概要：大英博物館不打算采用傳統(tǒng)攝影測(cè)量法,，而打算采用一種快速靈活的方式為谷歌瑪雅項(xiàng)目捕獲400多件古瑪雅鑄件,，最后他們選擇了Artec Eva這款高分辨率彩色3D掃描儀。
目標(biāo)：二人團(tuán)隊(duì)需在擁擠的倉(cāng)庫(kù)中,，為數(shù)百件大中型瑪雅雕刻件進(jìn)行3D掃描,，并制作成逼真的3D模型，用于遺產(chǎn)保護(hù),、科研和教育領(lǐng)域,。
使用工具：Artec Eva, Artec Studio
16世紀(jì)，西班牙主教Diego de Landa要求他在尤卡坦州的信徒燒毀所有找到的瑪雅書(shū)籍和圖像,，并稱(chēng)之為“惡魔的謊言”,，接下來(lái)幾小時(shí)，幾個(gè)世紀(jì)的瑪雅哲學(xué)和文化被付之一炬,。只有四本瑪雅書(shū)籍幸存下來(lái),。不過(guò)就在幾百英里外，躺著滿是金字塔,、石碑等建筑的廢棄瑪雅城,，上面刻著瑪雅文字，也叫象形文字,。僅在近幾十年,，才有一些學(xué)者開(kāi)始理解瑪雅人在石頭、木材,、骨頭,、玉器、貝殼上費(fèi)力刻下的90%的文字,。這些象形文字訴說(shuō)著出生,、死亡、婚姻、戰(zhàn)爭(zhēng),、占領(lǐng)和統(tǒng)治的故事,。它們是幾百萬(wàn)現(xiàn)代瑪雅人乃至整個(gè)世界的無(wú)價(jià)文化遺產(chǎn)，但每一年,，由于幾百甚至幾千英里外的酸雨侵蝕,，越來(lái)越多的文字變得難以辨認(rèn)。墨西哥國(guó)立自治大學(xué)大氣研究中心生物學(xué)家Pablo Sanchez博士表示,，“石碑和石柱上的雕刻文可能會(huì)在100年內(nèi)消失,。”文化遺產(chǎn)保護(hù)專(zhuān)家一直都在尋找解決方案，但至今未果,。
同時(shí),，大英博物館與谷歌藝術(shù)與文化項(xiàng)目開(kāi)啟項(xiàng)目合作，來(lái)保護(hù)瑪雅人和世界的文化遺產(chǎn),，甚至希望能修復(fù)其中一部分,。為此，他們決定結(jié)合19世紀(jì)探險(xiǎn)家外交官Alfred Maudslay的成果,，采用3D掃描科技來(lái)實(shí)現(xiàn),。這位探險(xiǎn)家?guī)е鵁崆楦邼q的團(tuán)隊(duì)和四噸石膏，橫跨大西洋抵達(dá)瑪雅,。他們使用當(dāng)時(shí)*先進(jìn)的科技,，干片、石膏,、混凝紙漿模具,，以及筆記本，為世人和子孫后代記錄并保護(hù)瑪雅的藝術(shù)建筑,。回到英格蘭后,，所有物品都送到了南肯辛頓博物館（今天的維多利亞和阿爾伯特博物館），在那里,，所有模具都做成了精準(zhǔn)的鑄件,，封存了幾十件最重要的瑪雅石碑，以及象形文字和圖像,，就像1880年代被發(fā)現(xiàn)時(shí)一樣,，還未受到酸雨侵蝕。
談及Maudslay及其團(tuán)隊(duì)所做工作多么復(fù)雜時(shí),，考古學(xué)家,、大英博物館館長(zhǎng)Claudia Zehrt解釋道，“一塊普通的石碑需要600-1000塊石膏板,，才能拼接成最終運(yùn)回英格蘭的模具,。這些都是石碑的“負(fù)壓”模具，在石膏或紙漿中記錄石碑特征?；氐接⒏裉m后，我們現(xiàn)在所看到的“正壓”鑄件就是用這些負(fù)壓模具制作而成,。它們正是原始石碑的精確復(fù)刻,，非常適合進(jìn)行歷史學(xué)研究。”
谷歌瑪雅項(xiàng)目的基本要求就是要制作非常逼真,、能還原真實(shí)歷史的鑄件3D模型,。Zehrt十分了解攝影測(cè)量法，這是考古學(xué)界十分常見(jiàn)的數(shù)字捕獲方式,，但她很快就發(fā)現(xiàn)采用這種方式捕獲Maudslay鑄件困難重重,。她表示，“我們有幾百件體積和質(zhì)量龐大的石膏鑄件,，放在離地面2英寸的架子上,。這些鑄件大小不一，從3 x 3.5英尺到8 x 9英尺不等,，甚至更大,。通常要幾個(gè)人才能搬動(dòng)，還易碎,。間隔距離也不過(guò)11到15英寸,。這些都否定了攝影測(cè)量法，因?yàn)槲覀儧](méi)有足夠的空間可以從各個(gè)角度完成任務(wù),。即便可以,，考慮到前期準(zhǔn)備和后期處理很費(fèi)時(shí)，如果不是Artec Eva,，我們可能要花兩倍的時(shí)間,。”
谷歌提供Artec Eva，這款手持式專(zhuān)業(yè)3D掃描儀專(zhuān)為快速捕獲中型物體設(shè)計(jì),，呈現(xiàn)高分辨率彩色3D效果,，對(duì)Zehrt而言是個(gè)新鮮事物。即便如此,，她還是可以很快上手,。最初，博物館不認(rèn)為Eva可以在如此局促的空間里捕獲鑄件,，但Zehrt沒(méi)有輕易放棄,。“哪怕是最擁擠最尷尬的位置，Eva依然可以正常工作,。有時(shí)我需要把Eva放在單腳架,，或架高，有時(shí)太擠了都不能跪下，只能四肢扭曲,，但Eva還是捕獲了鑄件的各個(gè)表面,，包括就算在理想狀態(tài)下也很難捕獲的鑄件深切面。”
她詳細(xì)解釋了掃描流程,，“每個(gè)鑄件平均花費(fèi)10分鐘,。小鑄件掃描更快，一些大鑄件可能需要20分鐘或者更久,。時(shí)長(zhǎng)也取決于雕刻口的縱深和寬度,，因?yàn)樵缴钤秸瑨呙鑳x就很難捕獲一些難以觸及的部位,。如果鑄件間隔大些,，整個(gè)過(guò)程會(huì)更快更方便。11-15英寸的距離肯定會(huì)讓速度放緩,。如果鑄件可以輕易挪動(dòng),，沒(méi)有任何遮擋，那掃描時(shí)間可以減半,。”
Zehrt繼續(xù)描述了她在Artec Studio中的掃描處理過(guò)程,，“通常我第一步會(huì)使用全局配準(zhǔn)來(lái)對(duì)齊所有鑄件掃描，然后運(yùn)行尖銳融合,，如果偶爾遇到孔洞,，我會(huì)用孔洞修復(fù)功能來(lái)填補(bǔ)。我減少了三角形數(shù)量,，在保證效果的前提下,，使最終導(dǎo)出的紋理3D模型不超過(guò)100 MB。之后以O(shè)BJ文件導(dǎo)出,。從時(shí)間角度來(lái)看,，我只要用10-15分鐘，Artec Studio就能搞定剩下的部分,，我可以解脫去干別的事,。Artec Studio把苦活累活都幫你干了。”
谷歌瑪雅項(xiàng)目的第一階段需要為Quirigua Stela E鑄件（共包含31塊獨(dú)立鑄件,，22英尺高）制作3D模型,，這款鑄件非常精致，栩栩如生,，具有較高的教育意義,，也適合瑪雅專(zhuān)家進(jìn)行細(xì)致的圖像研究。這一步驟能很好地體現(xiàn)Eva 3D掃描和Artec Studio數(shù)據(jù)處理對(duì)Zehrt二人團(tuán)隊(duì)而言是一項(xiàng)快速高效的解決方案,，能為400多件鑄件完成高分辨率的彩色3D捕獲,。
下方視頻中Stela E作為VR對(duì)象,，由瑪雅碑銘研究教授Christophe Helmke進(jìn)行研究，項(xiàng)目效果不言而喻：
Zehrt分享了一些Stela E的細(xì)節(jié)：“我們了解到這塊石碑來(lái)自公元771年,，描繪的是瑪雅Quirigua國(guó)王K?ak? Tiliw Chan Yopaat（Kawak Sky）,，他抓捕并斬首了另一位瑪雅國(guó)王，也是大城市科潘的統(tǒng)治者Waxaklajun Ub’aah K’awiil（Eighteen Rabbit）,，而Kawak Sky正是依靠Eighteen Rabbit在早前登上了王位,。石碑文字中有一把石斧，表示砍頭,，在石碑前部還有身著盛服、頭戴發(fā)飾,、珠寶的國(guó)王（Kawak Sky）在慶祝勝利,。這對(duì)他和他的臣民而言是件大事，因?yàn)檫@表示他們擺脫了科潘的統(tǒng)治,，獲得自由,。而且，這塊石碑很有趣,。原始石碑重達(dá)65噸,，超過(guò)兩層樓高。”
項(xiàng)目第二階段主要是為帕倫克象形文字階梯制作精確的CNC復(fù)制品,，與真品一起展出,。這些階梯可追溯到公元7世紀(jì)，1891年Maudslay用石膏制作鑄件后,，它們受到了嚴(yán)重破壞,。階梯相關(guān)的歷史信息及翻譯可在此查詢(xún)。
階梯鑄件在3D掃描和數(shù)字重建的過(guò)程中遇到了難題,，Zehrt解釋道,，“階梯共有12塊鑄件，每一塊都用Eva掃描,，這一過(guò)程很快很順利,。但由于其中一塊有損壞，導(dǎo)致部分細(xì)節(jié)遺失,，我們需要找到Maudslay有關(guān)這層臺(tái)階的原始圖紙和照片,，進(jìn)行整體重建。最后我們還是做到了,。”
當(dāng)時(shí),，Zehrt找到Artec大使Central Scanning，尋求幫助來(lái)制作階梯3D模型,，因?yàn)楦髋_(tái)階間的連接處需要進(jìn)行無(wú)縫3D架橋,。Central Scanning 專(zhuān)員都是3D掃描和3D數(shù)據(jù)處理專(zhuān)家,，在一天后，他們就在Artec Studio 14中數(shù)字整合了掃描,，最終完成了可進(jìn)行數(shù)控加工的一套3D模型,，為方便運(yùn)輸，分為6塊板,。
階梯3D模型隨后被送往英格蘭林肯郡的Pangolin Editions,，使用Ancaster石灰?guī)r進(jìn)行數(shù)控加工。這款中侏羅紀(jì)鮞粒巖狀的石灰?guī)r與瑪雅人使用的材料非常接近,。Pangolin Editions是英格蘭格洛斯特以雕塑見(jiàn)長(zhǎng)的鑄造廠,。他們特別選用了和真品略有差異的顏色，Zehrt表示,，“遺跡保護(hù)人員希望大家能看出這是件復(fù)制品,。人們可以走近甚至觸摸它，用手指感受象形文字,，親自體驗(yàn)這塊文化瑰寶,。”
數(shù)控加工后，階梯就被送往帕倫克,，與真品一同展出,。
未來(lái)，這些鑄件的3D模型還將有可能成為全球瑪雅文化專(zhuān)家和學(xué)者研究的對(duì)象,，也可能應(yīng)用于教育領(lǐng)域,，比如為教室和博物館提供“虛擬實(shí)地考察”。
用Claudia Zehrt的話來(lái)說(shuō),，“3D掃描儀為全球無(wú)價(jià)文化遺產(chǎn)制作精美模型能有多大潛力,，我們現(xiàn)在只見(jiàn)到了冰山一角?？蒲蟹矫?，3D掃描展現(xiàn)了自身優(yōu)勢(shì)，制作VR展品也提供了諸多可能,，除此之外,，還有很多重要意義。我們利用科技將這些財(cái)富還給大家,，交還給那些創(chuàng)造了這筆財(cái)富的文化群體,。如今，我們使用Artec Eva這樣的手持式3D掃描儀,，可以分分鐘完成博物館任何一件展品的數(shù)字捕獲,，哪怕在考古現(xiàn)場(chǎng)也沒(méi)問(wèn)題。”
Zehrt繼續(xù)解釋道,，“Artec Studio中再花一點(diǎn)時(shí)間,，把掃描加工成3D模型,，就能發(fā)送到3D打印機(jī)，或者就像帕倫克象形文字階梯一樣,，用石灰?guī)r或其他天然材料,、木材、石材等進(jìn)行數(shù)控加工,。也就是說(shuō),，全球博物館都有能力為展品制作逼真的復(fù)制品，讓游客們觸摸觀察,。這是之前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,。”
通過(guò)谷歌藝術(shù)與文化，大英博物館在此公布了Maudslay的整套照片,、日志,、圖紙和鑄件的3D掃描。
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