法國巴黎圣母院的一場大火,讓世界為之心碎。如何讓傳世文物保持當下的姿態繼續在歷史長河中前行,使將來的人們仍然能與今天的我們一樣,追思先民創造的燦爛文明?蘇州市文物保護管理所所長徐亦鵬告訴記者,通過三維激光掃描、無人機航拍等現代科技為文物建立數字檔案,能留住文物的“魂”和“形”,讓它在虛擬世界獲得“永生”。此外,數字化成果的應用開發也為大眾零距離接觸文化遺產提供了方便,讓千年文脈綿延傳承。
三維掃描:開拓文物保護新空間
位于古城區西南角的瑞光塔是蘇州的地標建筑之一,與盤門、吳門橋并稱為“盤門三景”,1988年被國務院列為全國重點文物保護單位。該塔始建于三國時期吳國赤烏十年(247年),現存之塔建于北宋,是我國北宋南方磚木混合結構樓閣式塔的代表作,被譽為“蘇州最美寶塔”。
工作人員架設三維激光掃描儀
據徐亦鵬介紹,瑞光塔七級八面,高約53.6米,磚砌塔身基本上是宋代原構,第六層、第七層及塔頂木構架雖為后代重修,但其群柱框架結構在現存古塔中并不多見。第三層為全塔的核心部位,砌有梁枋式塔心基座,抹角及瓜棱倚柱、額枋、壁龕、壸門等處還有“七朱八白”“折枝花”等紅白兩色宋代粉彩壁塑殘跡。1978年發現秘藏珍珠舍利寶幢等一批珍貴文物的暗窟——“天宮”也在該層塔心內。底層塔心的“永定柱”作法,在現存古建筑中尚屬罕見,為研究“宋營造法式”提供了實物依據。
歷經歲月滄桑,瑞光塔分別于1987年、2013年進行了全面整修加固和大規模維修。“在很長一段時間里,文物保護和修復工作的測繪大多采用傳統測量和拍照結合的綜合手段,不僅花費大量的人力物力,而且精度低、效果不理想。我們通過公開招投標找到了蘇州市測繪院,希望借助他們的高科技手段對瑞光塔進行數字化采集,為珍貴的歷史文物建模存檔,為今后的保護、修復工作提供不可或缺的數據支撐。這也開拓了文物保護的新空間。”徐亦鵬說。
三維激光掃描儀在采集三維信息并拍攝高清照片
5月9日上午,在瑞光塔內部,記者看到,第一層塔的佛龕前,工作人員架好的三維激光掃描儀不停地旋轉著“腦袋”,發出一道道綠光,掃過目視可及的每一寸地方,同步采集三維信息并拍攝高清照片。此后,他們又在瑞光塔庭院操控多旋翼無人機對塔身外部進行掃描和拍照?!皩τ谌鸸馑@一高度復雜的大體量古建筑,我們將采用三維激光掃描、無人機航拍、全站儀測控網布設等技術手段,綜合三維實景克隆技術,全方位多角度地實現瑞光塔的全面數字化記錄。尤其是無人機技術的引入,避免了腳手架的搭建,最大限度地減少了對文保建筑的損害?!笔袦y繪院空間信息中心主任呂志才告訴記者,瑞光塔結構非常復雜,僅數據采集就是一個龐大的工程,眼前不到一平方米的佛龕,照片取景就達100余張,三維掃描點云數據超30萬個。“整個瑞光塔的數據采集至少需要3個月,預計會得到60億個點云數據以及上萬張高清照片,后期再經過數字化處理,將得到一比一高保真還原的‘數字塔’。”呂志才說。
數字檔案:把“美麗”永久存進硬盤
“所有我們今天得見的文物都是劫后余生。”徐亦鵬說,拋開其他種種破壞不談,還有一項最終的不可抗力:時間。不僅文物的本體受到威脅,其承載的信息也時時發生變化。記錄保存文物原真數據,就是在與時間賽跑。
三維激光掃描后形成的點云數據圖
早在2014年,在蘇州市財政局大力支持下,市文保所就和市測繪院合作,為有“東方比薩斜塔”之稱的虎丘塔打造全面的數字檔案?!拔覀兘柚?a target="_blank">高精度激光掃描、基于多圖像的三維重建紋理映射等技術,對塔身外表及內部主體、局部磚體塔裙、飛檐、雕花、斗拱等進行了高精度、無死角的三維激光點云數據采集,共采集了有效數據43億個,點位精度達2毫米。同時還拍攝了塔身內部、外部照片上萬張,進行了高分辨率紋理數據采集?!眳沃静耪f,經過后期處理,虎丘塔被“搬進”了電腦,在虛擬世界里得到“永生”。
賦色后的點云數據圖
工作人員操控多旋翼無人機對塔身外部進行掃描和拍照
瑞光塔賦色點云立面圖
虎丘塔賦色點云數據圖
寶帶橋是古代橋梁建筑的杰作,全橋用金山石筑成,長316.8米,有53孔,是中國現存的古代橋梁中最長的一座多孔石橋。2016年,市文保所委托市測繪院對其進行數字化采集。對橋梁水下結構,傳統的圍樁排水測量方法需要兩個多月,在船只如梭的大運河中更是難以實施。工作人員巧妙地將多波束測深系統這一水深測量設備用在這里,僅僅3天,就實現了寶帶橋水下結構的高精度、自動化測量,猶如進行了一次精準的“CT掃描”。這座匯聚古代工匠智慧的大運河水工遺存世界文化遺產,也首次將現狀全貌展現在了世人面前。
寶帶橋賦色點云數據圖
忠王府與世界名園拙政園相鄰,是太平天國忠王李秀成的王府,也是當年太平天國留存下來的最完整的建筑物。忠王府的蘇式彩繪堪稱一絕,精雅秀麗,全國罕見。但隨著歲月的洗禮,部分彩繪已漸失“容顏”,對彩繪進行數字化記錄迫在眉睫。但由于光線等原因,數字化彩繪的色彩始終存在偏差。受市文保所委托,市測繪院工作人員對此進行了多次調研及測試,研發了基于標準色的色彩高保真還原技術,完成了忠王府343方彩繪的高保真、高精細數字化記錄,猶如發絲的纖毫筆觸亦可清晰再現。
忠王府賦色點云數據圖
無梁殿、甲辰巷磚塔、羅漢院正殿遺址、蘇州文廟……5年來,市文保所積極擔起蘇州市不可移動文物數字化保護的重要使命,已為7家全國重點文物保護單位建立了永久性、高精度數字化檔案。這些檔案也成為了文化遺產的一部分,并不會被歲月所磨礪。
傳承文脈:讓你足不出戶走近文物
新技術的光正越來越多地照進古老的文物,使收藏在禁宮里的珍寶、陳列在廣闊大地上的遺產、書寫在古籍里的文字獲得了全新的儲存和傳播方式,讓傳統文化的豐厚給養注入更多人心中,也為大眾零距離接觸文化遺產提供了方便,讓千年文脈綿延傳承。
4月9日,“蘇州市文物保護管理所”微信公眾號上線,同時推出“虎丘塔數字漫游”系統。市民和游客只需手指點一點,就能“登”上不對外開放的虎丘塔,一探塔內奧秘。此外,在虎丘塔旁,市文保所也設立了“塔內乾坤 掃碼探秘”二維碼,掃一掃也可進入“虎丘塔數字漫游”系統。其中,最受關注的“數字登塔”項目共分7層,與虎丘塔一一對應,通過集成多種仿真建模成果,可以實現第一人稱漫游,極大地豐富了觀賞體驗。至5月9日,已有7783人由此“登塔游玩”。
“‘虎丘塔數字漫游’系統是我們在文旅融合的大背景下,以充分保護文物為基礎,對文物遺產開放形式的一次探索和嘗試。5月底,我們還將推出‘蘇州文廟數字漫游’系統。”徐亦鵬說,接下來,市文保所將以這種形式推出更多文物遺產點數字漫游系統,讓大家足不出戶,就可以通過互聯網走近那些曾經不可觸摸的文物。
蘇州是全國首批24個歷史文化名城之一,已有全國重點文物保護單位59處,省市級文物保護單位700多處,其文物保有量及分布密度,在全國排名前列?!懊鎸谰谋Wo形勢,我們將繼續開展珍貴文物數字化建設項目,最終完成覆蓋整個蘇州市的三維數字化文物系統工程,力求再現古代蘇州建筑藝術的輝煌,為后世留下永不磨滅的數字文化遺產檔案?!毙煲帙i說,“希望1000年后的人仍然可以通過我們記錄的圖像、色彩、造型、材質來了解那些曾經生活過的人們,獲知他們的日常生活和心靈世界,讓穿越時間的智慧不斷傳承,歷久彌新。”
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原文標題:三維掃描、無人機航拍 數字化保護讓文化遺產“永生”
文章出處:【微信號:youuav,微信公眾號:無人機網】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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