博尔科曼三维扫描仪在文物领域的应用

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【导读】博尔科曼三维扫描仪产品型号：optoTOP-HE——如何创建数字博物馆 ——如何修复一个坏了的文物 ——如何鉴别一幅油画的真伪 ——如何获取恐龙化石的精确3D形状有了博尔科曼的

博尔科曼三维扫描仪

产品型号：optoTOP-HE

——如何创建数字博物馆
——如何修复一个坏了的文物
——如何鉴别一幅油画的真伪
——如何获取恐龙化石的精确3D形状
有了博尔科曼的3D扫描仪，这些都变为现实。

从法兰克福考古研究所，黑森州博物馆，马克-费浪科研究所，法国卢浮宫，韩国历史博物馆到欧美的二十多家其它博物馆和研究所都采用了博尔科曼公司的3D扫描数字化系统。今天卢浮宫里很多不同种类的藏品都已经实现几何形状3D数字化和色彩数字化。3D数字化极大方便了科研工作，使很多以前无法想象的科研工作变成现实。

蒙娜丽莎油画像的数字化
油画蒙娜丽莎像非常珍贵，利用博尔科曼的三维扫描仪OptoSCAN对其进行精确扫描，几分钟就对该油画实现几何形状3D数字化和色彩数字化。图1是扫描结束后博尔科曼博士与工作人员的合影。利用3D数据和色彩数据修补的油画无论从油墨厚度，还是从色彩上连专家都难辨认。利用这些信息很方便鉴别赝品。通常的黑白相机扫描系统对黑色等深色和白色等浅色不太合适，对反光强的表面也不太合适，而博尔科曼的彩色三维扫描仪OptoSCAN到今天还没有扫描不了的油画。

各种碑文的3D数字化
世界上有近百台博尔科曼的OptoSCAN被用于碑文扫描，不仅快速方便精确地获取其3D数据，还有彩色数据。从蒙古国高大的石碑到韩国历史博物馆的碑文，从古埃及出土文物上的文字符合到扫描世界上其它众多文物及古建筑上的文字和符合，博尔科曼的OptoSCAN正发挥越来越重要的作用。无论是在蒙古国寒冷的夜晚，还是在非洲酷暑的野外，博尔科曼的OptoSCAN扫描系统都能适应这些环境，能非常精确GX地工作，对环境温度变化，湿度变化，携带震动，光线变化都能很好地适应，长时间工作不需要经常标定，是目前国际上用的*多，*可靠，*成功的彩色非接触式3D扫描系统。

表面反光文物的扫描数字化
很多金，银，铜等金属材料文物的表面非常反光，还有很多火漆类印章和盘类文物等表面非常反光，及玉石类文物和表面有油漆的文物等也非常反光，对这些文物又不可以对其表面喷显影剂，那么他们的扫描就非常的困难。博尔科曼的OptoSCAN彩色3D扫描系统就能非常好地扫描这类反光文物，而且扫描精度从4um。还有博尔科曼的3D扫描系统对表面曲率变化大的文物也能非常好地快速精确全面扫描。

卢浮宫数字博物馆
在欧美很多博物馆，如法国卢浮宫几年来一直对很多文化进行3D扫描，为其建立数字档案，建立数字博物馆。数字博物馆不仅便于以虚拟现实的方式对世界各地展出卢浮宫里的文物，还非常便于不同国家和研究机构间交换数据，合作研究。精确的3D数据使科研人员可以量化研究文物，推算当时的技术水平和科学工作范围，使很多以前无法想象的科研变为现实。利用精确的3D数据和现代化设备使修复后的文物在几何形状和色彩上几何可以以假乱真。有了文物的精确的3D数据对鉴定文物，识别赝品非常有帮助。

建筑类文物3D数字化
在世界各地有很多古教堂和古建筑上有很多珍贵的油画及塑像，在着些古建筑里面有很多非常珍贵的文物，如龙门石窟。对这些古建筑和里面的文物进行3D彩色扫描，建立数字档案意义非常重大。无论是文物保护，文物修复，文物复制等，还是其他科研活动，文物的3D彩色数字对此非常有用。在这些科研文物保护活动中，博尔科曼的彩色3D扫描系统做出了巨大贡献。国内的数字博物馆建设刚刚起步，也开始使用3D扫描系统，例如德国一研究所已对一百多兵马俑进行了3D扫描数字化。

我们实时关注收集博尔科曼的彩色3D扫描系统在世界各地的应用情况，愿为ZG的文物保护和科研贡献我们的一份力量，也非常欢迎大家与沈阳百格联系（shenyangligang@163.com，www.3dom.com.cn），索取在文物保护方面的相关文章和介绍。特殊的要求我们也可以与德国博尔科曼的专家沟通，免费提供进一步详细的信息和咨询。

采用optoTOP-HE系统来完成扫描测量工作，该系统通过改变相机镜头或投影仪的镜头，或改变相机和投影仪的间距来改变测量范围。利用多次照相再拼接的方法可以胜任从小的老鼠牙齿到30米高的建筑的3D数字化。下面是主要的技术数据：
测量范围： 30mm~1050mm，
数码相机： 1380 x 1036 像素
表面分辨率：0.02mm~0.7mm，
高度测量精度： 0.002mm~0.07mm，
传感器重量： 2~3KG

optoTOP-HE 详述
光源100 W 卤素灯
投影边缘数量 128
*短测量时间 980 ms
传感器重量 2 - 3 kg
分辨率 ( x,y ) 1380 x 1036 像素
测量范围大约图像对角线的0.8 x 0.6
测量体积深度大约图像对角线的1 / 2
X,Y 分辨率大约图像对角线的1 / 1.500
特征准确度大约图像对角线的1 / 15.000
噪声 ( Z ) 大约图像对角线的1 / 20.000

Image diagonan （mm） 50 100 200 400 800
X,Y分辨率（μm） 30 60 120 240 480
分辨率限制（Z）（μm） 1 2 4 8 16
噪声（Z）（μm） ±5 ±7 ±10 ±20 ±40
特征准确度（μm） ±7 ±10 ±15 ±30 ±60

上述所给的测量规范为FOVZX的平均值，是在定义说明的测量
条件下，在传感器精确校准之后所测得的值。所有与准确度和分辨率
有关的详细情况是与物体表面情况和周围环境相关的。

分辨率限制是当使用10位的相位评估时的理论限制。
定义特征准确度为对目标值而言的标记被测量位置的不同。

上述数据仅在单幅时有效。

整个测量周期的准确度与测量方法有很大关系。与照相测量法或
CMM法一起使用时，整体准确度是由所有系统共同给出的。通过使
用先进的3D调整及合并技术将两相邻图像间的间隙被减小到传感器
噪声标准以下。

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2006-06-09 12:35:57

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