淺談在文物信息采集中高清晰數字近景攝影技術的應用

武曉青

摘 要：隨著科學技術的發展，高清晰數字近景攝影在文物圖像信息采集中得到了廣泛的應用。在文化遺產中，文物圖像有著重要的內涵與價值，這也是采集文物圖像信息的原因，通過這些圖像和文物資料可以解決許多重要的課題。

關鍵詞：高清晰數字近景攝影;文物圖像信息采集;應用

1 高清晰數字近景攝影中的幾個概念

1.1 數字化

數字化是一種通過計算機硬件設備、周邊設備以及互聯網，運用0和1連續數字編碼的集成技術，它可以進行數字壓縮、編碼、傳輸等。數字化技術是信息技術的核心，它可以將物質信息如聲音、字符、語言、圖像等轉化為相應的數字信息，幫助人們解決許多實際的問題。1946年美國成功研發出第一臺具有真正意義的數字電子計算機，主要用于彈道和氫彈的研制，隨后科學技術快速發展，集成電路、超大規模集成電路、計算機技術的不斷出現，使數字化技術廣泛地運用到各個行業中，開始了一場數字化的革新。

在1970年之前，計算機主要在大型機與小型機領域中發展，隨著微處理器及超大規模集成電路的發展與進步，計算機廣泛應用于人們的生活中，進入更多的行業中，有效提高了各行業的工作效率。經過技術的不斷發展，無論是計算機的主板、顯卡還是處理器都比原來的計算機有著本質上的提升，計算機的處理速度及設備的存儲容量也有較大的提高，可以有效完成圖像信息的采集工作。計算機不斷發展的同時，計算機的軟件及硬件也在快速的發展，高清晰數字近景攝影技術后期使用的圖像處理軟件使圖像更加容易存儲，同時能夠處理的圖像也越來越大，可以高效、快捷地解決許多圖像的問題。因此，計算機軟件的發展也是促進高清晰數字近景攝影技術發展的重要因素。

1.2 高清晰

高清晰一般都是相對于不清晰及清晰而言的，它是人們對圖像質量的一種描述。單位面積成像元素的數量是衡量圖像分辨率的重要因素，對相關人員的技術要求也較高。1839年，世界上出現了第一臺照相機，隨著照相機的出現，照相機的器材和技術也不斷地發展，以感光材料為感光軟件經歷了感光板階段和膠片階段，照片的清晰度也有了顯著的提高。現代照相機的清晰度可以滿足人們日常使用的需求，然而對于圖像采集工作來說，還是不夠的。

1969年，美國的實驗室發明了一種名為CCD的電子耦合組件，它就是現代數碼相機的原型，因為從數碼相機的工作原理來看，它就是把感光軟件從膠片換成了CCD/CMOS，CMOS從1988年開始使用，是和CCD一樣的感光軟件。在數碼圖像技術出現的早期，一般應用于軍事領域，后來軍用科技也逐漸進軍到民用的市場科技中，因此CCD技術也開始在民用市場中使用。1955年民用消費型數碼相機開始出現，然而它的分辨率及像素的效果不是很好，所以后來更多的人投入對數碼相機的研制中，不斷提高相機的存儲容量及功能，它的拍攝效果也逐漸接近傳統的相機。由于數碼相機與傳統相機的分辨率存在較大的差距，數碼相機以其優勢逐漸受到更多人的喜愛與推崇。隨著現在科學技術的發展，數碼相機的分辨率可以達到千萬像素，在較多的領域當中，數碼相機可以取代傳統相機。數字圖像易于計算機的處理，這一點成為高清晰數字近景攝影在文物圖像信息采集中應用的必要條件。

1.3 近景攝影

近景攝影是指被攝物與相機之間的距離控制在1～2米之間，在特定的環境中進行拍攝。在拍攝的過程中，保持被攝物不動的情況下，可以固定鏡頭焦距，通過相機的移動，調整被攝物與相機之間的距離，或固定被攝物與相機之間的距離，通過調節鏡頭的焦距，獲取清晰的圖像。鏡頭焦距的大小可以決定被攝物在介質上成像的大小，對同一距離的拍攝物進行拍攝時，鏡頭焦距短的成像小，鏡頭焦距長的成像大。而在近景的實際拍攝過程中，因為拍攝物與相機之間的距離是固定的，所以為了獲得更為清晰的圖片，可以選擇廣角鏡頭或者是魚眼鏡頭，但是這種鏡頭選擇的方式很有可能造成局部信息的丟失，為了保證拍攝物體信息的完整性，可以通過調整拍攝物與相機之間的距離來解決相應的問題。對于文物圖像信息的采集來說，局部信息的丟失有可能影響到文物圖像的研究價值，因此為了更好地保護文物，相關的人員還需要不斷地探索與創新，不斷提高攝影技術，更好地完成圖像采集相關工作。

2 高清晰數字近景攝影在文物圖像信息采集中的應用

2.1 工作原理

在現實的文物工作中，由于一些雕塑、壁畫、彩畫的特殊性，在進行近距離拍攝時往往會受到一定的限制，因此對文物圖像信息采集工作執行起來難度較大，傳統的圖像采集工作一般都是通過獲取局部的、零散的資料來完成，因此獲得的圖像信息不夠全面。隨著科學技術的發展，高清晰數字近景攝影很好地解決了這一問題。它的工作原理是將所拍攝的圖像進行有效分割，然后將圖像相互疊加，在獲得分割后的圖像后，用相應的計算機軟件進行后期的復原。拍攝物在進行分割之后，一般都會要求上下左右需要部分重疊，一般會使用鏡頭中央的圖像，并且重疊率不會低于50%，而且在實際的文物工作中，相關的工作人員可以從圖像采集的用途出發，調整圖片的重疊率和分辨率，減少后期的修復工作。

2.2 常用器材

在進行高清晰近景拍攝時，一般會用到一些器材。第一，最主要的使用器材為數碼相機，要求數碼相機有可更換的鏡頭，需要具有望遠效果和廣角拍攝的能力。還需要有全手動的功能，相關人員在進行近景文物拍攝時，需要對拍攝燈光和參數進行嚴格的控制，才能減少圖像之間的差異，有利于后期的復原。同時較大的移動存儲卡也十分重要，圖像類型的分辨率越大，文件所占用的空間也就越大，而且數碼相機拍照時會進行固定，為了減少對位置的改變，需要移動存儲卡滿足轉存的目的。快門遙控也是較為重要的，可以減少手動拍攝對圖像效果的影響。第二，燈光及附屬用品。一種是無色差的冷光源，它在長時間的拍攝中也不會產生熱量，減少了對文物的影響。另一種是閃光燈，它需要借助反光板反射，不能夠直接使用在文物上。第三，計算機。計算機不僅在現場拍攝中需要，同時還在后期的圖像復原時需要。第四，軌道和臺架。利于照相機的水平移動和縱向移動。還有其他的一些器材等，這些器材的相互配合才能最終完成文物的圖像采集工作。

2.3 工作步驟

高清晰數字近景拍攝是一項綜合性的工作，需要前后之間的配合。在進行近景拍攝前，需要制訂合理的拍攝計劃，在特定的環境中，保證相機和燈光的一致性，保證獲得的分割圖像可以完成后期的復原工作。同時應當根據拍攝的空間結構、拍攝路線，制訂詳細的計劃。比如在拍攝壁畫時，就需要考慮到古建筑的結構的復雜性與特殊性，事前進行測量，做好拍攝計劃。

3 高清晰數字近景攝影的特點和意義

傳統相機與數碼相機具有一定的差異性，盡管傳統相機的拍攝在分辨率上優于數碼相機，但是后期的恢復工作難度較大，它也可以將物質信息轉化為數字圖像信息，但是會增加相應的人力、物力以及工作量，因此一般不使用傳統相機進行高清晰的近景拍攝。在現代文物圖像采集工作中，高清晰數字近景拍攝得到了廣泛的應用，它可以在較小的空間內進行拍攝，解決了像壁畫、雕塑圖像采集的難題。而且與傳統的相機相比，它在借助后期計算機軟件的情況下，可以高效地對圖像進行復原，可操作性更強。通過使用度量尺和色板，可以對文物的尺寸、顏色進行合理還原。還可以根據圖像采集的用途，調整圖像的分辨率和大小。對于當前的高清晰數字近景拍攝工作，需要專業技術水平較高的工作人員、計算機圖形處理人才，因此它的投入也相對較多。在文物保護中，使用這項技術可以作為文物修復保護的依據、博物館文物導游的素材等，對于傳承和弘揚歷史文化也具有一定的意義。隨著文物保護越來越受到國家的重視，高清晰數字近景拍攝技術的使用也會越來越廣泛，它有效地將文化遺產傳承下去。

4 結束語

高清晰數字近景拍攝技術在文物圖像復原的工作中發揮了重要的作用。對于相關的人員來說，他們需要不斷地探索與研究，對高清晰數字近景拍攝技術不斷完善，一方面提高了圖像的復原程度，另一方面促進了文物保護工作的有序進行，并能有效利用文物資料解決一些重要課題。

參考文獻

[1]張罡，晏磊，趙紅穎，等.數字近景攝影拼接的多特征匹配自動化校正算法及其應用[J].影像技術，2005（1）：30-33.