【光学案例】考古文物的数字孪生模型如何获取？

在考古环境中，三维扫描技术应用广泛，如存档、保存、复制和分享（包括实体和虚拟形式）。

文中，通过真实的扫描案例，您将了解到三维光学解决方案如何帮助呈现精确细节、显示文物颜色和纹理的扫描网格。

三维扫描技术在考古环境中应用广泛，如存档、保存、复制和分享（包括实体和虚拟形式）。在所有这些领域中，光学三维扫描解决方案能够呈现出人眼无法直接观察到的细节。通过以下步骤，看看通过添加色彩和纹理，网格能够变得多么精细。

高精度扫描数据是所有考古项目的基础。无论是小物件如石头，还是大型部件如大象的下颚骨，都能通过扫描数据创建出真实的网格模型。此外，利用软件中的扫描数据，还可以实现多个部件的数字组装。

为了直观地展示在考古学中生成彩色和纹理网格的过程，我们扫描了一个猛犸象的小雕像。

步骤1 摄影测量

准备工作是摄影测量的关键。在本例中，我们使用了一个灯箱，以确保良好的照明条件，避免环境干扰。为了操作便捷，我们将物体放在旋转台上，以便从各个角度快速、直观地拍摄照片。为了获得精准且稳定的摄影测量结果，并在后续过程中自动将拍摄的照片映射到网格模型上，我们使用了比例尺和编码参考标记。所有的准备工作确保了照片色彩逼真，没有任何镜头失真。

▲图1：使用数码单反相机进行摄影测量

▲图2：带有灯箱、比例尺和旋转台的摄影测量装置

步骤2 扫描原件

摄影测量成功完成后，需要对物体进行扫描。这里使用的是 GOM Scan 1。它能收集高细节数据，并且其多样化的测量体积设置使得它能够应对不同尺寸的部件扫描需求。此外，GOM Scan 1轻巧紧凑的设计也使其非常适合在移动场景中使用。。

此外，我们还引入了旋转台，以实现半自动化操作，从而简化了整个扫描流程。

在使用旋转台进行扫描前，需要预先设定好旋转步骤（这里我们设定了 8 个步骤）。您还可以选择启用检测软件ZEISS INSPECT中的工作流程助手，它可以指导您完成整个扫描过程。

扫描完成后，接下来是对扫描数据进行多边化处理。通过这一步骤，我们可以将扫描数据转化为精确的网格模型，为后续的精细调整和优化工作奠定基础。

▲图 3：扫描装置

▲图4：旋转台上的扫描过程

步骤3 在软件中最终确定网格

现在，您只差一步就能获得高细节、显示物体的颜色和纹理的网格。在检测软件中，这一目标可以迅速实现。在摄影测量过程中拍摄的照片现在可以帮助实现扫描物品的逼真可视化。只需点击几下按钮，就能将收集到的视觉信息传输到软件中的基础网格中。您将获得一个尽可能忠实于原物的数字孪生部件。

▲图 5：检测软件中的彩色纹理网格