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考古文物和动物骨骼三维重建的探索(2014年创新课题)

发布时间:2015-03-24文章出处:中国考古网作者:张蕾
  随着考古学研究的不断深入,全方位空间信息的采集和展示显得越来越重要,而三维影像重建技术在其中发挥了重要作用。目前我们中国社会科学院考古研究所科技中心通过使用多视角影像三维重建技术进行考古文物和动物骨骼标本三维重建的探索。
 
  多视角影像三维重建技术是以普通数字相机作为影像获取工具,从不同角度围绕被拍摄物体以最佳成像焦距拍摄多幅数字影像,然后使用多视角三维重建软件根据计算机视觉原理,对获取的全部数字影像进行相互匹配,生成被拍摄物体的表面三维点云,加载影像信息后得到真实的三维模型,实现被拍摄物体三维模型重建的技术。与三维激光扫描仪比较,多视角影像三维重建技术获取被拍摄对象特征点的数目较少,点云与照片纹理可以严格对应,能够自动生成纹理,建模速度快、效果好,并且不需要专业的培训,便于推广。此外多视角影像三维重建技术不仅提高了数据采集和三维重建的灵活性和便捷性,而且能够满足文物考古工作中三维重建的精度要求,因此这项技术在考古中的应用具有很好的发展前景。
 
  为了便于对其进行360°多视角的拍摄,首先是将拍摄对象用透明的鱼线悬挂在拍摄架上,这样可以一次性完成三维影像重建所需的全方位照片获取,在后期三维建模的过程中能够更好的减少拼合图像运算处理的错误,提高三维建模的速度。然后在拍摄架下铺上拍摄反光板,避免拍摄对象正面和底部拍摄光线反差过大,以便减少后期照片的再处理。
铜镜陶范拍摄现场

梅花鹿头骨拍摄现场

拍摄获得的一组照片
 
  使用Agisoft Photoscan三维影像重建软件进行后期处理。Agisoft Photoscan软件基于多视角影像三维重建技术原理,是一款能够将平面影像进行重建,生成高质量的三维点云模型、三维真实模型、高分辨率真实坐标的正射影像图、数字高程模型等的三维模型制作软件。
Agisoft Photoscan软件的设置和工作流程

Agisoft Photoscan软件三维重建过程

Agisoft Photoscan软件梅花鹿头骨三维重建

导出纹理编辑、修改

梅花鹿头骨三维影像

 
马鹿左胫骨三维影像

临淄齐故城铜镜陶范三维影像
临淄齐故城铜镜陶范三维影像
 
  基于数字摄影测量基础上的多视图三维影像重建技术能够进行空中三角测量,也可以通过设定的控制点进行测量,数据更精准全面。在绘制线图方面既可以生产高分辨率真实坐标的正射影像图,也可以利用导出的三维模型图,配合其他绘图软件进行线图的绘制。三维影像重建能够真实再现文物和动物骨骼的原貌,进行360°的观察、研究、展示。随着三维影像重建技术的不断发展,它所提供的一些技术功能和科技成果必将在考古学研究中发挥越来越重要的作用。(作者:科技考古中心 张蕾 )

注:此文系本网首发,如若转载,请征得作者同意。
 
 
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创新项目

考古文物和动物骨骼三维重建的探索(2014年创新课题)

发布时间:2015-03-24

  随着考古学研究的不断深入,全方位空间信息的采集和展示显得越来越重要,而三维影像重建技术在其中发挥了重要作用。目前我们中国社会科学院考古研究所科技中心通过使用多视角影像三维重建技术进行考古文物和动物骨骼标本三维重建的探索。
 
  多视角影像三维重建技术是以普通数字相机作为影像获取工具,从不同角度围绕被拍摄物体以最佳成像焦距拍摄多幅数字影像,然后使用多视角三维重建软件根据计算机视觉原理,对获取的全部数字影像进行相互匹配,生成被拍摄物体的表面三维点云,加载影像信息后得到真实的三维模型,实现被拍摄物体三维模型重建的技术。与三维激光扫描仪比较,多视角影像三维重建技术获取被拍摄对象特征点的数目较少,点云与照片纹理可以严格对应,能够自动生成纹理,建模速度快、效果好,并且不需要专业的培训,便于推广。此外多视角影像三维重建技术不仅提高了数据采集和三维重建的灵活性和便捷性,而且能够满足文物考古工作中三维重建的精度要求,因此这项技术在考古中的应用具有很好的发展前景。
 
  为了便于对其进行360°多视角的拍摄,首先是将拍摄对象用透明的鱼线悬挂在拍摄架上,这样可以一次性完成三维影像重建所需的全方位照片获取,在后期三维建模的过程中能够更好的减少拼合图像运算处理的错误,提高三维建模的速度。然后在拍摄架下铺上拍摄反光板,避免拍摄对象正面和底部拍摄光线反差过大,以便减少后期照片的再处理。
铜镜陶范拍摄现场

梅花鹿头骨拍摄现场

拍摄获得的一组照片
 
  使用Agisoft Photoscan三维影像重建软件进行后期处理。Agisoft Photoscan软件基于多视角影像三维重建技术原理,是一款能够将平面影像进行重建,生成高质量的三维点云模型、三维真实模型、高分辨率真实坐标的正射影像图、数字高程模型等的三维模型制作软件。
Agisoft Photoscan软件的设置和工作流程

Agisoft Photoscan软件三维重建过程

Agisoft Photoscan软件梅花鹿头骨三维重建

导出纹理编辑、修改

梅花鹿头骨三维影像

 
马鹿左胫骨三维影像

临淄齐故城铜镜陶范三维影像
临淄齐故城铜镜陶范三维影像
 
  基于数字摄影测量基础上的多视图三维影像重建技术能够进行空中三角测量,也可以通过设定的控制点进行测量,数据更精准全面。在绘制线图方面既可以生产高分辨率真实坐标的正射影像图,也可以利用导出的三维模型图,配合其他绘图软件进行线图的绘制。三维影像重建能够真实再现文物和动物骨骼的原貌,进行360°的观察、研究、展示。随着三维影像重建技术的不断发展,它所提供的一些技术功能和科技成果必将在考古学研究中发挥越来越重要的作用。(作者:科技考古中心 张蕾 )

注:此文系本网首发,如若转载,请征得作者同意。
 
 

作者:张蕾

文章出处:中国考古网