作為人類史前地質歷史時期形成并賦存于地層中的生物遺體和活動遺跡,古生物化石不僅是地球歷史的見證,也是研究生物起源和進化的重要科學依據,對研究地質時期古地理、古氣候、地球的演變、生物的進化等具有不可估量的價值。
怎樣保護好這些不可再生的古生物化石資源?怎樣提升古生物化石的研究及科普水平?這是一道繞不開的“必答題”。
從三維掃描到化石修復
為了實現化石的長久保存和研究,對化石進行三維數字化處理、數字化建檔的工作是非常有價值和意義的。作為真實化石的副本,為化石研究、保護提供完整、準確永久的數字檔案,最大程度地彌補因化石不可抗拒的衰變或缺失而帶來的缺憾。
在化石保護工作者看來,每塊化石所在的巖石層位以及硬度有所差異,因此在修復過程中,力度要把握好,對于破碎的、有缺陷的化石,需要拼接比對復原。傳統的古生物復原是在古生物學家的指導下,復原師經過繪畫、泥塑、翻模、澆注、修模、上色等工藝來對古生物進行重塑。這對復原師的要求非常高,需要同時具備極高的專業知識和藝術創作力。純手工的復原工作中有大量重復而繁瑣的步驟,例如細節紋理的繪制、模型的復制等,消耗了復原師大量的精力和時間。
而相比之下,3D 掃描技術非接觸式掃描復原古生物具有效率高、精度高的特點。為了重建恐龍化石缺失的骨架,國外某博物館工作人員 Denver Fowler 使用 POP 2 3D掃描儀對博物館館藏距今已有 3000萬年歷史的北達科他州恐龍頭骨進行超精細數據采集與處理,掃描效果十分驚艷,清晰呈現了骨骼表面凹凸不平的痕跡以及化石成化過程中自然形成的紋理。這為恐龍骨架修復工作節省了大量時間,使其能更加專注于缺失細節的建模,并補充到最終的 3D 骨架上。
國外用戶JonHimself使用 POP 2 3D掃描儀,不直接接觸掃描即可實現輕松完成化石工藝品的復制工作,且獲得的化石模型細節極為清晰豐富,精度高達0.05mm。非接觸式掃描模式,對化石標本本身而言,可以有效避免傳統測量及研究方法給古化石帶來的潛在損害。
現代科技讓古文物“說話”
對于文物的制作研究來說,傳統數字記錄方式只有通過影像進行的數字記錄,再配合簡單的平面圖或剖面圖,不能表現出文物或藝術品復雜的幾何外形。此外,數字記錄檔案中缺乏精確的三維模型信息為文物修復及修繕提供數據基礎。
三維掃描技術除了對古生物化石本身的修復具有極其重要的意義之外,還可以通過對文物表面進行掃描,結合專業的軟件增強物體表面的形態,來判斷早期制作古文物時所用的材料、制作工藝等,讓我們對古文物的了解更進一步。
以國外用戶 Davide使用 POP 2 3D掃描儀對十八世紀的木雕表面的工藝造型進行掃描為例,其通過分析木雕造型的形態來判斷古時工匠制作木雕時使用的工具及制作過程。
此外,Davide還使用 POP 2 3D掃描儀結合專業的逆向軟件對木雕表面留下的受損面進行分析,從而進行相應的修復。
三維掃描儀技術作為一項高科技技術,可以通過對文物及古工藝品的研究,了解其早期制作環境、工藝與形制、流變與傳播。我們在讀懂其中的奧秘后,也可“以古為鑒”,將一些經驗運用到現代材料的生產中,這樣不僅能避免文物制作工藝的流失,更能推進文物數字化的探索進程。
Revopoint 三維掃描作為實現 3D 數字化技術在文物研究中極為重要的一環,不僅是修復古生物化石、文物、藝術品的有效途徑,更是自然博物館對古生物研究、展覽、科普宣傳不可或缺的手段之一。
三維數據相比傳統的數據形式,更具有靈活的可塑性。將建模后的文物及化石三維模型應用于AR、VR等設備并配合語音講解、情景動畫等,大眾可以透過一個個干枯棕黃的化石,了解更多與文物相關的知識,探索世界數億年前的“奧秘”。
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