據(jù)2011年第三次全國文物普查結(jié)果顯示，我國在23年間約有4.4 萬處曾登記過的不可移動文物消失，年均消失約2000 處。近年來，地震，洪水等自然災(zāi)害頻發(fā)，加上市場經(jīng)濟下景區(qū)商業(yè)化帶來的安全隱患，文物保護(hù)壓力巨大。
文物作為歷史的見證者，對傳統(tǒng)文化的傳承有著深遠(yuǎn)的意義，但往往歷史悠久的文物，其維護(hù)成本越是高昂，常常容易因為各種原因毀損，而在時間的長河里湮沒。如何留住正在“消失”的文物，成為了擺在文博機構(gòu)及相關(guān)工作者面前的難題。
近年來，伴隨著“數(shù)字+文化”催生出文化領(lǐng)域的大量新興業(yè)態(tài)，數(shù)字文化產(chǎn)品的探索也從二維、三維到高維的高保真重建與智能化設(shè)計技術(shù)不斷演進(jìn)，其中三維掃描技術(shù)結(jié)合數(shù)字三維重建等數(shù)字化技術(shù)手段是目前還原文化遺產(chǎn)的最理想方式之一。
數(shù)字技術(shù)的逐漸推廣與深度應(yīng)用不僅降低了復(fù)雜環(huán)境對脆弱文物造成的損害，而且可使文物信息永久保存下去，在實踐中極大拓展了文保行業(yè)的發(fā)展和輻射空間，為文物三維數(shù)字化、智慧博物館建設(shè)提供了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，助力數(shù)字文保行業(yè)蓬勃發(fā)展。
01
讓文物“活”起來
文博數(shù)字化護(hù)航文物傳承
古文物屬于不可再生資源，是中華民族的歷史瑰寶，具有珍貴性和特殊性。因此，在進(jìn)行保護(hù)工作時難度較大。
據(jù)國家文物局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國目前有不可移動文物76.7萬處，國有可移動文物1.08億件/套，數(shù)量多分布廣、考古研究難度大是擺在文物保護(hù)工作面前的首要難題。
除此以外，實物考古還存在著安全性弱，受環(huán)境/人工影響較大;地域性強，跨地域研究難度大;測量/分析手段受限，難以對比;傳統(tǒng)圖片存檔方式在還原、修復(fù)、鑒定等方面有所局限的諸多問題挑戰(zhàn)。
近年來，隨著科技的發(fā)展以及政策的支持，系統(tǒng)地進(jìn)行文物的數(shù)字化工程越來越成為保護(hù)文化遺產(chǎn)資源的重要工作?？萍紴槲奈锉ｑ{護(hù)航，讓文物保護(hù)與時俱進(jìn)，已成為當(dāng)下各文保單位與科技企業(yè)的共識。
早在2021年，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”文物保護(hù)和科技創(chuàng)新規(guī)劃》中就對新時代下文物保護(hù)提出了建設(shè)性要求。
《規(guī)劃》提出：要系統(tǒng)整合全國不可移動文物資源數(shù)據(jù)庫、國有可移動文物普查數(shù)據(jù)庫、革命文物數(shù)據(jù)庫等，加強文物資源大數(shù)據(jù)應(yīng)用。將文物資源空間信息納入國土空間基礎(chǔ)信息平臺。加強文物數(shù)字化保護(hù)，以世界文化遺產(chǎn)、全國重點文物保護(hù)單位、館藏一級文物等為重點，推進(jìn)相關(guān)文物信息高清數(shù)據(jù)采集和展示利用。
考古方面，要大力發(fā)展科技考古，提升考古信息采集管理、綜合分析和研究應(yīng)用水平;博物館方面，要夯實博物館藏品保護(hù)管理基礎(chǔ)，加快推進(jìn)博物館藏品數(shù)字化，完善藏品數(shù)據(jù)庫，加大基礎(chǔ)信息開放力度。
伴隨著數(shù)字化技術(shù)在文博保護(hù)及考古領(lǐng)域的日益普及，智能化、高精度、高效率的高保真文物數(shù)字化解決方案對文保領(lǐng)域數(shù)字化發(fā)展的價值日益凸顯，文物三維數(shù)字化技術(shù)手段在效率和精度上更能滿足館藏文物對數(shù)據(jù)的要求。在國內(nèi)，據(jù)悉已經(jīng)有一些世界級文化遺產(chǎn)及一些博物館，如故宮、布達(dá)拉宮、上海博物館、南京朝天宮博物館等已經(jīng)開始了三維數(shù)字化嘗試和實踐。
02
相芯高保真文物數(shù)字化解決方案
為文物“永生”添加數(shù)字屏障
追溯過去的文明，賦予越來越多的文物數(shù)字“新生命”離不開技術(shù)的加持，文物保護(hù)與傳承和科技手段結(jié)合是必然趨勢。
在此背景下，針對文物保護(hù)的一系列難題，相芯文物高保真數(shù)字化解決方案基于自研超寫實三維數(shù)字物技術(shù)，可為文博領(lǐng)域客戶提供數(shù)據(jù)采集、三維重建、效果呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)管理的全棧數(shù)字物應(yīng)用支持，從資產(chǎn)搭建和價值延伸等維度推動文物數(shù)字資產(chǎn)體系建設(shè)，為文物保護(hù)添加“數(shù)字屏障”。
高精度三維數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)高保真三維建模
由于大部分文物具有珍貴、精致的特點，在文物三維數(shù)字化保護(hù)過程中，對其紋理信息采集記錄、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用尤為重要。在精細(xì)、繁多的數(shù)據(jù)面前，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記載方式在效率和精度上都很難滿足文物對數(shù)據(jù)的需求，而三維掃描技術(shù)與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比更加快速、有效，自動獲取得到的數(shù)據(jù)誤差值更低，且非接觸式的數(shù)據(jù)獲取方式有效減少了人為因素對文物的損壞。
相芯文物高保真數(shù)字化解決方案采用高性能三維掃描儀輸出精準(zhǔn)3D文物模型，掃描過程中不直接接觸文物即可快速生成微米級高精度模型，掃描精度高達(dá)0.007mm，最小點間距可達(dá)到0.029mm，更容易捕捉文物細(xì)小紋理，具有精度高、效果佳、速度快、安全性強等優(yōu)勢。
同時，為了保證文物表觀紋理和色彩達(dá)到高保真還原的效果，以及為后續(xù)重建環(huán)節(jié)的配準(zhǔn)精確度提供參考依據(jù)，還將通過攝影方式實現(xiàn)對文物表觀采集工作，確保文物在光源環(huán)境安全的前提下進(jìn)行高質(zhì)量拍攝，實現(xiàn)文物表觀采集的高品質(zhì)、高安全性。
智能快捷的重建系統(tǒng)，高效率、高品質(zhì)重建效果
文物保護(hù)可以“延壽”，數(shù)字化重建可以“永生”。借力相芯專用文物重建系統(tǒng)，可實現(xiàn)包含高精度視覺重建、智能化模型匹準(zhǔn)、自動紋理映射、完成質(zhì)量評價等在內(nèi)的全鏈路流程。
相芯先進(jìn)的多視圖立體視覺匹配與三維重建技術(shù)可實現(xiàn)文物高精度視覺重建，同時基于高精度自動紋理映射算法，突破常規(guī)視覺算法性能瓶頸，實現(xiàn)智能化超高精度貼圖。
相較于傳統(tǒng)人工操作，憑借軟件重建可實現(xiàn)全程高效率貼圖，是手工貼圖方案的10倍;此外，相芯智能化重建軟件可實現(xiàn)文物三維重建全自動質(zhì)量評價流程，效率是人工檢查完成質(zhì)量用時的100倍，僅需10秒即可完成。
在模型還原精度上，軟件自動貼圖也更具有優(yōu)勢。與手工貼圖相對比，軟件自動貼圖能夠保證模型貼圖效果保持與照片高度一致，真實呈現(xiàn)文物原貌，且針對復(fù)雜精細(xì)的文物自動貼圖的誤差值更低，能夠保證復(fù)雜紋理縫、邊角等處紋理貼圖準(zhǔn)確性，減少因人工疏忽導(dǎo)致貼圖拉伸、邊角模糊等現(xiàn)象，實現(xiàn)更加清晰、自然的紋理接縫處貼圖效果。
針對模型重建后的后期處理環(huán)節(jié)，還可提供專用軟件簡易一站式處理重建和調(diào)優(yōu)，操作簡易安全穩(wěn)定，通過專業(yè)照片對比，快速批量完成修圖，實現(xiàn)高保真紋理貼圖。
高保真效果呈現(xiàn)，1:1還原文物本身風(fēng)采
相芯運用領(lǐng)先的3D技術(shù)，輔助文博行業(yè)客戶實現(xiàn)全面的文物數(shù)字化展陳?？芍С?k分辨率最高等級畫質(zhì)，1:1復(fù)刻物體全貌風(fēng)采，紋理細(xì)節(jié)分毫必現(xiàn)，高保真還原物的流光溢彩。
依托相芯全自主的數(shù)字資產(chǎn)渲染展示能力，還可一鍵快速導(dǎo)出文物展示級模型，支持移動端/PC端web在線實時渲染展示，智能化、易應(yīng)用。
同時打通博物館多終端平臺展示，多屏兼容適配，并提供文物3D模型展示，以沉浸式三維空間為觀眾營造身臨其境的體驗。
觀眾可在云端720°隨意查看文物細(xì)節(jié)，打破了傳統(tǒng)線下實物陳列只能隔著玻璃看的展示方式，讓觀眾與歷史文物互動起來，以寓教于樂的形式讓觀眾領(lǐng)略歷史美學(xué)、了解這些珍貴文物背后凝結(jié)的智慧和故事，助力文博行業(yè)在新時代打造永不落幕的線上博物館。
全流程智慧管理，數(shù)字資產(chǎn)共享共建
獲取和存儲文物三維數(shù)據(jù)之后，通過相芯文物信息管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)針對數(shù)字文物物的全流程管理，為數(shù)字文物的資源權(quán)限管理、資源加工處理、資源展示應(yīng)用等工作提供一站式便捷化的工具支撐，保證管理工作智能化、高效化。
傳統(tǒng)的文物檔案創(chuàng)建和保存難度高，在文物安全保護(hù)上也有很大隱患，而依托相芯數(shù)字物信息管理系統(tǒng)安全的數(shù)字資產(chǎn)存儲及管理能力，可支持私有/公有多方式自由部署，真正意義上實現(xiàn)安全可靠的加密傳輸，為文物保護(hù)研究建立完整、準(zhǔn)確、安全的數(shù)字檔案，作為真實文物的副本保存。
實現(xiàn)采集和生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲后，還可按照每一個文物不同的歷史文化背景、儲存環(huán)境、應(yīng)用方式、背后蘊含的歷史文化信息，進(jìn)行資料分類歸檔整理， 便于工作人員快速、準(zhǔn)確、 深入地挖掘文物背后的資料信息，后續(xù)通過上傳統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源庫，實現(xiàn)文物資料的共享共建。
03
總結(jié)
目前，已有國內(nèi)知名文博機構(gòu)與相芯展開文物數(shù)字化實踐的深度合作，助力自身館藏文物數(shù)字化建設(shè)和管理。除此之外，相芯高保真文物數(shù)字化解決方案還可深度賦能藝術(shù)文創(chuàng)、NFT數(shù)字藏品、藝術(shù)品數(shù)字化交易等多場景下的行業(yè)應(yīng)用。
借助文物數(shù)字化解決方案，用戶可智能化利用文物數(shù)字化資源進(jìn)行藝術(shù)二次創(chuàng)作，推動文化遺產(chǎn)的多元共享;也可生成具有唯一數(shù)字憑證的數(shù)字藏品，實現(xiàn)真實可信的數(shù)字化發(fā)行、購買、收藏和使用;在現(xiàn)代化藝術(shù)品交易領(lǐng)域，還可替代真實藝術(shù)品文物進(jìn)行數(shù)字化云端交易，大大降低藝術(shù)品交易品鑒門檻。
文物保護(hù)工作不僅在于建立健全的防災(zāi)機制，更在于建立完善的文物數(shù)字檔案。數(shù)字化保護(hù)已經(jīng)逐漸是文化遺產(chǎn)保護(hù)的重要手段，通過三維數(shù)字化技術(shù)和方案實現(xiàn)對文化遺產(chǎn)客觀、完整的數(shù)字化存檔，乃至真實生動的互動展示，是未來永久保護(hù)和可持續(xù)傳播珍貴文化遺產(chǎn)的有效途徑。
引進(jìn)數(shù)字化采集技術(shù)建立文物數(shù)字化檔案，已成為目前文博行業(yè)數(shù)字管理與智慧應(yīng)用普及的重要基礎(chǔ)?？梢灶A(yù)見的是，在未來，必定會有更多的文物保護(hù)單位邁向“數(shù)字文博”、“智慧博物館”的行列，用科學(xué)的方法對文物進(jìn)行保護(hù)修復(fù)，保證文物信息的永續(xù)保存和利用。
而作為高保真文物數(shù)字化解決方案落地實踐的先行者之一，相芯將繼續(xù)用實際行動助力文博行業(yè)實現(xiàn)文物物質(zhì)形態(tài)與數(shù)字形態(tài)的融合融通，為文物保護(hù)筑起數(shù)字化壁壘，讓靜謐不語的文化遺產(chǎn)在現(xiàn)代科技的加持下煥發(fā)新生。
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