摘要：扎賚諾爾博物館“數(shù)字化保護利用”項目，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，通過對文物的三維數(shù)字化采集與全景展示，真實而又完整地對文物的形狀、尺寸等進行準確采集和記錄，系統(tǒng)完整地保存文物及其相關(guān)信息，保證采集數(shù)據(jù)的原真性。通過模型優(yōu)化、紋理匹配等技術(shù)手段將文物逼真再現(xiàn)，為文物建立永久完整的三維數(shù)字檔案，并能夠結(jié)合三維模型數(shù)據(jù)，為相關(guān)文物的鑒定、檢測、宣傳展示、現(xiàn)狀調(diào)查、修復方案設(shè)計等具體應用需求提供相應的圖件，為綜合研究與利用、保護修復工作、社會教育、展示游覽等提供精準的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。文章以扎賚諾爾博物館“數(shù)字化保護利用”項目作為案例進行分析和研究，望有所裨益。

關(guān)鍵詞：扎賚諾爾博物館；博物館數(shù)字化；實踐應用

呼倫貝爾市扎賚諾爾博物館（以下簡稱扎賚諾爾博物館）位于呼倫貝爾市扎賚諾爾新區(qū)猛犸公園內(nèi)，占地面積24804平方米，總建筑面積8320.5平方米。扎賚諾爾博物館設(shè)有扎賚諾爾歷史文化、呼倫湖生態(tài)濕地、扎賚諾爾煤炭三個基本陳列展廳，以及臨時展廳和地下模擬礦井，是一座以扎賚諾爾萬年歷史文化、千年草原文明、百年礦山歷程為主題，集科普性、知識性、教育性、休閑娛樂性于一體的綜合性博物館，館內(nèi)共展出珍貴文物及動植物標本近萬件。自2012年12月24日開館以來，其已累計接待國內(nèi)外游客650萬人次，受到社會各界的廣泛好評。如今，它已成為具有地域特色和影響力的文化傳播與交流平臺。

當下，數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)成為博物館高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。筆者以扎賚諾爾博物館“數(shù)字化保護利用”項目作為案例進行分析和研究，望有所裨益。

二、建設(shè)內(nèi)容

整個項目分為六個階段，包括前期準備、方案設(shè)計、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)處理和成果提交，最終完成了45件扎賚諾爾博物館館藏文物的三維掃描采集建模、116件文物高清圖片（圖1—圖8）的采集加工，以及5個虛擬展廳（圖9、圖10）的設(shè)計制作等。

三、項目組織實施流程

四、數(shù)據(jù)采集

（一）測量設(shè)備

對于細節(jié)紋理、雕刻比較精細的文物，采用Artec Eva 3D、Artec SpaceSpider兩款高精度手持掃描儀進行數(shù)字化采集。此外，為了獲取高質(zhì)量的細節(jié)紋理，同時配合使用單反相機采集彩色紋理，從而保證物體表面的精度及紋理的完整性。

（二）三維激光掃描采集流程

1.現(xiàn)場準備：包括現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境清理、準備外業(yè)掃描記錄表、規(guī)劃文物掃描順序等，保證掃描順利有序進行。

2.儀器檢校：包括儀器的安裝和數(shù)據(jù)線的連接，開機后對儀器進行檢校，主要是由于儀器經(jīng)過長途運輸及搬運，精度有可能發(fā)生進一步的變化。

3.開始掃描：使用手持三維掃描儀對文物進行全面掃描，在掃描測量時多次變化視點，多角度、多方位捕捉，保證掃描點云數(shù)據(jù)采集的完整性。

4.對于尖銳、角附近的測量數(shù)據(jù)中的誤差及壞點，通過對原始點云數(shù)據(jù)進行預處理，對壞點部分進行重新掃描，去除遮擋物、補充掃描空洞處點云數(shù)據(jù)等，以保證點云數(shù)據(jù)采集的完整性、準確性。

5.數(shù)據(jù)采集應根據(jù)前期方案要求，設(shè)定掃描分辨率和掃描精度，確定方法參照公式。

6.色彩（紋理）信息采集：配合使用專業(yè)單反相機對文物的紋理細節(jié)進行高清拍攝，由于室內(nèi)光線較暗，需要布置燈光和色彩管理以確保照片的采集質(zhì)量。

（三）高清圖片采集流程

1.攝影架安裝要與文物所在面平行，相機焦平面要與被攝立體面平行。

2.根據(jù)文物形狀的特點和大小，決定采用單張拍攝的方式或多張圖片拼接的采集方式，選取最佳拍攝角度，并按要求對細節(jié)部分進行拍攝。

3.每拍攝一張后需要立即檢查曝光值、清晰度，以及是否有漏拍，檢查無問題后才可以繼續(xù)進行。

4.每天的拍攝工作完成后，必須第一時間使用2塊容量1000G以上的移動硬盤備份原始拍攝素材，統(tǒng)一規(guī)定備份的文件名稱為“時間+地點+藏品名”。

（四）360°全景采集流程

1.拍攝前的準備：實地考察扎賚諾爾博物館展廳陳列的場景等，根據(jù)展廳大小、游覽路線以及展覽內(nèi)容中的歷史文化脈絡(luò)，進行合理的統(tǒng)計，并規(guī)劃、設(shè)計拍攝取點路線，以便全景虛擬展示制作完后能夠清晰地展現(xiàn)出館方想要展示的內(nèi)容。拍攝前期還需與相關(guān)工作人員溝通，獲得全景漫游后期制作過程中需要準備的資料，如講解配音、視頻、圖片、場館介紹、文物藏品介紹等。

2.檢查相機、鏡頭、色卡、三腳架、清潔工具、快裝組件和全景云臺、軌道等裝備是否完好，設(shè)置相機參數(shù)、曝光值，再次檢查用電安全與設(shè)備安全。

3.根據(jù)規(guī)劃的拍攝線路，選取合適的拍攝機位，將展廳場景以及相關(guān)各個分體或重要局部的影像真實、全面、直觀地記錄。

4.儲存和備份：每天拍攝工作完成后，第一時間使用2塊容量1000G以上的移動硬盤備份原始拍攝素材。

五、數(shù)據(jù)加工處理

（一）掃描數(shù)據(jù)處理

1.點云拼接與影像配準：主要是將采集到的點云數(shù)據(jù)進行處理，多站點掃描數(shù)據(jù)的合并，精確配準。通過剪切得到需要的點云數(shù)據(jù)，并制作系列正射投影圖像，或云面片切割等。

2.誤差的提前和修正：提前關(guān)鍵斷面，視覺驗證各站拼接誤差，發(fā)現(xiàn)誤差立即評估嚴重程度，并進行單個站點重新拼接或整體拼接。

3.降噪與抽稀。

4.彩色點云賦值：采集到的數(shù)據(jù)可使用掃描儀同軸相機進行自動彩色賦值，或使用彩色照片進行手工彩色賦值（貼圖）。

5.三維模型建立：使用geomagic逆向工程軟件對已拼接好的點云進行處理、封裝、建模等一系列的操作。

由于精細化掃描獲取的點云數(shù)據(jù)量較大，為此館方設(shè)立三維掃描工作站，建模分塊處理，分塊數(shù)據(jù)無重疊部分可通過接縫處理直接拼接為整體，能夠較快地完成后期數(shù)據(jù)的處理。分塊完成后，對每一塊經(jīng)過點云去噪、減少噪聲、數(shù)據(jù)簡化處理，然后構(gòu)建三角網(wǎng)模型。

（二）高清單片數(shù)據(jù)處理流程

1.采集完畢后利用專業(yè)色彩管理軟件對后期制作機器進行校色，為后期圖像的真實再現(xiàn)提供基礎(chǔ)。

2.對于同一批文物拍攝，相機參數(shù)調(diào)整統(tǒng)一，后期調(diào)整根據(jù)拍攝的色卡來調(diào)整主體色彩，也要保證后期色彩調(diào)整參數(shù)一致。

3.為了保障采集對象后期制作色彩調(diào)校的準確性和統(tǒng)一性，后期工作人員將全部使用同批次、同型號專業(yè)修圖的顯示器。

4.后期剪裁處理時，不同圖片中的同一主體要保證大小一致，且保證主體在最佳位置上。

5.圖像拼接中的形變和圖像邊緣衰減處理，確保完成后的圖像達到后期圖像處理的各項要求。

（三）360°全景數(shù)據(jù)處理流程

后期制作人員將數(shù)據(jù)進行加工處理，按要求對采集的數(shù)據(jù)進行展廳360°全景展示的制作。后期制作要求曝光準確、影調(diào)層次豐富；構(gòu)圖合理、場景錯落有致，合成全景展開圖不少于12000×6000像素，可達200%放大觀看不失真；全景圖拼接完美無錯位瑕疵、重影等，為完整2：1比例全景圖片；無死角、無錯位、無瑕疵，保證觀看時旋轉(zhuǎn)過渡平滑真實自然。此外，按要求對數(shù)據(jù)進行全景漫游、三維建模、VR展示程序制作，可支持PC及移動端、VR設(shè)備訪問，速度加載快，不需要用戶安裝任何插件。

六、項目成果

扎賚諾爾博物館造型獨特，外觀似一塊飽經(jīng)風雨磨礪侵蝕的打制石器，象征著扎賚諾爾悠久的歷史和深厚的文化底蘊，其白色的金屬外表則記錄著扎賚諾爾古老滄桑的草原文明。

扎賚諾爾博物館作為扎賚諾爾區(qū)重要的接待窗口，多年來始終堅持以市民和游客的需求為工作的出發(fā)點和落腳點，講好文物故事，讓文物“活”起來，讓人民群眾享受到更多更好的文物保護成果，吸引更多的人走進博物館，從而成為文化惠民的重要力量。

可以說，扎賚諾爾博物館“數(shù)字化保護利用”項目在文物保護、數(shù)據(jù)研究交流、數(shù)字博物館建設(shè)等方面取得了一系列重要的成果，能夠多渠道推廣和傳播文物資源，實現(xiàn)社會資源共享，達到了文物信息資源共享化服務的工作目標。

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作者簡介：

何佳（1984—），男，漢族，湖南衡陽人。碩士研究生，文博館員，研究方向：博物館陳列展覽設(shè)計、文物宣傳教育、庫房保管、北部邊疆史。