【摘要】：在對(duì)于文物的考古發(fā)現(xiàn)中，具體準(zhǔn)確的測(cè)量繪圖和具體形容非常關(guān)鍵。和以前人們所運(yùn)用的測(cè)量的方法相比較，三維激光擅長(zhǎng)于速度快、錯(cuò)誤率低、不觸碰文物，所以在考古過(guò)程中大量采用，并發(fā)揮它的作用。在本篇文章中，對(duì)三維激光的概念和機(jī)理做出了解釋，還評(píng)價(jià)和分析了近段時(shí)間它如何在實(shí)際工作中的運(yùn)用狀況。

【關(guān)鍵詞】： 三維激光；文物發(fā)掘； 考古

考古文物反映了曾經(jīng)人們的生活方式，代表了古時(shí)候人們科技進(jìn)步的狀況，是一面考察古代歷史的鏡子。然而，時(shí)間的磨煉和大自然天氣等各方面原因，再加之蓄意破壞，文物的完整性遭到了破壞，所以努力實(shí)現(xiàn)文物完好無(wú)損是考古發(fā)掘的目標(biāo)。在規(guī)模較大的一些考古現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)用以前古老的測(cè)量方法會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間和人力，速度非常慢，效率低，正確率較低，還無(wú)法收集到所有有價(jià)值的數(shù)據(jù)。在測(cè)量科技不斷進(jìn)步的過(guò)程中，在上世紀(jì)90年前后研發(fā)的三維激光進(jìn)行掃描的方法，因?yàn)樗俣瓤?、錯(cuò)誤率低、不觸碰文物，所以在文物考察工作中非?？斓剡M(jìn)行了普及，目前很多考古現(xiàn)場(chǎng)都采用了此種方法。

一、三維激光掃描技術(shù)

現(xiàn)在，脈沖和相位這兩種是三維激光掃描運(yùn)用比較多的測(cè)距原理理論。首先，脈沖進(jìn)行的測(cè)距方法基于脈沖進(jìn)行飛行的時(shí)長(zhǎng)得出測(cè)量地點(diǎn)到設(shè)備的長(zhǎng)度，最終得出測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。另一種方法是相位測(cè)量，原理是在發(fā)射過(guò)程中力求波長(zhǎng)是連續(xù)不斷且為整數(shù)，最終通過(guò)前后者之間的相位上的差值得出最終所需要的數(shù)據(jù)。根據(jù)這種方法，設(shè)備進(jìn)行文物表層所有點(diǎn)的大量掃描，最終得到位置坐標(biāo)的匯總，即點(diǎn)云。最后運(yùn)用相關(guān)的軟件設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)大匯總，對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行處理，得出文物由三維坐標(biāo)建立的模型。

對(duì)于坐標(biāo)數(shù)據(jù)的大量轉(zhuǎn)換工作，是非常關(guān)鍵的，有拼接這些數(shù)據(jù)、去、平整工作、立體建模、壓縮原理、反射其紋理等。第一步，因?yàn)楸粶y(cè)量的這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)所采用的坐標(biāo)軸都是有差異的，所以要轉(zhuǎn)換到相同的標(biāo)準(zhǔn)里，最后把不同的模塊進(jìn)行統(tǒng)一，有機(jī)拼接，最后得出這個(gè)文物的整體信息。第二步，基于設(shè)備的局限性，點(diǎn)云中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)有很多無(wú)關(guān)緊要的內(nèi)容和一些干擾性的東西，在這個(gè)過(guò)程中，所需要做的就是快速剔除掉這些無(wú)用和無(wú)意義的干擾性數(shù)據(jù)體，目的是讓文物的測(cè)量準(zhǔn)確率更高。而且，本著數(shù)據(jù)收集速度快、減少空間浪費(fèi)和干擾的目的，同時(shí)也要使文物重新構(gòu)建更加準(zhǔn)確，要得到更高的鏡像，要采取壓縮轉(zhuǎn)換的工作，在紋理的清晰反射下，一步步去除不相關(guān)和不準(zhǔn)確的內(nèi)容，最終得出文物更加準(zhǔn)確的狀態(tài)。

二、三維激光掃描在文物考古工作中的應(yīng)用

三維模型的優(yōu)點(diǎn)主要是立體感強(qiáng)，能夠真實(shí)反映出文物原本的立體感和體積的真實(shí)反應(yīng)，這是在平面構(gòu)圖中無(wú)法真實(shí)立體感受到的。而且，有些形狀不標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的文物如若采用三維模型會(huì)更加準(zhǔn)確。在這項(xiàng)技術(shù)不斷進(jìn)步的過(guò)程中，三維模型不只是信息的一種載體，它承載了這些歷史文化信息，并為考古學(xué)的發(fā)展提供了后盾，技術(shù)十分先進(jìn)，而且應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。

2.1在壁畫巖畫文物中的應(yīng)用

自然環(huán)境的各種腐蝕，讓壁畫等類型文物極易受到損傷，出現(xiàn)各種掉落、裂開等。在壁畫的表面，如果它的原始內(nèi)容保存的十分完整，而且還原度高的話，就會(huì)非常有利于研究。在很早時(shí)候，是采用手工的繪畫，而且容易受到繪畫人員自己繪畫功底和他們的歷史理解性的誤判，這些會(huì)導(dǎo)致很多問(wèn)題。但是，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)進(jìn)行拼接雖然有所改善，但是還是平面繪圖，有很大局限性，所以現(xiàn)在運(yùn)用三維掃描進(jìn)行還原現(xiàn)狀。

2.2在古建筑文物中的應(yīng)用

古代建筑由于歷史久遠(yuǎn)，受到的傷害也是比較多的，但是里面的布局、幾何的運(yùn)用以及空間的規(guī)劃都是非常有價(jià)值的考察，能夠?qū)ΜF(xiàn)代建筑的規(guī)劃給出一些幫助。對(duì)這些建筑的考察首先就必須進(jìn)行測(cè)繪，這是因?yàn)樗哂蟹浅Ｖ匾淖饔?。在以前，由于技術(shù)以及建筑物的各個(gè)方面的限制，我們只能得到大概的平面圖形，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足研究人員的研究條件，就必須對(duì)其進(jìn)行深層次的考察工作，但是又不能得到很好的效果。通過(guò)使用三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人工接觸和不受時(shí)間和空間的限制，能夠更好的實(shí)現(xiàn)古建筑的測(cè)繪，并匯成三維圖形，更方便的幫助研究人員。由于這項(xiàng)技術(shù)的極大好處，所以現(xiàn)在不管是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)對(duì)古建筑的研究都開始使用三維激光掃描技術(shù)。

2.3在館藏文物中的應(yīng)用

在現(xiàn)今的社會(huì)發(fā)展中，很多博物館已不再是原來(lái)的只是簡(jiǎn)單的陳放，而是采用了更多的現(xiàn)代技術(shù)，能夠更好的展現(xiàn)出原來(lái)的面貌，讓參觀者有更好的體驗(yàn)。但是，博物館的首要工作是維護(hù)這些古代歷史文件，不能使其受到破壞。所以，通過(guò)使用三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)ξ募M(jìn)行掃描，防止人工接觸的二次危害。并且，也可以把全國(guó)各個(gè)地區(qū)的文件進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤、建檔，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)受到破壞的歷史文物，對(duì)其更好的維護(hù)，進(jìn)而更好的幫助研究人員的研究工作。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)三維激光掃描技術(shù)已經(jīng)在很多地方運(yùn)用，其中特別是在文物的保護(hù)和對(duì)古代歷史的考察方面上用的最多。通過(guò)三維激光技術(shù)，考古專家可以很方便的分辨出文物的歷史年代，并給其時(shí)間上的定義，使其快速的記錄在全國(guó)文物檔案中。因此，三維激光技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越受到這些工作的歡迎，通過(guò)使用這項(xiàng)技術(shù)可以更好的對(duì)我國(guó)古代歷史的考察，分析出我國(guó)古代的進(jìn)化歷，在使用這項(xiàng)技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合其他的考古手段，能夠發(fā)揮出更大的優(yōu)勢(shì)。

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作者簡(jiǎn)介：劉昊（1987-），男，漢族，籍貫：江蘇鹽城，學(xué)歷：本科，職務(wù)：助理館員，單位：鹽城中國(guó)海鹽博物館，研究方向：考古。