三維掃描儀主要應(yīng)用于記錄文物的形狀、表面紋飾等信息。而需要真實(shí)還原文物色彩的文物，則進(jìn)行近景攝影測(cè)量，多數(shù)情況下需二者結(jié)合應(yīng)用。建立文物三維模型后，用模型處理軟件提取文物紋飾等信息，并采用逆向工程技術(shù)制作出文物缺失部分，可以對(duì)缺失部分進(jìn)行虛擬復(fù)原。通過掃描文物建立三維模型，還能提取銘文信息并制作數(shù)字拓片，更利于保護(hù)文物。

手握“手持式三維掃描儀”，對(duì)著座椅上小朋友伸出的胳膊慢慢移動(dòng)，在不同角度掃描，連線的計(jì)算機(jī)上就會(huì)實(shí)時(shí)顯現(xiàn)出“綠色”的、“藍(lán)色”的胳膊……這是記者近日在陜西歷史博物館文物修復(fù)室里看到的一幕。該館在“文物修復(fù)季特展”第三季推出“孰制匠之——三維技術(shù)在文物保護(hù)中的應(yīng)用”展，向公眾展示如何將文物“搬”到電腦里，再用3D打印機(jī)打印出來。觀眾可以近距離體驗(yàn)文物的三維信息采集、模型處理、3D打印等程序，感受 “科技 ”文物修復(fù)的神奇魅力。

西安火伴藝術(shù)文化科技有限公司總經(jīng)理韓博介紹說：“電腦里顯示的綠色，是正采集的數(shù)據(jù)，藍(lán)色是已經(jīng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，紫色表示已經(jīng)偏離了位置。”現(xiàn)場(chǎng)幾名幸運(yùn)觀眾紛紛上前體驗(yàn)，“手或胳膊懸在空中，要穩(wěn)定住姿勢(shì)，不能晃動(dòng)，”韓博一邊操作一邊介紹，“用這個(gè) ‘手持掃描儀’掃描人手和人臉，要保持一個(gè)距離，人要緩慢地移動(dòng)……”

文保修復(fù)，三維掃描儀顯神奇

記者看到，展示現(xiàn)場(chǎng)除手持式三維掃描儀外，還有結(jié)構(gòu)光和激光式兩種固定式三維掃描儀，一臺(tái)3D打印機(jī)正在工作。這是使用以光敏樹脂為原材料的Objet3D打印機(jī)，層層固化輸出文物模型。手持式掃描儀便于操作，可快速獲取三維模型，但精度低，相較而言固定式掃描儀精度就很高。據(jù)介紹，結(jié)構(gòu)光三維掃描儀適用于金銀器、玉器和佛像等類文物，激光式三維掃描儀適用于陶器、石刻、木器等類文物。

工作臺(tái)上展示著提梁卣和一件青銅器的樹脂模型和復(fù)仿制品，墻上貼有12組羅漢木雕的模型照片，白色的是 “灰模”，彩色的是渲染好的建模?；夷Ｍㄟ^拍照生成照片疊加建立，建模則是通過結(jié)構(gòu)光三維掃描儀掃描后獲取。文物修復(fù)師白璐說，手持式掃描儀和固定式掃描儀建立起來的都是白色的灰模，是不帶色彩的。

工作臺(tái)上，一個(gè)自動(dòng)圓盤在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，上面是一件明代的羅漢木雕，兩架攝像儀正對(duì)著它拍攝。攝像儀可以調(diào)整高度拍攝，也可讓羅漢趴下或躺著拍。

白璐告訴記者，“這是一種建模的過程，自動(dòng)轉(zhuǎn)盤跟攝像儀連在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，攝像儀會(huì)以每秒固定頻率的方式拍照，可收集三四百幅照片，電腦會(huì)將這些照片疊加處理后自動(dòng)生成一個(gè)帶彩色的模型（建模）?！?br />
“這個(gè)通過攝像儀和圖片疊壓方式建的模型，本身帶有原來的色彩，甚至文物表面原有的病害和缺失也不需要進(jìn)行貼圖和渲染。這是更加廣泛應(yīng)用的一種建模方式?！彼f。

關(guān)于如何才能讓那些灰模帶上顏色，白璐介紹：“灰模施彩有兩種方式，一是現(xiàn)有的素材包賦予模型色彩。館里現(xiàn)有紫檀、黃花梨、石材、玉石、金、銀素材包。二是對(duì)精度高的文物，先把文物信息拍攝下來，再把這些照片通過手動(dòng)操作方式，通過貼圖貼在模型上。

但是幾百?gòu)堈掌B加自動(dòng)處理后，還不能直接打印，白璐說：“目前該技術(shù)還需要完善，比如說電腦自動(dòng)處理，某些照不到角的會(huì)有一些缺失，或者說在這個(gè)地方重疊會(huì)有一些問題，就要在電腦里手動(dòng)調(diào)整，然后才能打印完善的模型。”

對(duì)此韓博也告訴記者，掃描一件提梁卣，大概需要3小時(shí)左右，“打印的時(shí)間要看精度，精度很高的可能需要一天時(shí)間。還涉及到材質(zhì)和層厚，層高是一個(gè)關(guān)鍵因素。像提梁卣這么高的東西，它的材料是一層層堆疊起來的，可以分成10000層、5000層去打?！?br />
為文物留下數(shù)字化檔案

傳統(tǒng)的文物檔案很難將文物的細(xì)節(jié)和色彩完整保存下來。為保護(hù)文物，又不能對(duì)文物進(jìn)行接觸性的研究和復(fù)制。與普通的平面掃描或相機(jī)拍照相比，三維掃描儀準(zhǔn)確、快速，并有多角度、精細(xì)化的特點(diǎn)，可以將真實(shí)中物體的三維信息更加完整地采集到計(jì)算機(jī)內(nèi)。韓博說，新技術(shù)讓文物修復(fù)工作如虎添翼，以往修復(fù)師需要花費(fèi)10天時(shí)間建造模型，現(xiàn)在靠三維掃描技術(shù)1天就可完成。

三維掃描技術(shù)、3D打印技術(shù)是文物數(shù)據(jù)采集和修復(fù)的新手段，通過三維數(shù)字化技術(shù)手段，在不對(duì)文物造成損傷和破壞的情況下，能夠?qū)⒉杉降奈奈镄畔⑥D(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型，更準(zhǔn)確、更完整地為文物留下的數(shù)字化檔案，通過快速獲取物體三維幾何數(shù)據(jù)，與逆向工程技術(shù)結(jié)合,完成對(duì)文物的虛擬修復(fù)。

陜西歷史博物館自2011年引入三維掃描與3D打印技術(shù)至今，一直在嘗試從文物實(shí)體修復(fù)到虛擬修復(fù)、從文物實(shí)體翻模到利用模型翻模等工作，致力于將三維掃描技術(shù)與傳統(tǒng)修復(fù)工藝結(jié)合起來。記者獲悉，該館運(yùn)用三維技術(shù)，已對(duì)羅漢、鎏金銅蠶、龍紋空心磚、白瓷杯、青銅簋、提梁卣和明代羅漢木雕塑等文物，進(jìn)行了信息提取、三維打印、虛擬修復(fù)和復(fù)仿制，并獲取了四臂觀音、龍紋空心磚、三足壺、宰獸簋蓋銘文等數(shù)字拓片。

今年以來，陜西歷史博物館開展了“文物保護(hù)修復(fù)季”展覽工作，通過書畫、金屬、陶瓷、雜項(xiàng)4個(gè)單元，向觀眾展示不同類別、不同材質(zhì)文物的修復(fù)過程，把文物保護(hù)的理念、過程展示給觀眾，讓觀眾通過精細(xì)的文物修復(fù)方法和技藝，感受文物保護(hù)修復(fù)的艱辛與匠心，讓文物“活”起來、“動(dòng)”起來、“亮”起來。