体数字化展示也存在一些缺点。
比如在实现多媒体数字化展示的过程中,需要考虑各种不同的设备,以确保一致的展示效果。
此外,为了达到更好的展示效果可能需要进行较为繁琐的制作,这需要投入相应的人力和物力。
不过,目前的技术和制作水平已经可以很好地解决这些问题。
三、移动数字化展示移动数字化展示是指将文物的信息通过移动设备,例如智能手机、平板电脑等展示给观众。
这种展示方法让观众可以自由选择时间和地点,随时随地了解文物。
与多媒体数字化展示类似,移动数字化展示也需要考虑不同设备的兼容性问题。
此外,一些文物,比如石刻和壁画等大型文物在移动数字化展示时难以呈现出真实的效果,需要更多的技术支持和调整。
三维数字化技术在文物保护中应用与作用近年来,随着三维数字化技术的发展和普及,文物保护领域也开始广泛应用该技术。
三维数字化技术利用计算机、传感器等工具,将文物创造出来的三维信息数字化,建立出可视化的文物数字模型,从而对文物进行保护、研究和展示。
本文将从文物数字化的定义、文物三维数字化技术的特点及其应用、文物数字化与文物保护、三维数字化黑科技等方面进行阐述。
一、文物数字化的定义文物数字化是通过数字化技术的手段将文物从现实的形态中获取各种属性数据,进而建立一个能被计算机二次加工、分析和表达的三维模型,并为文物保存和利用提供一个可视化的途径。
文物数字化的方法可以分为两种:一种是通过摄影、扫描等方式将文物的表面进行数字化;另一种则是将文物进行扫描、拍照等操作,然后利用计算机软件构建文物的三维模型。
这两种方法最终都会得到一个被数字化的文物模型。
文物三维数字化技术是目前最先进的文物保护技术之一,其最大的特点有以下几个方面:(一)精度高:文物三维数字化技术采用非接触性的数字化方法,能够精确地获取文物表面的各种细节信息,其精度高、误差小。
(二)效率高、时间快:采用三维数字化技术数字化一个文物,不需要花费大量的人力和时间,高效完成文物数字化的工作。
(三)可视化和交互性好:三维数字化技术得到的文物数字模型,可以通过计算机软件进行加工分析,进行互动化处理,方便后续利用及交流。
(四)数据可重复使用:对文物进行数字化是对文物信息的数字化管理,数字化的数据可以根据需要进行修改、更新,保证文物的数据长期保留和存储。
(一)文物复原:将文物数字化后,可以通过计算机软件进行修复,以及加工制作等过程,将文物进行完美复原。
(二)文物保护:文物数字化技术可以通过建立文物数字模型,进行虚拟破坏模拟和分析,提前预判并保护文物的损害和破坏。
(三)博物馆展览:将文物数字模型通过计算机投影、VR动态演示等方式,展示文物历史沿革、文化的发展及文物的价值等。
三维数字化技术在文物保护中的应用文物是我们民族历史的见证,是依托于它们,才能够使我们更好地了解我们自己的文化背景。
文物在数百年的岁月里,承载着人类社会发展的痕迹,成为了我们传承文化、展现文明的重要物证。
但是,由于年代久远、保存不善等原因,许多文物遭到了不同程度的损害。
为了保护文物和传承文化,三维数字化技术进入了文物保护领域,并取得了显著成效。
一、三维数字化技术的基本原理三维数字化技术,是将实体物体转化为数字模型,再通过计算机处理,展示出物体的空间特征、面貌和结构等属性的技术。
它包括激光扫描、光学扫描、摄影扫描等多种技术手段。
激光扫描是使用激光仪器对文物实体进行扫描,将获得的数据转化为数字体模,提供了物体的精确尺寸和形状信息。
光学扫描是运用光学成像技术,对物体测量并分析,输出数字模型。
该技术不仅可以获得精确的尺寸信息,还能检测出文物表面的物种、颜色和光度等信息。
摄影扫描利用多张照片进行拍摄,在适当的软件辅助下,再将照片的数据转化为数字化三维模型。
由于该技术流程相对简单,所以受到了保护文物爱好者的广泛应用。
二、三维数字化技术在文物保护中的应用三维数字化技术在文物保护中的应用,主要有以下四个方面:(一)文物数字化保存三维数字化技术可以将文物数字化保存,具有长期保存、方便管理等优点。
这种方式不仅有利于文物管理者对保存文物的摆放和使用,而且可以方便地进行任何观察、测量和分析,大大提高了文物保存的效率和微精准度。
(二)实物属性分析三维数字化技术可以对文物进行精确的尺寸测量、形态分析、材质检测等操作,保护文物和文化遗产。
(三)灾后伤害调查遇到文物突遭自然灾害等损毁情况时,三维数字化技术可以实现快速调查并及时采取有效措施保护其完整性。
(四)文物家具重现对于保存不完整的文物,三维数字化技术可以通过计算机辅助设计软件,进行补完和重现,如明清家具的重现、封建建筑的重建等。
三、三维数字化技术在文物保护中的局限性尽管三维数字化技术在文物保护中起到了重要的作用,但有时依然会存在一些局限性:(一)数字化过程产生误差数字化过程中出现的误差和噪声会影响相关文物的精确度,还可能会影响算法的准确性,导致结果偏差较大。
文物数字化修复技术的研究和应用随着科技的不断发展,文物数字化修复技术成为了保护文化遗产的重要手段之一。
这项技术利用计算机技术、三维成像技术等方法,可以对受损的文物进行修复和重建,实现文物保存和展示的目的。
本文将从文物数字化修复技术的研究现状、主要应用领域以及未来发展方向三个方面进行探讨。
一、文物数字化修复技术的研究现状1.1 三维扫描技术三维扫描技术是文物数字化修复的基础,它通过激光扫描仪或相机等设备,将文物表面的形态和细节进行高精度的测量和记录。
这种技术可以快速、非接触地获取文物的真实几何形态,为后续的修复工作提供了基础数据。
1.2 三维重建技术三维重建技术是在三维扫描的基础上,通过计算机软件对文物进行模型重建。
它能够将离散的点云数据转化为连续的三维几何模型,进而实现对文物的立体展示和修复。
1.3 图像处理技术图像处理技术在文物数字化修复中起到了重要的作用。
它可以对文物表面进行图像增强和调整,修复或去除一些损坏或残缺的部分,提高文物的可视化效果。
1.4 虚拟现实技术虚拟现实技术可以将文物数字化模型融入到虚拟环境中,实现观众的互动体验。
通过虚拟现实技术,人们可以穿越时空,亲身体验文物的历史和文化背景,增加其教育和展示的效果。
二、文物数字化修复技术的主要应用领域2.1 文物保护与修复文物数字化修复技术可以帮助文物保护工作者更好地理解文物的现状和损伤程度,制定合理的修复方案。
通过数字化修复,可以还原文物本来的状态,并对其进行虚拟修复,以指导实际修复工作。
2.2 文物展览与研究文物数字化修复技术可以让文物展览与研究更加便利和安全。
通过数字化修复,可以实现对文物的虚拟展览,推动文物的研究和学术交流。
2.3 文物保护教育与普及文物数字化修复技术可以将文物纳入教育教学的范畴,通过虚拟现实技术,让学生们身临其境地感受文物文化的魅力。
这也有助于普及文物保护的意识,培养青少年对文物的关注和热爱。
三、文物数字化修复技术的未来发展方向3.1 精度与真实感的提高文物数字化修复技术的精度和真实感仍然是需要不断提升的方面。
古文物三维建模设计及其数字化展示艺术研究随着科技的不断发展,数字化技术在文物保护和展示领域扮演着越来越重要的角色。
古文物作为人类文明的见证,其保护和展示一直是历史学家、考古学家和艺术爱好者们关注的焦点。
而古文物三维建模设计及其数字化展示技术的应用,为古文物的保护和传播提供了全新的途径。
本文将从古文物三维建模设计的技术原理、应用价值以及数字化展示艺术等方面进行探讨和研究。
一、古文物三维建模设计的技术原理古文物三维建模设计,是通过现代数字化技术对古文物进行三维立体造型的技术手段。
它的技术原理主要包括激光扫描、CAD建模和渲染等步骤。
利用激光扫描仪对古文物进行扫描,获取其表面的精准数据点。
然后,通过CAD建模软件对这些数据点进行处理和加工,生成古文物的三维模型。
利用渲染技术对模型进行贴图和光影效果的处理,使其更加栩栩如生。
这样一来,古文物的形态、纹理和细节都能得到较为真实的再现。
古文物三维建模设计的应用价值主要体现在以下几个方面:1. 文物保护:传统的文物展示方式可能会对古文物的材质和结构造成一定程度的损害,而数字化展示不会对文物本身造成任何损害。
数字化技术也能够为文物保护提供更为精准的数据支持。
2. 学术研究:古文物的三维建模设计能够为历史学家、考古学家和艺术研究者提供更为直观、便捷的研究材料,为他们的学术研究提供更多的线索和数据支持。
3. 展示传播:数字化技术能够将古文物以更为生动、直观的方式呈现给观众,为古文物的传播和展示提供新的途径,增强了观众的参与感和互动性。
三、数字化展示艺术的研究数字化展示艺术是指利用数字化技术对古文物进行再现和展示的艺术形式。
它主要包括虚拟展览、数字博物馆、数字影像等多种形式。
数字化展示艺术对古文物进行再现和展示,使得古文物以更为生动、多维的方式呈现给观众。
1. 虚拟展览:通过虚拟现实技术,将古文物的三维模型置于虚拟空间之中,观众可以通过虚拟现实设备亲身体验文物的魅力,这种方式可以让观众获得身临其境的展览体验。
文物三维数字化建模方法探讨
作者:沈晓峰汪清
来源:《电脑知识与技术》2013年第23期
摘要:文物三维数字化建模是目前数字博物馆研究领域的一个热点问题,是计算机图形图像技术在数字博物馆中的重要应用。
本章首先介绍了文物三维数字化建模的必要性,介绍了文物三维数字化的主要方法、三维数字化建模的主要流程等,最后阐述了文物三维数字化建模的重大意义以及对未来的展望。
关键词:文物;三维数字化建模;计算机图形学
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)23-5353-04
随着计算机及网络技术的飞速发展和应用,人类自然文化遗产的保护与利用有了新的方式与方法。
各种多媒体技术手段正逐渐应用到博物馆这一传统领中来。
博物馆的主要功能为征集、研究、教育和展示,但是博物馆文物保护和利用之间存在着矛盾。
从文物保护的观点来看,应该避免可能对文物造成损害的利用;而从文物利用观点来看,无论是研究、传播、教育还是展示,对文物本身都会造成某种损害。
如何解决这种矛盾,已经成为博物馆工作者工作中的难题之一。
然而数字博物馆的出现,将为这一困难提供适合的解决方法[1-2]。
数字博物馆需要以数字形式对可移动和不可移动文物相关信息进行采集、管理,建成基于网络数据库的数字化博物馆体系,可以很好地解决文物与有限的展陈空间、时间的矛盾,进一步开拓博物馆文物保护、传播、教育和展示的新领域。
对于实现数字资源共享、保护珍贵的博物馆文化资源、传播古老的中华文明、加强国内外专家之间的学术交流与合作具有极其重要的意义。
可以发现,在数字化博物馆的建设过程中,一个最重要的组成部分就是文物数字化。
文物的数字化形式丰富,其中包括三维建模、文字录入、拍照、录像与录音等,其中应用三维建模技术重构高分辨率的三维虚拟文物是成功展示文物的重要技术之一[3-4]。
1 三维数字化方法
物体的三维模型是物体的三维多边形表现示,通常由计算机显示器或者其它显示设备进行显示。
显示的物体可以是现实世界的东物体,也可以是虚构的物体,显示的尺寸可大可小。
任何物体都可以用三维模型表示。
三维模型有多种表示形式,如利用长方体等基本体素进行布尔运算来构造复杂三维几何体的体素构造表示形式;用非均匀有理B样条(NURBS)等基于Bernstein基函数的样条曲面表示形式;用二值化的三维数组对模型几何特征进行描述的体素化表示形式等,其中最基本的表
示形式是利用大量多边形或三角形来逼近真实三维物体,这种表示方法最直观、处理效率最高。
现有的三维数字化方法有三大类:
第一类,依靠计算机图像学进行手工建模。
这种方法建模者主观性大,物体大小尺寸无法达到精准无误。
对于文物三维建模来说更是无法满足研究者对于文物高精度的需求。
第二类,基于计算机视觉的三维数字化建模。
这种方法是通过二维图像重建三维物体,该方法需要在拍摄时严格限定相机的基线和镜头,很多情形下,无法满足该条件,并且此方法自主要靠人工干预,不能够满足技术发展的要求。
第三类,使用三维激光扫描仪进行三维扫描建模。
此方法能够精准地获取物体的三维形状,并且随着三维激光扫描仪的不断更新与发展,可以获得物体更加高精度的三维模型,通过高清数码相机的辅助拍摄,通过手动贴图等步骤,可以呈现出逼真的,带有纹理的三维模型[5-6]。
2 文物三维数字化建模处理流程
文物三维数字化建模包括数据采集、模型简化、模型UV 拆分、文物自阴影渲染、文物贴图制作等多个步骤:
第一步是数据采集,获取文物的三维数据以及高清纹理信息。
1)使用三维扫描仪获取:光学三维扫描仪可在无接触的情况下确定文物的几何尺寸、外形,并能满足测量精度控制在允许范围内[7]。
光学三维扫描仪工作原理是使用激光三角测距原理,通过光源孔发射出一束水平的激光束来扫描物体。
该激光线经过旋转平面镜的作用,改变角度,使得激光线发射到物体表面。
物体表面反射激光束,每一条激光线都通过CCD传感器采集成一帧数据。
根据物体表面不同的形状,每条激光线反射回来的信息中所包含表面形状和颜色数据[8]。
2)使用高清照相机获取文物纹理信息,由于拍照有一定的局限性,不能一张照片拍完一件文物的所有角度,因此我们需要进行多个视角的拍摄,保证可以看清楚文物的每一个细节,这样对于制作出一个完美的模型有很大的帮助。
第二步是模型简化。
经过光学三维扫描仪获取的几何模型包含的三角面片数量巨大,可以达到上百万个三角面片,对后期的数据处理、纹理映射等操作造成一定的困难,需要对高精度的模型进行模型经简化,这样不仅可以减少存储空间,还可以提高数据的处理效果。
文物模型的简化要求更严格,文物模型中重要细节部分应该尽量的保留,而且能够很好保持边缘部分的几何特征,模型的整体结构必须与原始模型保持一致。
下图为经过光学三维扫描仪获取的扫描模型,导入后会发现模型面数非常多,有五十多万个三角面片,而且布线杂乱,需要后期进行低模的重新制作。
由于扫描的模型文件面数太多不能直接使用,因此需要在雕塑软件ZBrush里顺着高模结构制作一个中模,保留原有扫描模型上的主要结构、细节、起伏等。
有些模型在结构复杂交错的部分会出现扫描不到的情况,导致模型局部漏面、缺失等现象,因此缺失的区域需要后期手动再去补面。
下图分别是手动拓扑后的低模与中模,可根据制作要求选择不同面数版本的模型。
第三步是模型UV拆分,给模型贴图的基础就是需要有一套模型的UV(U 相当于世界坐标轴的X轴,V 就是Y 轴,还有一个W就是Z轴UV 通常是 UVW坐标轴的简称)用来调整贴图坐标。
将拓扑完的模型导入三维软件MAX或者MAYA内先进行文物的UV拆分。
第四步是文物自阴影渲染:UV分完的模型可以进行一次自身阴影的渲染,最终得出一张Lightmap贴图,此图最终与角色自身贴图叠在一起,会让整个文物更加富有立体感。
从左下图可看出角色贴上Lightmap已经有了角色身上结构相互之间的阴影关系。
第五步是文物贴图制作。
贴图主要以照片映射为主,在Zbrush软件中导入照片,三维模型角度旋转缩放到与照片一致进行精确对位,然后进行映射。
模型与照片角度不对,映射的内容就会缺失,因此需要每个角度每个细节的映射,这也是反映了前期照片拍摄的角度与质量的重要性。
下图是文物贴图完成后的模型图。
4 文物三维数字化的重大意义
在博物馆展示、宣传究领域,文物三维数字化建模后的三维模型可以应用于艺术宣传片、纪录片、文教宣传片、游戏互动、杂志等各种新媒体产品中。
大量的文物三维模型可以建立数字博物馆,通过虚拟漫游的模式展示给参观者,打破了传统陈列展示的方式,通过一种更加新颖的模式来传承中华文化遗产所蕴含的价值。
在博物馆文物保护、研究领域,文物三维数字化建模后的三维模型,在不直接接触文物的情况下,可以全方位,各个角度的去了解文物的细节;文物三维数字化模型为文物保存了一份完整的数据,在文物意外受损时,可以根据这些数据进行修复;考古工作者在发掘文物后,可以利用现有的三维文物模型来对发掘文物进行辅助研究;文物研究者可以通过计算机精确的测量文物模型的内部结构,计算文物的体积、周长等属性信息,弥补了文物信息不全或者有偏差的缺陷。
在博物馆教育领域,文物三维数字化建模后的三维模型可以利用三维打印机制作出不同比例的高质量仿真文物,可以让参观者身临其境的接触文物,感受文物的渊源与历史。
5 结束语
文物三维数字化建模是目前数字博物馆研究领域的一个热点问题,从国内外研究状况来看,目前各项技术还处于初级阶段,我们应该相信,随着新技术的不断完善和发展的,随着文物保护者的不断努力,文物三维数字化进程将会发展的更快、更好。
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