三维技术如何为不可移动文物保护赋能？

       文物承载灿烂文明，传承历史文化，维系民族精神，是老祖宗留给我们的宝贵遗产。最好的文化遗产保护，不仅要落实安全管理责任，更要从文化遗产的收藏、研究、展示、修复、保管等多方面蓄力。然而，在文物保护和传播方面正面临着诸多挑战。其中包括自然对其不可逆的损害问题、展示运输过程中的安全问题、研究和修缮时缺失补全等问题。文物古迹的唯一性和不能再生性，决定了它的特殊价值。随着科技的不断进步，三维扫描建模的技术在文博方面的应用也更为多维和广泛。

        永城芒砀山汉墓的数字化项目是中央美术学院与永城市旅游发展集团有限公司的合作典范，在传统文物数字化的基础上，运用三维扫描和重建技术重现汉墓的结构和内部情况。

       国家5A级景区永城芒砀山汉墓中出土的四神云气图、金缕玉衣、鎏金车马器、骑兵俑、精美玉器等众多文物，实属稀世珍品，艺术瑰宝，具有较高的历史、艺术、科研价值。其中的梁孝王王后陵以其庞大的规模及非凡的价值被誉为“天下石室第一陵”。

三维图像法是文物重建的主流 

       目前，文物三维重建的方式包括图像法、激光法以及光栅法。虽然激光法和光栅法的运算量更低，并能更快的获取物体轮廓信息；但由于其缺乏包括色彩在内的关键文物信息，激光和光栅更适用于文物科研而非公众展示、教育以及多媒体宣传。与其相比，三维图像法更能全面的囊括文物的物理和化学信息。三维图像法可对多种类的文物进行采集，并建立三维模型以供文物保护团队进行使用和文物储存。三维图像法是通过为文物拍摄多角度的二维的图像，并通过计算机自动进行计算和匹配，从而得出物体的三维几何信息和深度信息，并建立三维模型。

突破重重难关落实三维扫描数字化方案 

       针对汉墓群的数字化采集，工作机构面临着重重困难。墓室环境潮湿以及其内部空间结构复杂都为建立可行的采集方案带来挑战。雨季致使汉墓石墙因温差渗水，湿润的墙壁导致光线出现不均匀以及折射的情况。采集团队选择了两款密封无放射性的图像采集设备，并配备专业的文物照明灯保证室内光线符合最佳采集条件。

       为了提供足够的光源创造良好的数据采集环境，扫描团队选择使用根据环境定制的50W功率1.3米条形文物照明灯作为主要灯具提供采集光源进行数字化采集，并辅以配套的20W功率手持式充电灯具进行采集作业。在进行防水处理后，通过将一组或者多组灯具呈条形分布在采集环境内，确保光线即使在最狭窄的地段也能均匀分布，有效提高在隧道等采集环境的采集效率和质量。

       此外，针对大小不一的各类耳室，工作人员也采取对应的空间采集设备进行数据采集。

 三维模型精确展现汉墓内况

       基于图像采集法数据可叠加的特性，因此通过HDR高保真图像生成的彩色三维点云能更加的呈现墓葬的数据。凭借先进的后期处理算法技术，可生成高品质、高动态、可测量的全景图像和彩色点云数据，逼真再现汉墓群的三维实景。

       通过采用三维影像视觉化技术，工作人员在短短一周时间内完成了1600平方米的梁孝王王后陵的高精度数字化采集。有别于传统墓室考古测绘的手工绘图，照片以及拓片的记录形式，三维图像扫描技术数据量更大，速度更快，效率更高。运用该技术采集的高精度的三维空间数据和真彩色的纹理信息，可以更加客观地反应出不可移动文物的真实现状。

       本次项目采集数据量庞大，产生大量复杂繁多的二维、三维、多媒体等数据成果，包括获取高精度图像和完整的三维点云、网格模型、纹理映射，以及可测量的球幕数据、漫游球幕数据、以及可用于光源渲染的高动态影像数据。

三维数字化实现文物遗址“物址合一”

       在采集墓葬群同时，永城市旅游发展集团有限公司专赴河南博物院针对馆藏的《四神云气图》进行三维图像扫描法完成了其数字化采集，成品真实还原其复杂精致的纹理色彩，为“物址合一”提供技术条件。在数字化采集之前，因条件所限无法做到文物原地保管展示，如今可以通过数字展示达到“物址合一”，从而更全面地展示汉墓群的文化价值和考古成果。针对不同地区的文物数据可以互相交换，无论是展示或研究，都如同实物一般，具有极大的价值。

       其三维数字化成果不仅让管理者以及人民大众对永城芒砀山景区有更全面的管理和展示，还可以为模拟修复、文物复制、文创产品提供数据支持，避免在研究当中反复观看对文物估计造成的不可抗力的损害，而且可以资源共享，把数据分享出去有助于我国考古研究工作的发展，更好地弘扬永城芒砀山景区文物古迹的的文化属性、历史属性、民族属性，更强的为数字文旅助力。