云岡石窟18窟數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

吳月琴(大同市勘察測(cè)繪院,山西大同 037006)

云岡石窟18窟數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用

吳月琴?
(大同市勘察測(cè)繪院,山西大同 037006)

摘 要:云岡石窟是我國(guó)規(guī)模最大的古代石窟群之一,主要以高浮雕為主的石窟寺,普通的測(cè)量方法很難實(shí)現(xiàn)云岡石窟的數(shù)字化保護(hù)。三維激光掃描儀比較適用于古典建筑和佛像、雕塑、壁畫(huà)等的掃描。采用三維激光對(duì)云岡石窟18窟掃描,獲取高精度的文物數(shù)據(jù),通過(guò)模型優(yōu)化、紋理匹配等技術(shù)手段將文物逼真再現(xiàn),多角度、高清晰地展示參觀者在展柜旁無(wú)法觀賞的任意角度和精度的文物細(xì)節(jié)。

關(guān)鍵詞:數(shù)字化;三維激光掃描;點(diǎn)云;模型;紋理映射;三維GIS平臺(tái)

1 引 言

云岡石窟位于山西省大同市西郊武州山南麓,石窟依山開(kāi)鑿,東西綿延1 km。現(xiàn)存主要洞窟45個(gè),大小造像51 000余尊,為我國(guó)規(guī)模最大的古代石窟群之一。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載,云岡石窟18窟就是北魏和平年間(公元460年～公元471年)由著名和尚曇曜主持,在京城西郊武州塞開(kāi)鑿的“曇曜五窟”之一。1500年來(lái),云岡石窟由于受到風(fēng)化、水蝕和地震等自然災(zāi)害的影響,同時(shí)再加上人為的破壞,毀損較為嚴(yán)重,為更好地保護(hù)這一珍貴的歷史文化遺產(chǎn),云岡石窟研究院自上世紀(jì)60年代以來(lái),應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)石窟實(shí)施了多種搶救和保護(hù)工程。然而,石窟的調(diào)查和測(cè)繪一直都是困擾文物工作者的難點(diǎn),目前尚沒(méi)有全面系統(tǒng)的洞窟現(xiàn)狀調(diào)查和測(cè)繪報(bào)告,文物保護(hù)和修復(fù)工作面臨困難,三維激光掃描技術(shù)為解決這一難題提出新思路。如圖1所示:

圖1　石窟現(xiàn)狀照片

2 云岡石窟18窟概況

云岡石窟18窟是橢圓形平面,穹隆頂。洞窟東西最寬處約18．7 m,南北最長(zhǎng)處約7．7 m,是一個(gè)非常高闊、寬敞的洞窟。主尊佛像是一大立像,高15．5 m,造型奇特而優(yōu)美。東西兩邊的脅侍佛和本尊像左右的緊身脅侍菩薩與中央主佛相互映襯,既有主題和義理上的昭示,又有造像層次上的過(guò)渡,顯得和諧、莊嚴(yán)和隆重。從整體看,這一窟是“曇耀五窟”中最豪華、最講究的一窟。18窟最為奇特之處便是主尊身上的那件“干佛袈裟”。據(jù)調(diào)查,在國(guó)內(nèi)外的泥塑、彩繪、木刻、玉雕、銅鑄、石鑿的各類(lèi)佛像中,迄今尚未發(fā)現(xiàn)有如此規(guī)模的千佛裝飾。日本學(xué)者關(guān)野貞、常盤(pán)大定在《山西云岡》中說(shuō):“此石窟,不僅規(guī)模宏壯,其內(nèi)部的佛像也帶著雄大剛健的氣象,是全云岡石窟中的最雄偉者。”

3 對(duì)云岡石窟18窟的掃描技術(shù)應(yīng)用

3．1采用的儀器設(shè)備

掃描儀:精度0．3 mm的Surphaser25HSX三維激光掃描儀,精度2 mm的FaroX330三維激光掃描儀,精度0．1 mm的Goscan手持式激光掃描儀

相機(jī):EOS 5D MarkⅢ機(jī)身+EF紅圈(24-105mm)鏡頭(大場(chǎng)景照片),EF50/1．2(采集窟內(nèi)紋理,基本無(wú)變形),EF100/2．8(死角),EF100-400(采集外立面紋理),世光測(cè)溫表(測(cè)量色溫),愛(ài)色麗色卡以及校色軟件(校準(zhǔn)相片色彩,確保得到最準(zhǔn)確的色彩)。

3．2測(cè)量基準(zhǔn)

①平面基準(zhǔn):采用1980國(guó)家坐標(biāo)系。②高程基準(zhǔn):采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。

③時(shí)間基準(zhǔn):采用公元紀(jì)年、北京時(shí)間。

3．3對(duì)數(shù)據(jù)的采集以及配準(zhǔn)

(1)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集

外業(yè)采用不同性能的三維激光掃描儀對(duì)石窟采用多角度交叉式高精度掃描,以精度為0．3 mm的Surphaser25HSX三維激光掃描儀對(duì)石窟內(nèi)壁部特征進(jìn)行采集;石窟外圍整體立面和窟頂采用精度2 mm的FaroX330三維激光掃描儀做大場(chǎng)景控制;以0．1 mm 的Goscan手持式激光掃描儀作為細(xì)部及空間不便掃描位置的數(shù)據(jù)補(bǔ)充,這樣可以采集文物最全面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。同時(shí)以測(cè)量專(zhuān)業(yè)為背景,對(duì)石窟現(xiàn)場(chǎng)做控制點(diǎn)布設(shè)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集根據(jù)云岡石窟的特點(diǎn)應(yīng)該滿(mǎn)足下列要求:

①掃描文件宜采用“日期”+“工程名”的方式命名。掃描站宜采用“順序號(hào)”+“掃描站位置”的方式命名,掃描站位置用草圖簡(jiǎn)要描述。

②掃描分辨率的設(shè)置視不同工程、不同精度要求而不同,應(yīng)遵循表1的規(guī)定。

點(diǎn)云采樣等級(jí)分類(lèi) 表1

③測(cè)站間點(diǎn)云數(shù)據(jù)的重疊度不低于30%。

④掃描過(guò)程中如果儀器工作中出現(xiàn)異常,如斷電、死機(jī)等原因、或者儀器位置出現(xiàn)變化,應(yīng)重新開(kāi)始掃描。

⑤首先進(jìn)行三維掃描,先將標(biāo)靶盡量按照不規(guī)律形式擺放,數(shù)量最好不少于4個(gè),這樣能夠今后的數(shù)據(jù)配準(zhǔn)過(guò)程中更加有保證,擺放好標(biāo)靶后將掃描儀放置在第一站人員全部下架(如果在架子上會(huì)多少影響腳手架的晃動(dòng)),利用掃描儀自身的無(wú)線控制功能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制設(shè)定好掃描模式和距離后,開(kāi)始掃描,當(dāng)結(jié)束掃描后,獲取預(yù)先擺放好的標(biāo)靶點(diǎn)坐標(biāo),這樣就可以搬到下一站了,以此類(lèi)推。如圖2所示:

圖2　厚圖片與采集點(diǎn)云對(duì)比圖

(2)影像數(shù)據(jù)采集

對(duì)原始的彩色紋理的采集采用全角度近景拍攝,用于渲染展示模型的貼圖。在石窟內(nèi)采集紋理過(guò)程中為保證色彩還原、分辨率、位置關(guān)系,在拍照之前,對(duì)相機(jī)和電腦進(jìn)行校色,還原。然后采用佳能EOS 5D MarkⅢ機(jī)身+EF紅圈(24 mm～105 mm)鏡頭,EF50/ 1．2,EF100/2．8,EF100-400,世光測(cè)溫表,愛(ài)色麗色卡以及校色軟件,在特定的環(huán)境下做石窟做紋理采集。同時(shí)劃分區(qū)域,確保拍攝佛像紋理的完整性,細(xì)致,準(zhǔn)確性。

①影像采集應(yīng)使用滿(mǎn)足分辨率要求的單反相機(jī),單張相片相幅設(shè)置到相機(jī)的最大分辨率。

②拍攝角度:盡可能保持鏡頭正對(duì)目標(biāo)面。特殊情況導(dǎo)致無(wú)法正面拍攝全景時(shí),先拍攝部分全景,再逐個(gè)正對(duì)拍攝,后期再進(jìn)行合成。

③拍攝光線:應(yīng)選擇光線較為柔和均勻的天氣,避免逆光拍攝。能見(jiàn)度過(guò)低或光線過(guò)暗時(shí)不宜拍攝。

④相鄰照片之間應(yīng)保證有不小于30%的重疊區(qū)域。

⑤為了保證照片的細(xì)膩程度,感光iso設(shè)置在100左右,紋理照片采集精度:色溫根據(jù)測(cè)溫表實(shí)際測(cè)得,分辨率≥75 dpi。

(3)控制測(cè)量

控制測(cè)量是工程建設(shè)中各項(xiàng)測(cè)量工作的基礎(chǔ)。控制測(cè)量的目的是精確測(cè)定控制點(diǎn)的三維位置。與三維激光掃描控制點(diǎn)聯(lián)測(cè),保證三維激光掃描數(shù)據(jù)與控制測(cè)量坐標(biāo)系保持一致。標(biāo)靶與控制點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)測(cè)精度:平面≤5 mm,高程≤5 mm。如圖3所示:

圖3　云岡石窟三維激光掃描數(shù)據(jù)采集方案

(4)點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)

地面三維激光掃描儀每次掃描只能得到局部的數(shù)據(jù),為了得到洞窟完整的三維數(shù)據(jù),往往需要從不同的位置進(jìn)行多次掃描,每次掃描得到的數(shù)據(jù)都在以當(dāng)前測(cè)站為原點(diǎn)定義的一個(gè)局部坐標(biāo)系中。因此,需要在掃描區(qū)域中設(shè)置一些控制標(biāo)靶,從而使得相鄰的掃描點(diǎn)云圖中有3個(gè)或3個(gè)以上的同名控制標(biāo)靶。點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)就是通過(guò)同名控制標(biāo)靶將掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一個(gè)坐標(biāo)系下的過(guò)程。

①點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換:當(dāng)掃描完后首先要把點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為絕對(duì)坐標(biāo),全站儀與掃描儀控制點(diǎn)拼接精度不得高于5 mm。

②點(diǎn)云數(shù)據(jù)兩站之間的誤差:兩站數(shù)據(jù)配準(zhǔn)精度不得高于2 mm,在標(biāo)靶配準(zhǔn)完后需在軟件里以多站點(diǎn)平差計(jì)算以得到更高精度。

(5)點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪與抽稀

當(dāng)數(shù)據(jù)采集回來(lái)后點(diǎn)云數(shù)據(jù)會(huì)因多站點(diǎn)噪點(diǎn)的原因造成無(wú)用數(shù)據(jù)點(diǎn)過(guò)多,造成數(shù)據(jù)量成倍增長(zhǎng),這樣就需要把一些重疊點(diǎn)在軟件里進(jìn)行去除工作,然后在經(jīng)過(guò)曲率抽吸,抽吸完每個(gè)壁面的數(shù)據(jù)量在2千萬(wàn)點(diǎn)左右。

3．4三角網(wǎng)模型制作

如果直接通過(guò)點(diǎn)云模型進(jìn)行數(shù)碼影像的紋理映射,分辨率低,不能滿(mǎn)足應(yīng)用方面的要求,所以通常把點(diǎn)云擬合成三角網(wǎng)模型,然后通過(guò)數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)不規(guī)則三角網(wǎng)模型和數(shù)碼影像的紋理映射,實(shí)現(xiàn)三角網(wǎng)模型與影像紋理的數(shù)據(jù)融合,形成真彩色模型。生成三角網(wǎng)模型后噪點(diǎn)突起處不得高于10處,整個(gè)壁面數(shù)據(jù)量控制在2千萬(wàn)左右。補(bǔ)洞時(shí)不能有明顯突起數(shù)據(jù),盡量以還原原始數(shù)據(jù)形態(tài)為準(zhǔn)。如圖4所示:

圖4　原始照片與三角網(wǎng)模型對(duì)比圖

3．5成果質(zhì)量檢查

(1)點(diǎn)云檢查

外業(yè)采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)內(nèi)業(yè)處理后,得到洞窟整體的點(diǎn)云模型,通過(guò)切割點(diǎn)云,查看點(diǎn)云各站之間是否存在分層,如若存在分層現(xiàn)象,可將該站再進(jìn)行配準(zhǔn),直至滿(mǎn)足精度需要。

(2)三角網(wǎng)模型檢查

①三角網(wǎng)模型精度檢查

根據(jù)制作正射影像圖的需要,三角網(wǎng)模型的精細(xì)程度能夠滿(mǎn)足影像配準(zhǔn)選點(diǎn)要求即可。

②三角網(wǎng)模型缺漏檢查

由于洞窟點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建三角網(wǎng)模型生成的數(shù)據(jù)量較大,三角網(wǎng)模型的構(gòu)建采用分面單獨(dú)建立的方法,存在模型是否有缺漏的問(wèn)題。可將各壁面的高精度模型簡(jiǎn)化為低精度模型,導(dǎo)入至相關(guān)軟件,查看洞窟整體模型情況。如若存在缺失,應(yīng)補(bǔ)建該模型。

(3)正射影像圖的檢查

將彩色影像與模型影像在相關(guān)軟件中對(duì)比。

4 建立云岡石窟超大三維GIS平臺(tái)

4．1系統(tǒng)定義

超大三維模型瀏覽系統(tǒng)是集超大模型快速瀏覽與逼真三維交互展示為一體的三維虛擬瀏覽展示系統(tǒng),它以現(xiàn)實(shí)存在的文物為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)文物的信息化拓展和延伸,將現(xiàn)實(shí)中文物高保真度在三維虛擬瀏覽系統(tǒng)中展示,實(shí)現(xiàn)文物的高精度數(shù)字成果的高真實(shí)感展示和快速瀏覽功能。

4．2功能概述

(1)快速瀏覽

云岡石窟塑像結(jié)構(gòu)極其結(jié)構(gòu),整個(gè)石窟的高精度高保真度三維模型由億級(jí)三角面組成。對(duì)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)硬件而言,三維渲染及瀏覽軟件帶來(lái)巨大挑戰(zhàn),本系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)數(shù)千萬(wàn)甚至億級(jí)三角面模型瞬間加載,達(dá)到快速瀏覽的功能。

(2)無(wú)極縮放

本系統(tǒng)利用了高速渲染技術(shù),多線程調(diào)度技術(shù)、緩存管理、渲染隊(duì)列、多細(xì)節(jié)層次和可視域剔除等動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù),實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)的無(wú)極縮放功能。

(3)構(gòu)建剖面線

剖面線是利用所選的剖面與文物的三角網(wǎng)模型的交點(diǎn)來(lái)反映剖面的輪廓線。本系統(tǒng)提供了基于文物的三角網(wǎng)模型構(gòu)建剖面線功能。

(4)點(diǎn)屬性標(biāo)注

對(duì)于文物的屬性數(shù)據(jù),可通過(guò)以關(guān)鍵點(diǎn)位的方式標(biāo)注在系統(tǒng)中。如:考古信息、類(lèi)型信息,編碼信息,命名信息等屬性數(shù)據(jù),可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)錄入或鏈接綁定,并構(gòu)建信息數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、添加、刪除、存儲(chǔ)、更新。

(5)信息統(tǒng)計(jì)

大同石窟墻壁多為佛像浮雕鑲嵌的墻面,通過(guò)點(diǎn)屬性標(biāo)注實(shí)現(xiàn)對(duì)佛像的標(biāo)注。提供基于點(diǎn)標(biāo)注的屬性信息的查詢(xún)功能和統(tǒng)計(jì)功能,如:統(tǒng)計(jì)某一種佛像的個(gè)數(shù)等。

(6)體積統(tǒng)計(jì)

本系統(tǒng)提供模型體積計(jì)算功能。勾取或指定佛像或者洞窟,本系統(tǒng)可快速獲得興趣文物的體積。

4．3關(guān)鍵技術(shù)

(1)自主底層研發(fā)

考慮到系統(tǒng)功能對(duì)時(shí)間效率要求高的特性,本團(tuán)隊(duì)將使用C/ C++自主研發(fā)瀏覽系統(tǒng)底層平臺(tái)開(kāi)發(fā),從而做到系統(tǒng)的輕量化,不依賴(lài)第三方商業(yè)平臺(tái),從而降低推廣和應(yīng)用的成本。

(2)構(gòu)建模型數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)是超大三維模型數(shù)據(jù)組織、管理、調(diào)度的基礎(chǔ),是瀏覽系統(tǒng)的重要組成部分。根據(jù)文物模型數(shù)據(jù)的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用成熟的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ),并根據(jù)LOD的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立空間索引。

(3)大規(guī)模數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)

大規(guī)模數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超大三維模型瀏覽的最關(guān)鍵技術(shù)。本系統(tǒng)利用多線程調(diào)度、緩存管理、渲染隊(duì)列、多細(xì)節(jié)層次和可視域剔除等方法動(dòng)態(tài)調(diào)度大規(guī)模數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)高真實(shí)渲染的實(shí)時(shí)性。

①多線程調(diào)度

當(dāng)前個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,存儲(chǔ)處理設(shè)備大多數(shù)為磁盤(pán)。磁盤(pán)相對(duì)于內(nèi)存,呈現(xiàn)容量大、時(shí)間延遲長(zhǎng)以及序列訪問(wèn)的特征,存儲(chǔ)對(duì)象以文件為單位存儲(chǔ)于磁盤(pán)設(shè)備中。磁盤(pán)處理設(shè)備任務(wù)可表達(dá)為磁盤(pán)I/ O操作,將存儲(chǔ)于磁盤(pán)中的數(shù)據(jù),加載到系統(tǒng)內(nèi)存中去。由于磁盤(pán)處理設(shè)備的序列訪問(wèn)限制,使用多個(gè)線程時(shí),線程的切換代價(jià)將在一定程度上影響加載的效率,因?yàn)椴煌木€程進(jìn)行數(shù)據(jù)加載時(shí),需要交換磁盤(pán)加載控制,需要一定的時(shí)間。因此,要建立多線程機(jī)制時(shí),針對(duì)每一個(gè)磁盤(pán)建立一個(gè)I/ O線程,將每一種類(lèi)型數(shù)據(jù)建立緩存列表以支持多處理磁盤(pán)環(huán)境多數(shù)據(jù)類(lèi)型的加載I/ O操作。

CPU主要來(lái)管理用戶(hù)I/ O交互獲取當(dāng)前視點(diǎn)的位置;管理內(nèi)存緩存區(qū),存儲(chǔ)磁盤(pán)加載數(shù)據(jù),并傳輸?shù)斤@示緩存區(qū);進(jìn)行可見(jiàn)性計(jì)算,遍歷場(chǎng)景,計(jì)算當(dāng)前視點(diǎn)下可見(jiàn)的節(jié)點(diǎn),判斷節(jié)點(diǎn)所處數(shù)據(jù)文件,發(fā)送傳輸命令,將數(shù)據(jù)與指令傳入GPU幀緩存中。通過(guò)對(duì)任務(wù)進(jìn)行分析,設(shè)立三個(gè)類(lèi)型的線程。分別為:繪制線程,加載線程以及預(yù)測(cè)線程。多個(gè)線程以并行的方式獨(dú)立進(jìn)行工作以實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)繪制。

②緩存管理

緩存管理是采用基于數(shù)據(jù)內(nèi)容的自適應(yīng)多級(jí)緩存管理機(jī)制,根據(jù)空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容分別建立不同的數(shù)據(jù)緩存池,并在服務(wù)器/客戶(hù)端、硬盤(pán)/內(nèi)存等多個(gè)層次建立高效的數(shù)據(jù)緩存和應(yīng)用緩存,對(duì)應(yīng)用及其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速緩存,提高海量空間數(shù)據(jù)的調(diào)度能力以及并發(fā)訪問(wèn)能力。

③渲染隊(duì)列

渲染隊(duì)列主要有兩個(gè)作用,一是確保正確的繪制順序,比如先繪制背景再繪制一般物體,最后繪制界面;二是提高渲染效率,將具有相同材質(zhì)的物體放在一起進(jìn)行繪制,減少渲染狀態(tài)的切換。

④多細(xì)節(jié)層次

多細(xì)節(jié)層次(Lever of Detail,簡(jiǎn)稱(chēng)LOD)即當(dāng)渲染時(shí),它采用較少細(xì)節(jié)表達(dá)那些體量小的、距離視點(diǎn)遠(yuǎn)的以及場(chǎng)景中不重要的對(duì)象。LOD的基本原則是采用較少的多邊形來(lái)渲染那些在屏幕上占據(jù)像素較少的對(duì)象。LOD分為靜態(tài)LOD及動(dòng)態(tài)LOD,靜態(tài)LOD用事先建好的模型來(lái)進(jìn)行替換,而動(dòng)態(tài)LOD則根據(jù)視點(diǎn)對(duì)模型細(xì)節(jié)層次的要求來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)構(gòu)建。動(dòng)態(tài)LOD技術(shù)運(yùn)算量大,對(duì)系統(tǒng)的要求比較高,而靜態(tài)LOD通常只需要建立多套不同分辨率的模型,實(shí)行簡(jiǎn)單的替換即可。本系統(tǒng)采用的是靜態(tài)LOD技術(shù),對(duì)石窟文物建立LOD模型,當(dāng)視點(diǎn)與觀察對(duì)象較遠(yuǎn)時(shí),調(diào)用粗細(xì)節(jié)層次的模型,這樣以較小的繪制效果的犧牲,可以大大提高繪制的效率。

⑤可視域剔除

可視域剔除包括兩部分內(nèi)容:一是在可視域外對(duì)象的剔除;二是對(duì)于可視域內(nèi)過(guò)于微小的對(duì)象的繪制剔除。

可視域外對(duì)象剔除采用保守的剔除方法,即將對(duì)象的包圍盒與視景體的6個(gè)面逐個(gè)求交,剔除相離的對(duì)象,保存在視景體內(nèi)部以及與視景體相交的對(duì)象。采用這種方法,計(jì)算量小,且與空間索引結(jié)構(gòu)相結(jié)合,可以很快地剔除大部分不需要繪制的對(duì)象,減輕繪制的負(fù)擔(dān)。

過(guò)于微小的對(duì)象是指繪制時(shí)對(duì)屏幕像素貢獻(xiàn)較小的對(duì)象,在繪制時(shí)反映到屏幕可能僅占一到兩個(gè)像素,剔除這樣的一些對(duì)象,對(duì)于繪制效果影響不大,而且還能提高繪制的效率。

5 結(jié) 語(yǔ)

從云岡石窟18窟的三維掃描制作過(guò)程,認(rèn)識(shí)到三維激光掃描技術(shù)作為一種先進(jìn)的測(cè)量方法,在精度、速度、操作等多個(gè)方面表現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢(shì),是傳統(tǒng)手工測(cè)繪方式不能比擬的。其中很多圖件成果,傳統(tǒng)測(cè)繪方法幾乎無(wú)法完成,完全能夠滿(mǎn)足石窟的存檔和數(shù)字化,加快了云岡石窟保護(hù)管理現(xiàn)代化進(jìn)程,同時(shí)也為石窟調(diào)查報(bào)告的編寫(xiě)創(chuàng)造了條件,對(duì)于文物的保護(hù)和修復(fù)具有重要意義,在文物數(shù)字化方面具有廣闊的前景。

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The Application of Digital Technology in Yungang Grottoes Eighteen Cave

Wu Yueqin
(Datong Institute of Surveying and Mapping,Datong 037006,China)

Abstract:Yungang grottoes is the largest ancient cave groups．Digital protection is difficult by normal measuring method in the Cave Temple with large part high relief．3D laser scanner can be used in classical architecture,Buddha, sculpture and frescoes．In Yungang Grottoes Eighteen cave,get high precision data by using 3D laser scanner,Using model optimization,texture matching,etc．,reappear the Cultural relic,and show details to the visitor in multi-perspective、high definition that they can’t appreciate across the showcase．

Key words:cave;digital technology;three-dimensional laser scanner;point cloud;model;texture mapping;3D GIS platform

文章編號(hào):1672-8262(2015)06-89-05中圖分類(lèi)號(hào):P237

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

收稿日期:?2015—11—10

作者簡(jiǎn)介:吳月琴(1967—),女,高級(jí)工程師,注冊(cè)測(cè)繪師,主要從事測(cè)繪技術(shù)管理工作。