三維激光掃描技術(shù)在佛像保護(hù)中的應(yīng)用

徐洪峰　張瑜楠　李海全

摘要：古代的寺廟擺有很多佛像，但是隨著時(shí)間的推移，佛像受到自然界的侵蝕而有或多或少的損壞，一般測(cè)量工具根本不能對(duì)佛像進(jìn)行完整精確的測(cè)量，以至不能及時(shí)對(duì)佛像損壞進(jìn)行修復(fù)。三維激光掃描技術(shù)高精度的測(cè)距系統(tǒng)和測(cè)角系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，尤其是三維激光掃描技術(shù)的數(shù)字化文物框架幾何數(shù)據(jù)對(duì)佛像的保護(hù)起到了至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)；佛像保護(hù)；測(cè)距系統(tǒng)；測(cè)角系統(tǒng)；數(shù)字化文物框架

中圖分類(lèi)號(hào)：P225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）30-0037-02

每一個(gè)國(guó)家留下來(lái)的文物都是其歷史的見(jiàn)證，中國(guó)作為一個(gè)文化古國(guó)，佛像也成為中國(guó)歷史文物中的象征之一。中國(guó)人的智慧是不可估量的，雖然古代沒(méi)有精準(zhǔn)的機(jī)械，但是我們的祖先憑借他們的智慧，建造出來(lái)的佛像都獨(dú)一無(wú)二，讓很多專(zhuān)家也都佩服不已。那些佛像都是我們最寶貴的資源，但隨著時(shí)間的推移，佛像可能會(huì)受到空氣中一些物質(zhì)的腐蝕而有一些損失，所以對(duì)佛像的數(shù)據(jù)保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的數(shù)據(jù)保存就成了一個(gè)很大的問(wèn)題，普通的測(cè)量?jī)x器根本不能準(zhǔn)確地對(duì)佛像的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，而導(dǎo)致很多佛像的數(shù)據(jù)丟失。而三維激光掃描技術(shù)卻能夠很準(zhǔn)確地完成一些復(fù)雜構(gòu)造的測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)勢(shì)也已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，當(dāng)然在佛像的保護(hù)上它也發(fā)揮著很大的作用。

1 佛像保護(hù)中出現(xiàn)的問(wèn)題

佛像在中國(guó)人心中是神的象征，佛像大多慈祥、優(yōu)美而又不失莊嚴(yán)。佛祖救苦救難也受到了大眾的尊崇，是人們心靈的寄托，幾千年的文化延續(xù)，佛像也是中國(guó)古代文物的象征之一，但是現(xiàn)在佛像的保護(hù)卻出現(xiàn)了很多問(wèn)題。

1.1 佛像丟失

在八國(guó)聯(lián)軍火燒圓明園時(shí)搶奪了大量的中國(guó)文物，其中就有很多中國(guó)佛像，那時(shí)候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、時(shí)間、金錢(qián)，是我國(guó)最寶貴的資源。佛像是我國(guó)祖先的智慧，佛像的丟失就相當(dāng)于我們損失了一筆很大的財(cái)富，甚至連佛像的數(shù)據(jù)都沒(méi)有

留下。

1.2 外物侵蝕，環(huán)境影響

我國(guó)作為文化大國(guó)，但因?yàn)樽匀滑F(xiàn)象，如風(fēng)沙的侵蝕、雨水的日月侵蝕，隨著時(shí)間的推移，因?yàn)楸Ｗo(hù)措施不夠，可能佛像周?chē)沫h(huán)境清潔措施沒(méi)有做好，空氣中會(huì)有很多的物質(zhì)，日積月累侵蝕佛像?，F(xiàn)在很多的佛像也都不是放在博物館保存的，而是放在一些寺廟里接受供奉，可能會(huì)有一些人為的失誤，會(huì)對(duì)佛像造成

損壞。

1.3 金錢(qián)交易

由于很多佛像都已經(jīng)丟失，現(xiàn)在我國(guó)僅存的佛像就顯得更為寶貴了，我國(guó)對(duì)于遺失的佛像都是以高價(jià)回收，也有很多佛像愛(ài)好者也是高價(jià)收集佛像。高額的價(jià)錢(qián)就讓很多人利欲熏心，為了錢(qián)財(cái)而去偷盜佛像，導(dǎo)致大量的佛像丟失，佛像的數(shù)據(jù)也沒(méi)能保存。

1.4 普通測(cè)量技術(shù)不能保存佛像的數(shù)據(jù)

我國(guó)比較精致的佛像在做工上都是現(xiàn)代機(jī)械所不能比的，精巧的做工使普通的測(cè)量?jī)x器測(cè)量時(shí)不易測(cè)量，而且會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，以致保存的很多關(guān)于佛像的數(shù)據(jù)都是有偏差的。

2 三維激光掃描技術(shù)簡(jiǎn)述

三維激光掃描技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，不同于普通的測(cè)量?jī)x器，三維激光掃描技術(shù)對(duì)文物的測(cè)量是通過(guò)高速激光進(jìn)行掃描式的測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量。三維激光掃描技術(shù)能夠快速、精準(zhǔn)地測(cè)量出佛像表面的三維信息。三維激光掃描技術(shù)能夠永久地保存佛像的信息，對(duì)損壞佛像的數(shù)據(jù)修復(fù)和保護(hù)都有很重要的作用。

2.1 三維激光掃描技術(shù)的掃描原理

三維激光掃描技術(shù)是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)，首次將光機(jī)電和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起。三維激光掃描技術(shù)能夠精準(zhǔn)地測(cè)量物體的三維數(shù)據(jù)，三維激光掃描技術(shù)也因其高度精準(zhǔn)的測(cè)角系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用于很多領(lǐng)域。圖1為三維激光掃描技術(shù)的測(cè)量原理。主要是根據(jù)所測(cè)點(diǎn)與激光發(fā)射點(diǎn)的距離，激光光束與水平X軸的夾角，光束與垂直坐標(biāo)的夾角的互余角，解算目標(biāo)點(diǎn)P的三維坐標(biāo)（X、Y、Z）。

2.2 三維激光掃描技術(shù)的掃描的主要優(yōu)勢(shì)

與之前的傳統(tǒng)測(cè)量方式不同，三維激光掃描技術(shù)的測(cè)量告別了單側(cè)點(diǎn)的測(cè)量方式，三維激光掃描技術(shù)主要運(yùn)用了激光的優(yōu)勢(shì)，能快速精準(zhǔn)地獲取被測(cè)物體表面的三維數(shù)據(jù)，直接生成被測(cè)物體的高密度三維點(diǎn)云。相對(duì)于普通的皮尺測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)測(cè)量有以下的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于以往的人工作業(yè)，且不論所用儀器是否精準(zhǔn)，總會(huì)讓測(cè)量出現(xiàn)一些誤差，而三維激光掃描技術(shù)則完全是機(jī)械作業(yè)，在有很大的工作量的時(shí)候，三維激光掃描技術(shù)也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三維激光掃描技術(shù)測(cè)量文物數(shù)據(jù)，并不會(huì)實(shí)際接觸文物，也就減少了因?yàn)榻佑|而意外給文物造成的損失，三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行全方位360°無(wú)死角的測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)非常全面，非常適合外形不規(guī)則的文物的測(cè)量。

2.3 三維激光掃描的工作流程

三維激光掃描的工作一般分為三步：首先對(duì)測(cè)量物體進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，確定激光掃描機(jī)的擺設(shè)位置；其次是對(duì)佛像進(jìn)行不同角度的掃描攝影；最后就要對(duì)掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。三維激光技術(shù)雖然高超，但是對(duì)掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理也是一項(xiàng)巨大而重要的工作，此項(xiàng)工作對(duì)技術(shù)人員的要求也是很高的。

3 三維激光掃描技術(shù)在佛像保護(hù)中的主要應(yīng)用

3.1 對(duì)佛像三維信息的保存

佛像是我國(guó)的古代象征之一，對(duì)佛像的信息保存是一項(xiàng)非常重要的事情，也是國(guó)際上對(duì)文物保存的一項(xiàng)基本事項(xiàng)。但是一般的測(cè)量工作，由于人為和外界的一些因素，導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)有一定的偏差，對(duì)于佛像的保存，因?yàn)樾畔⒈Ａ舻牟煌暾⒉痪_，就無(wú)法精準(zhǔn)地對(duì)佛像所受到的病害進(jìn)行調(diào)查，不能及時(shí)準(zhǔn)確地修復(fù)和保護(hù)佛像。而三維激光掃描技術(shù)則可以很準(zhǔn)確全面地對(duì)佛像的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，保存準(zhǔn)確的佛像信息，及時(shí)地對(duì)佛像的病害進(jìn)行防護(hù)和治療。

3.2 對(duì)佛像虛擬修復(fù)

三維激光掃描技術(shù)測(cè)量出來(lái)的佛像信息能夠?yàn)槠茡p佛像進(jìn)行修復(fù)，現(xiàn)在很多的佛像都因?yàn)橐恍┰蛟獾搅似茡p，而經(jīng)過(guò)佛像修復(fù)師的修復(fù)就能夠?qū)Ψ鹣襁M(jìn)行

修復(fù)。

3.3 監(jiān)測(cè)

佛像的監(jiān)測(cè)是對(duì)佛像一項(xiàng)最基本的保護(hù)。一方面監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)佛像是否因?yàn)橥馕锏那趾Χ艿狡茡p，定期地對(duì)佛像進(jìn)行三維激光掃描就能發(fā)現(xiàn)佛像是否出現(xiàn)了損壞，能及時(shí)對(duì)佛像進(jìn)行修復(fù)；另一方面通過(guò)三維激光掃描后能夠?qū)Ψ鹣襁M(jìn)行跟蹤保護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

三維激光掃描技術(shù)因其高度精準(zhǔn)的測(cè)角系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用于很多領(lǐng)域，在佛像預(yù)防保護(hù)和損壞修復(fù)工作上都起到了很重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳育華，王金華，侯妙樂(lè)，張玉敏.三維激光掃描技術(shù)在巖土文物保護(hù)中的應(yīng)用[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2011，（4）.

[2] 蔡廣杰.三維激光掃描技術(shù)在西藏壁畫(huà)保護(hù)中的應(yīng)用[D].首都師范大學(xué)，2009.

[3] 房延偉.三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2013.

[4] 劉旭春，丁延輝.三維激光掃描技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪工程，2006，15（1）.

作者簡(jiǎn)介：徐洪峰，男，供職于山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院，中級(jí)工程師；張瑜楠（1979-），女，山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院講師，碩士；李海全（1976-），男，山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院講師，工程師，碩士。endprint

摘要：古代的寺廟擺有很多佛像，但是隨著時(shí)間的推移，佛像受到自然界的侵蝕而有或多或少的損壞，一般測(cè)量工具根本不能對(duì)佛像進(jìn)行完整精確的測(cè)量，以至不能及時(shí)對(duì)佛像損壞進(jìn)行修復(fù)。三維激光掃描技術(shù)高精度的測(cè)距系統(tǒng)和測(cè)角系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，尤其是三維激光掃描技術(shù)的數(shù)字化文物框架幾何數(shù)據(jù)對(duì)佛像的保護(hù)起到了至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)；佛像保護(hù)；測(cè)距系統(tǒng)；測(cè)角系統(tǒng)；數(shù)字化文物框架

中圖分類(lèi)號(hào)：P225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）30-0037-02

每一個(gè)國(guó)家留下來(lái)的文物都是其歷史的見(jiàn)證，中國(guó)作為一個(gè)文化古國(guó)，佛像也成為中國(guó)歷史文物中的象征之一。中國(guó)人的智慧是不可估量的，雖然古代沒(méi)有精準(zhǔn)的機(jī)械，但是我們的祖先憑借他們的智慧，建造出來(lái)的佛像都獨(dú)一無(wú)二，讓很多專(zhuān)家也都佩服不已。那些佛像都是我們最寶貴的資源，但隨著時(shí)間的推移，佛像可能會(huì)受到空氣中一些物質(zhì)的腐蝕而有一些損失，所以對(duì)佛像的數(shù)據(jù)保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的數(shù)據(jù)保存就成了一個(gè)很大的問(wèn)題，普通的測(cè)量?jī)x器根本不能準(zhǔn)確地對(duì)佛像的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，而導(dǎo)致很多佛像的數(shù)據(jù)丟失。而三維激光掃描技術(shù)卻能夠很準(zhǔn)確地完成一些復(fù)雜構(gòu)造的測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)勢(shì)也已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，當(dāng)然在佛像的保護(hù)上它也發(fā)揮著很大的作用。

1 佛像保護(hù)中出現(xiàn)的問(wèn)題

佛像在中國(guó)人心中是神的象征，佛像大多慈祥、優(yōu)美而又不失莊嚴(yán)。佛祖救苦救難也受到了大眾的尊崇，是人們心靈的寄托，幾千年的文化延續(xù)，佛像也是中國(guó)古代文物的象征之一，但是現(xiàn)在佛像的保護(hù)卻出現(xiàn)了很多問(wèn)題。

1.1 佛像丟失

在八國(guó)聯(lián)軍火燒圓明園時(shí)搶奪了大量的中國(guó)文物，其中就有很多中國(guó)佛像，那時(shí)候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、時(shí)間、金錢(qián)，是我國(guó)最寶貴的資源。佛像是我國(guó)祖先的智慧，佛像的丟失就相當(dāng)于我們損失了一筆很大的財(cái)富，甚至連佛像的數(shù)據(jù)都沒(méi)有

留下。

1.2 外物侵蝕，環(huán)境影響

我國(guó)作為文化大國(guó)，但因?yàn)樽匀滑F(xiàn)象，如風(fēng)沙的侵蝕、雨水的日月侵蝕，隨著時(shí)間的推移，因?yàn)楸Ｗo(hù)措施不夠，可能佛像周?chē)沫h(huán)境清潔措施沒(méi)有做好，空氣中會(huì)有很多的物質(zhì)，日積月累侵蝕佛像。現(xiàn)在很多的佛像也都不是放在博物館保存的，而是放在一些寺廟里接受供奉，可能會(huì)有一些人為的失誤，會(huì)對(duì)佛像造成

損壞。

1.3 金錢(qián)交易

由于很多佛像都已經(jīng)丟失，現(xiàn)在我國(guó)僅存的佛像就顯得更為寶貴了，我國(guó)對(duì)于遺失的佛像都是以高價(jià)回收，也有很多佛像愛(ài)好者也是高價(jià)收集佛像。高額的價(jià)錢(qián)就讓很多人利欲熏心，為了錢(qián)財(cái)而去偷盜佛像，導(dǎo)致大量的佛像丟失，佛像的數(shù)據(jù)也沒(méi)能保存。

1.4 普通測(cè)量技術(shù)不能保存佛像的數(shù)據(jù)

我國(guó)比較精致的佛像在做工上都是現(xiàn)代機(jī)械所不能比的，精巧的做工使普通的測(cè)量?jī)x器測(cè)量時(shí)不易測(cè)量，而且會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，以致保存的很多關(guān)于佛像的數(shù)據(jù)都是有偏差的。

2 三維激光掃描技術(shù)簡(jiǎn)述

三維激光掃描技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，不同于普通的測(cè)量?jī)x器，三維激光掃描技術(shù)對(duì)文物的測(cè)量是通過(guò)高速激光進(jìn)行掃描式的測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量。三維激光掃描技術(shù)能夠快速、精準(zhǔn)地測(cè)量出佛像表面的三維信息。三維激光掃描技術(shù)能夠永久地保存佛像的信息，對(duì)損壞佛像的數(shù)據(jù)修復(fù)和保護(hù)都有很重要的作用。

2.1 三維激光掃描技術(shù)的掃描原理

三維激光掃描技術(shù)是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)，首次將光機(jī)電和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起。三維激光掃描技術(shù)能夠精準(zhǔn)地測(cè)量物體的三維數(shù)據(jù)，三維激光掃描技術(shù)也因其高度精準(zhǔn)的測(cè)角系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用于很多領(lǐng)域。圖1為三維激光掃描技術(shù)的測(cè)量原理。主要是根據(jù)所測(cè)點(diǎn)與激光發(fā)射點(diǎn)的距離，激光光束與水平X軸的夾角，光束與垂直坐標(biāo)的夾角的互余角，解算目標(biāo)點(diǎn)P的三維坐標(biāo)（X、Y、Z）。

2.2 三維激光掃描技術(shù)的掃描的主要優(yōu)勢(shì)

與之前的傳統(tǒng)測(cè)量方式不同，三維激光掃描技術(shù)的測(cè)量告別了單側(cè)點(diǎn)的測(cè)量方式，三維激光掃描技術(shù)主要運(yùn)用了激光的優(yōu)勢(shì)，能快速精準(zhǔn)地獲取被測(cè)物體表面的三維數(shù)據(jù)，直接生成被測(cè)物體的高密度三維點(diǎn)云。相對(duì)于普通的皮尺測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)測(cè)量有以下的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于以往的人工作業(yè)，且不論所用儀器是否精準(zhǔn)，總會(huì)讓測(cè)量出現(xiàn)一些誤差，而三維激光掃描技術(shù)則完全是機(jī)械作業(yè)，在有很大的工作量的時(shí)候，三維激光掃描技術(shù)也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三維激光掃描技術(shù)測(cè)量文物數(shù)據(jù)，并不會(huì)實(shí)際接觸文物，也就減少了因?yàn)榻佑|而意外給文物造成的損失，三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行全方位360°無(wú)死角的測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)非常全面，非常適合外形不規(guī)則的文物的測(cè)量。

2.3 三維激光掃描的工作流程

三維激光掃描的工作一般分為三步：首先對(duì)測(cè)量物體進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，確定激光掃描機(jī)的擺設(shè)位置；其次是對(duì)佛像進(jìn)行不同角度的掃描攝影；最后就要對(duì)掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。三維激光技術(shù)雖然高超，但是對(duì)掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理也是一項(xiàng)巨大而重要的工作，此項(xiàng)工作對(duì)技術(shù)人員的要求也是很高的。

3 三維激光掃描技術(shù)在佛像保護(hù)中的主要應(yīng)用

3.1 對(duì)佛像三維信息的保存

佛像是我國(guó)的古代象征之一，對(duì)佛像的信息保存是一項(xiàng)非常重要的事情，也是國(guó)際上對(duì)文物保存的一項(xiàng)基本事項(xiàng)。但是一般的測(cè)量工作，由于人為和外界的一些因素，導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)有一定的偏差，對(duì)于佛像的保存，因?yàn)樾畔⒈Ａ舻牟煌暾?、不精確，就無(wú)法精準(zhǔn)地對(duì)佛像所受到的病害進(jìn)行調(diào)查，不能及時(shí)準(zhǔn)確地修復(fù)和保護(hù)佛像。而三維激光掃描技術(shù)則可以很準(zhǔn)確全面地對(duì)佛像的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，保存準(zhǔn)確的佛像信息，及時(shí)地對(duì)佛像的病害進(jìn)行防護(hù)和治療。

3.2 對(duì)佛像虛擬修復(fù)

三維激光掃描技術(shù)測(cè)量出來(lái)的佛像信息能夠?yàn)槠茡p佛像進(jìn)行修復(fù)，現(xiàn)在很多的佛像都因?yàn)橐恍┰蛟獾搅似茡p，而經(jīng)過(guò)佛像修復(fù)師的修復(fù)就能夠?qū)Ψ鹣襁M(jìn)行

修復(fù)。

3.3 監(jiān)測(cè)

佛像的監(jiān)測(cè)是對(duì)佛像一項(xiàng)最基本的保護(hù)。一方面監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)佛像是否因?yàn)橥馕锏那趾Χ艿狡茡p，定期地對(duì)佛像進(jìn)行三維激光掃描就能發(fā)現(xiàn)佛像是否出現(xiàn)了損壞，能及時(shí)對(duì)佛像進(jìn)行修復(fù)；另一方面通過(guò)三維激光掃描后能夠?qū)Ψ鹣襁M(jìn)行跟蹤保護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

三維激光掃描技術(shù)因其高度精準(zhǔn)的測(cè)角系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用于很多領(lǐng)域，在佛像預(yù)防保護(hù)和損壞修復(fù)工作上都起到了很重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳育華，王金華，侯妙樂(lè)，張玉敏.三維激光掃描技術(shù)在巖土文物保護(hù)中的應(yīng)用[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2011，（4）.

[2] 蔡廣杰.三維激光掃描技術(shù)在西藏壁畫(huà)保護(hù)中的應(yīng)用[D].首都師范大學(xué)，2009.

[3] 房延偉.三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2013.

[4] 劉旭春，丁延輝.三維激光掃描技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪工程，2006，15（1）.

作者簡(jiǎn)介：徐洪峰，男，供職于山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院，中級(jí)工程師；張瑜楠（1979-），女，山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院講師，碩士；李海全（1976-），男，山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院講師，工程師，碩士。endprint

摘要：古代的寺廟擺有很多佛像，但是隨著時(shí)間的推移，佛像受到自然界的侵蝕而有或多或少的損壞，一般測(cè)量工具根本不能對(duì)佛像進(jìn)行完整精確的測(cè)量，以至不能及時(shí)對(duì)佛像損壞進(jìn)行修復(fù)。三維激光掃描技術(shù)高精度的測(cè)距系統(tǒng)和測(cè)角系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，尤其是三維激光掃描技術(shù)的數(shù)字化文物框架幾何數(shù)據(jù)對(duì)佛像的保護(hù)起到了至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：三維激光掃描技術(shù)；佛像保護(hù)；測(cè)距系統(tǒng)；測(cè)角系統(tǒng)；數(shù)字化文物框架

中圖分類(lèi)號(hào)：P225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）30-0037-02

每一個(gè)國(guó)家留下來(lái)的文物都是其歷史的見(jiàn)證，中國(guó)作為一個(gè)文化古國(guó)，佛像也成為中國(guó)歷史文物中的象征之一。中國(guó)人的智慧是不可估量的，雖然古代沒(méi)有精準(zhǔn)的機(jī)械，但是我們的祖先憑借他們的智慧，建造出來(lái)的佛像都獨(dú)一無(wú)二，讓很多專(zhuān)家也都佩服不已。那些佛像都是我們最寶貴的資源，但隨著時(shí)間的推移，佛像可能會(huì)受到空氣中一些物質(zhì)的腐蝕而有一些損失，所以對(duì)佛像的數(shù)據(jù)保存是很重要的。但由于其精致性，佛像的數(shù)據(jù)保存就成了一個(gè)很大的問(wèn)題，普通的測(cè)量?jī)x器根本不能準(zhǔn)確地對(duì)佛像的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，而導(dǎo)致很多佛像的數(shù)據(jù)丟失。而三維激光掃描技術(shù)卻能夠很準(zhǔn)確地完成一些復(fù)雜構(gòu)造的測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)勢(shì)也已經(jīng)應(yīng)用于很多領(lǐng)域，當(dāng)然在佛像的保護(hù)上它也發(fā)揮著很大的作用。

1 佛像保護(hù)中出現(xiàn)的問(wèn)題

佛像在中國(guó)人心中是神的象征，佛像大多慈祥、優(yōu)美而又不失莊嚴(yán)。佛祖救苦救難也受到了大眾的尊崇，是人們心靈的寄托，幾千年的文化延續(xù)，佛像也是中國(guó)古代文物的象征之一，但是現(xiàn)在佛像的保護(hù)卻出現(xiàn)了很多問(wèn)題。

1.1 佛像丟失

在八國(guó)聯(lián)軍火燒圓明園時(shí)搶奪了大量的中國(guó)文物，其中就有很多中國(guó)佛像，那時(shí)候的一座佛像要古代人付出很多人力、物力、時(shí)間、金錢(qián)，是我國(guó)最寶貴的資源。佛像是我國(guó)祖先的智慧，佛像的丟失就相當(dāng)于我們損失了一筆很大的財(cái)富，甚至連佛像的數(shù)據(jù)都沒(méi)有

留下。

1.2 外物侵蝕，環(huán)境影響

我國(guó)作為文化大國(guó)，但因?yàn)樽匀滑F(xiàn)象，如風(fēng)沙的侵蝕、雨水的日月侵蝕，隨著時(shí)間的推移，因?yàn)楸Ｗo(hù)措施不夠，可能佛像周?chē)沫h(huán)境清潔措施沒(méi)有做好，空氣中會(huì)有很多的物質(zhì)，日積月累侵蝕佛像?，F(xiàn)在很多的佛像也都不是放在博物館保存的，而是放在一些寺廟里接受供奉，可能會(huì)有一些人為的失誤，會(huì)對(duì)佛像造成

損壞。

1.3 金錢(qián)交易

由于很多佛像都已經(jīng)丟失，現(xiàn)在我國(guó)僅存的佛像就顯得更為寶貴了，我國(guó)對(duì)于遺失的佛像都是以高價(jià)回收，也有很多佛像愛(ài)好者也是高價(jià)收集佛像。高額的價(jià)錢(qián)就讓很多人利欲熏心，為了錢(qián)財(cái)而去偷盜佛像，導(dǎo)致大量的佛像丟失，佛像的數(shù)據(jù)也沒(méi)能保存。

1.4 普通測(cè)量技術(shù)不能保存佛像的數(shù)據(jù)

我國(guó)比較精致的佛像在做工上都是現(xiàn)代機(jī)械所不能比的，精巧的做工使普通的測(cè)量?jī)x器測(cè)量時(shí)不易測(cè)量，而且會(huì)出現(xiàn)很大的誤差，以致保存的很多關(guān)于佛像的數(shù)據(jù)都是有偏差的。

2 三維激光掃描技術(shù)簡(jiǎn)述

三維激光掃描技術(shù)是近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新技術(shù)，不同于普通的測(cè)量?jī)x器，三維激光掃描技術(shù)對(duì)文物的測(cè)量是通過(guò)高速激光進(jìn)行掃描式的測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量。三維激光掃描技術(shù)能夠快速、精準(zhǔn)地測(cè)量出佛像表面的三維信息。三維激光掃描技術(shù)能夠永久地保存佛像的信息，對(duì)損壞佛像的數(shù)據(jù)修復(fù)和保護(hù)都有很重要的作用。

2.1 三維激光掃描技術(shù)的掃描原理

三維激光掃描技術(shù)是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來(lái)的高新技術(shù)，首次將光機(jī)電和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起。三維激光掃描技術(shù)能夠精準(zhǔn)地測(cè)量物體的三維數(shù)據(jù)，三維激光掃描技術(shù)也因其高度精準(zhǔn)的測(cè)角系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用于很多領(lǐng)域。圖1為三維激光掃描技術(shù)的測(cè)量原理。主要是根據(jù)所測(cè)點(diǎn)與激光發(fā)射點(diǎn)的距離，激光光束與水平X軸的夾角，光束與垂直坐標(biāo)的夾角的互余角，解算目標(biāo)點(diǎn)P的三維坐標(biāo)（X、Y、Z）。

2.2 三維激光掃描技術(shù)的掃描的主要優(yōu)勢(shì)

與之前的傳統(tǒng)測(cè)量方式不同，三維激光掃描技術(shù)的測(cè)量告別了單側(cè)點(diǎn)的測(cè)量方式，三維激光掃描技術(shù)主要運(yùn)用了激光的優(yōu)勢(shì)，能快速精準(zhǔn)地獲取被測(cè)物體表面的三維數(shù)據(jù)，直接生成被測(cè)物體的高密度三維點(diǎn)云。相對(duì)于普通的皮尺測(cè)量，三維激光掃描技術(shù)測(cè)量有以下的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于以往的人工作業(yè)，且不論所用儀器是否精準(zhǔn)，總會(huì)讓測(cè)量出現(xiàn)一些誤差，而三維激光掃描技術(shù)則完全是機(jī)械作業(yè)，在有很大的工作量的時(shí)候，三維激光掃描技術(shù)也可以全天制地工作，而且工作效率也很高。三維激光掃描技術(shù)測(cè)量文物數(shù)據(jù)，并不會(huì)實(shí)際接觸文物，也就減少了因?yàn)榻佑|而意外給文物造成的損失，三維激光掃描技術(shù)能夠?qū)ξ奈镞M(jìn)行全方位360°無(wú)死角的測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)非常全面，非常適合外形不規(guī)則的文物的測(cè)量。

2.3 三維激光掃描的工作流程

三維激光掃描的工作一般分為三步：首先對(duì)測(cè)量物體進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，確定激光掃描機(jī)的擺設(shè)位置；其次是對(duì)佛像進(jìn)行不同角度的掃描攝影；最后就要對(duì)掃描的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。三維激光技術(shù)雖然高超，但是對(duì)掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理也是一項(xiàng)巨大而重要的工作，此項(xiàng)工作對(duì)技術(shù)人員的要求也是很高的。

3 三維激光掃描技術(shù)在佛像保護(hù)中的主要應(yīng)用

3.1 對(duì)佛像三維信息的保存

佛像是我國(guó)的古代象征之一，對(duì)佛像的信息保存是一項(xiàng)非常重要的事情，也是國(guó)際上對(duì)文物保存的一項(xiàng)基本事項(xiàng)。但是一般的測(cè)量工作，由于人為和外界的一些因素，導(dǎo)致測(cè)量的數(shù)據(jù)有一定的偏差，對(duì)于佛像的保存，因?yàn)樾畔⒈Ａ舻牟煌暾?、不精確，就無(wú)法精準(zhǔn)地對(duì)佛像所受到的病害進(jìn)行調(diào)查，不能及時(shí)準(zhǔn)確地修復(fù)和保護(hù)佛像。而三維激光掃描技術(shù)則可以很準(zhǔn)確全面地對(duì)佛像的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，保存準(zhǔn)確的佛像信息，及時(shí)地對(duì)佛像的病害進(jìn)行防護(hù)和治療。

3.2 對(duì)佛像虛擬修復(fù)

三維激光掃描技術(shù)測(cè)量出來(lái)的佛像信息能夠?yàn)槠茡p佛像進(jìn)行修復(fù)，現(xiàn)在很多的佛像都因?yàn)橐恍┰蛟獾搅似茡p，而經(jīng)過(guò)佛像修復(fù)師的修復(fù)就能夠?qū)Ψ鹣襁M(jìn)行

修復(fù)。

3.3 監(jiān)測(cè)

佛像的監(jiān)測(cè)是對(duì)佛像一項(xiàng)最基本的保護(hù)。一方面監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)佛像是否因?yàn)橥馕锏那趾Χ艿狡茡p，定期地對(duì)佛像進(jìn)行三維激光掃描就能發(fā)現(xiàn)佛像是否出現(xiàn)了損壞，能及時(shí)對(duì)佛像進(jìn)行修復(fù)；另一方面通過(guò)三維激光掃描后能夠?qū)Ψ鹣襁M(jìn)行跟蹤保護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

三維激光掃描技術(shù)因其高度精準(zhǔn)的測(cè)角系統(tǒng)和測(cè)距系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)而應(yīng)用于很多領(lǐng)域，在佛像預(yù)防保護(hù)和損壞修復(fù)工作上都起到了很重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳育華，王金華，侯妙樂(lè)，張玉敏.三維激光掃描技術(shù)在巖土文物保護(hù)中的應(yīng)用[J].文物保護(hù)與考古科學(xué)，2011，（4）.

[2] 蔡廣杰.三維激光掃描技術(shù)在西藏壁畫(huà)保護(hù)中的應(yīng)用[D].首都師范大學(xué)，2009.

[3] 房延偉.三維激光掃描技術(shù)在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用[D].吉林大學(xué)，2013.

[4] 劉旭春，丁延輝.三維激光掃描技術(shù)在古建筑保護(hù)中的應(yīng)用[J].測(cè)繪工程，2006，15（1）.

作者簡(jiǎn)介：徐洪峰，男，供職于山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院，中級(jí)工程師；張瑜楠（1979-），女，山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院講師，碩士；李海全（1976-），男，山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院講師，工程師，碩士。endprint