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千年的时光碎片如何拼接修复走进三星堆考古背后的杭州科技力量

历史趣闻     2023-8-1     点评:15举报

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近日,三星堆又上新,考古人员在三星堆祭祀区8号坑里,提取出了一座青铜神坛。

这一轮挖掘中,新出土的编号文物有12000多件,接近完整的器物将近2400件。

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金面具残片、青铜大立人、青铜神树……不断上新的三星堆文物,将我们带回了三千年前的古蜀先民的生活。

我们在博物馆里看到的完整文物,出土时,通常以“散装”的形态出现。

在这之后,工作人员需要通过各种文保科技对其进行修复,才能将覆盖千年的时光碎片一一拼接,还原尘封的历史。

一件完整的文物,可能由数万件甚至更多的碎片组成,如果光靠人工来完成拼接修复,可想而知有多难。

杭州未来科技城企业思看科技的3D扫描技术,在三星堆考古挖掘、文物修复工作中一展身手,打开了“新考古模式”。

3D数字技术

让三星堆的千年神树长出更多枝蔓

1986年,三星堆遗址2号祭祀坑出土了8棵青铜神树。目前,三星堆1号、2号神树已经修复完成,近日,思看科技受邀参加了3号神树的虚拟修复工作。

三星堆遗址祭祀坑发掘的大部分文物,都是残破的碎片,而且破口机理没有规律性,加上经过千年的氧化和腐朽,要修复起来,非常困难。

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思看科技怎么对3号神树进行虚拟修复?

用的是手持式激光3D扫描仪。

在实际修复工作开始前,思看科技通过3D数字化技术,对神树进行了模拟修复。这样做,既避免了损伤文物,也为实际修复工作提供了数据支撑。

第一步,数据采集。

如果通过传统的数据采集方式,一般会用测量加拍照的手段,这对拍摄人员和设备的要求很高,而且数据采集不够全面,没法达到很好的修复效果。

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通过思看科技的手持式3D扫描仪,工作人员对神树69件分支分段进行了逐一的数据采集工作,得到了精准的数据。

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第二步,生成模型。

数据采集完成后,要在三维软件中生成模型,将每个分段的枝节按照1:1的比例复制出来,真实还原神树各分支状态。

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第三步,虚拟拼接。

三维模型生成后,要进行虚拟拼接。

在这个过程中,工作人员会参考三星堆文物同时期的类似器型。

虚拟拼接,能够在不损伤文物的情况下,预先复原3号神树的原貌,而且,能模拟出最大程度吻合拼接的修复方案,为后续实际修复工作提供精准数据支撑。

5月15日,3号神树第一次将所有残件完整拼接固定。相较之前展出的神树,修复后的神树长出了更多的枝蔓。

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这个过程总结起来,就是通过思看科技的3D扫描技术,精准地获取文物碎块完整的三维数据,再通过3D虚拟拼接技术模拟还原,一步步再现覆盖于泥沙之下的千年的珍贵文物。

3D数字化技术复原历史场景,也为实际的文物修复与保护工作提供了强劲的数据支撑。

20天,3D重建一只5000公斤的恐龙

2021年10月,中央广播电视总台生物多样性大会COP15特别节目,“远古的呼唤——云南禄丰龙化石科考发掘”,在世界恐龙谷进行了为期7天的直播,思看科技受邀全程参与了云南禄丰恐龙科考数字化采集与修复环节。

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当时,云南禄丰市的村民在做绿化作业时,意外发现了两具因大雨冲刷显露出来的恐龙化石骨架,中科院和当地恐龙化石保护中心紧急启动了抢救性发掘工作,但在挖掘现场,他们遇到了难题:

户外环境因素不稳定,阳光照射强烈;

恐龙化石身长8米,经过上亿年的风化,骨骼结构受损,纹理特征多,数量采集量大;

因为化石的珍贵性和特殊性,不能破坏科考现场恐龙化石的保存形态。思看科技如何解决这些难题?

利用自主研发的三维扫描仪TrackScan的智能光学自动追踪原理,工作人员用不贴点非接触式测量技术,对恐龙化石展开了3D数字扫描工作,精准获取了恐龙化石的纹理肌理特征和三维数据。

通过后期软件进行3D模型重建恐龙结构,推演了2亿年前,禄丰龙的形态演变过程。

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这也是国内第一次对恐龙化石进行3D扫描数字化采集,在此之前,要1:1还原出一具恐龙骨骼,只能依靠技艺高超的艺术家手动模拟塑型。

在这个过程中,需要投入大量的时间和人力成本,还容易散失出土化石的原始形态、表面特征等信息。

当时挖掘出的禄丰龙,身长8米,身高3米,有接近300块大小形态不一的骨骼,总体积近30立方米,总重量达到3000-5000公斤。

面对这样一只庞然大物,从3D扫描到3D打印,仅用了20天的时间。思看科技采集到的数据和重建的模型,为3D打印提供了重要的数据支持。

这是一家什么公司?

万物皆可3D立体测量

3D打印,是将材料一层一层堆积而成,因此也被称为“增材制造技术”,其最早出现于上世纪90年代中期。实现3D打印,要有3D模型,精准获取3D数据,生成3D模型,就是思看科技的核心技术。

2015年,思看科技于落户杭州未来科技城,主要做生产手持式三维视觉测量产品,其自主研发的3D数字化设备,在航空航天、汽车/轨道交通、机械制造、医疗康复等领域,都有广泛的应用。

比如,综合他们的3D扫描技术,国家雪车队的25名运动员戴上了冬奥会参赛专属头盔装备。

结合3D扫描技术,他们还参与完成了国内首例犀鸟3D打印换喙手术。

在每秒202万次的测量速度下,一辆轿车只需要25分钟,就能完成整车车身扫描,建起汽车整体数字三维模型。

如果你愿意把这辆汽车一一拆卸,汽车内部的变速器、转向机、曲面螺纹等,都可以被几十束蓝色交叉激光线“一扫”无余。

对他们来说,无论是狭小的孔洞,还是庞然大物,随时随地,都能进行3D立体测量。

也正因有了数字技术的加持,全民开启了一场三星堆“沉浸式考古体验”,让我们更清晰地看见了风化的历史细节。

内容来源:橙柿互动

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