3D扫描技术助力古建筑浮雕文物数字化保护

古建上的浮雕装饰不仅是建筑艺术的独特展现，更是建筑表现力的扩展。这些精美的浮雕记录了历史和传统文化，具有非常重要的历史和文化传承价值。然而因为岁月的侵蚀、自然的风华，这些瑰宝正在逐渐的消亡。古建保护迫不容缓，高精度三维扫描技术的引入为文物保护和研究工作提供了一种新的技术路径。本期我们将分享一则先临三维的伙伴——福建万象三维技术团队，通过EinScan Pro XS雕刻专用手持3D扫描仪采集存档古田临水宫的浮雕群的案例。项目需求&痛点分析客户的需求是对古田临水宫的浮雕群进行精细化的采集制作，数字化存档后可用以后续的研究以及衍生品创作。• 古田临水宫项目难点：1. 浮雕装饰在建筑表面，不便移动。2. 采集范围较广，如果贴点扫描，黏贴标志点过程耗时长，效率低。3. 浮雕装饰细节丰富，大场景扫描点距较为稀疏，采集数据细节难以满足浮雕纹饰复刻及研究需求。4. 浮雕离地较高，采集操作限制较大。3D数字化解决方案Step1：基于以上痛点，福建万象三维的技术工程师借助吊车，将工程师和手中的扫描设备托起与文物平行，在吊机师傅和扫描工程师的配合下，采用非接触式的手持三维扫描仪EinScan Pro XS进行采集作业。• 浮雕扫描现场EinScan Pro XS雕刻专用手持3D扫描仪小巧轻便，可直接携带到现场作业。它配置了多种拼接方式，支持不贴点扫描，有效避免了对于古建筑的物理接触和人为损伤。该扫描仪的最高扫描精度可0.045mm，最小点距可达0.2mm，能够细致还原浮雕的表面细节。扫描过程快速流畅，扫描速度最高可3,000,000点/秒，在高保真获取雕刻细节的同时，最大限度地提高了扫描效率，更好地满足了该项目复杂的使用场景。◆部分浮雕扫描数据展示•浮雕三角网格细节Step2:基于精准的STL数据建立还原度极高的数字模型，可以在数字环境中永久保留和传播浮雕艺术作品的精准信息，保护文化遗产并促进艺术研究与传承。•浮雕三维扫描模型整体展示Step3：结合3D打印技术来制作浮雕的复制品或模型，让文物不再局限于博物馆、古建之中，普通人也可近距离欣赏传统文化之美。• 3D打印浮雕模型Step4:使用细小的画笔和专业颜料，根据文物实际色彩进行仔细绘制。准确还原文物的形态、细节和色彩。文物还原模型以更直观、生动的方式展示文物的魅力，为观众提供更加丰富的历史、文化认知和体验。•文物彩色模型制作•文物还原整体展示文物保护是一项艰巨的任务，但三维扫描技术的出现为文物保护提供了新的可能性。这种技术可以全方位获取文物的详细信息，为高精度模型制作、研究和保护工作提供数据支持。此外，三维扫描技术还可应用于虚拟修复和复原，让历史文化遗产得到更好的传承和保存。这一技术的应用为文物保护注入了新的生命力，提供了更多的技术保障，使保护工作更加精确、高效。随着科技的不断进步，三维扫描技术在文物保护领域的应用将会越来越广泛，带来更多的突破和创新！S 2 020EinScanPro 2XPlus 多功能手持3D扫描仪 多模式3D扫描技术 快速获取高品质3D模型 更细腻丰富的数据细节 更广泛的扫描材质适应性 更流畅的扫描体验 EinScan Pro 2X Plus 2020 S 1000000 S 000010 工 Z ●电 卜 6100 ●鲁 勇鱼 000000 10000........0.U 100000..00..888000 2006000000060238890000 三 1100600000.20000000000 三 三 2010600000.0.0.99氨 1610060000..●兔 角免 美美 美美 美 201010000600000060090300990000 ●0●●●6氨 、 2000000000 40060600060复 00 S 4060000000 100%0台600040 二 EinScan Pro 2XPlus 2020版 延续EinScan Pro 2XPlus设备的优良性能，模块化设计，满足不同尺寸 实物的多种细节和精度要求的3D建模需求，能够适应广泛的应用场景，兼顾数据细节和扫描效率，更大程度扩展扫描应用边界，真正成为设计 师及工程师的有力助手。 升级的硬件和优化的算法，增强了手持精细扫描模式 的细节还原能力，获取被扫描物体的“高保真”3D数 字模型。 扫描模式包括：手持快速扫描、手持精细扫描，以及固定全自动扫描和固定自由扫描，可搭配纹理模块、工业模块以及足扫模块，适合多种应用场景。数据拼接模式包括：特征拼接、标志点拼接、转台编码点拼接以及手动拼接模式，同时在搭配纹理模块下，手持扫描模式可以实现纹理拼接。 *可选配模块 ： 40.2. 品 足扫模块 可实现物体全彩信息的获取， 在固定扫描模式下，使用转台实现自动3D扫描，获取高精度3D数据。 快速实现站立姿势下完整双足模型的精准扫描。 通过纹理拼接提高扫描效率。 材质适应广泛，更大程度扩展扫描应用边界 硬件升级搭配软件优化，提升了对被扫描物体表面材质 的适应性，优化了对深色表面和金属材质物体（非高反 光表面）的扫描效率。 得益于新一代视觉采集器件及优化的算法，手持扫描 模式下数据采集速度最快可达3，000，000点/秒，固 定扫描模式下，单幅扫描时间小于0.5s。采用 USB3.0相机接口，实现更高速、稳定的数据采集和 传输。 扫描幅面相较于EinScan Pro 2X 2020扩大1.6倍，更适合中到大尺寸实物扫描。 数据尺寸测量精度高 固定扫描模式下，单幅扫描精度最高可达0.04mm。利用标志点拼接，手持模式下 体积精度最高可达0.045mm+0.3mm/m。 便携轻巧， “移动办公”无负担 独具匠心的包装设计，如笔记本电脑般轻松携带，即插即用；轻巧的设备配 合体贴的防滑设计，满足长时间手持操作的需求，小巧的设备尺寸，应对在 更多工作空间中的灵活作业。 三维扫描软件EXScan Pro 清晰的软件工作指导流程，让3D扫描不论对于经验丰富的用户还是初学者，都如同录制视频般简单易用。丰富的数据后处理功能，让扫描 数据的编辑更加简单高效。 清晰的工作指导流程 用户友好的操作体验 数据后处理模块 数据实时显示 可对数据进行补洞、平滑、锐化、自动封装等操作。 高兼容性 数据测量模块 可以调整数据坐标，创建特征以及进行数据测量。 可输出STL、OBJ、PLY和ASC等标准数据格式；兼容市场上主流三维设计软件；直接导出封闭模型，无缝对接3D打印机。 多模式技术支撑更多应用方向 为了更高效的产品设计 为了更缤纷的艺术灵感 0-0 工业制造&逆向工程 为个性定制产品和3D打印提供3D数据 为了更健康的生活品质 艺术&遗产保护 数字雕塑 为了更丰富的创想体验 精准数字化诊疗 虚拟展示 个性化康复支具、矫治器械设计 VR / AR For More Shining Ideas 0 扫描模式 手持精细扫描 手持快速扫描 固定式全自动扫描(使用工业模块) 固定式自由扫描(使用工业模块) 扫描精度 0.045mm 0.1mm 单片精度0.04mm 单片精度0.04mm 扫描速度 10帧/秒 3，000，000点/秒 30帧/秒 1，500，000点/秒 单幅扫描时间<0.5s 单幅扫描时间<0.5s 体积精度* 0.3mm/m(借助标志点定位) 0.3mm/m(借助标志点定位) 不适用 不适用 空间点距 0.2mm-3mm 0.25mm-3mm 0.24mm 0.24mm 单片扫描范围 209*160mm——-310*240mm 景深 ±100mm 工作中心距 510 mm 光源 LED 标志点拼接；特征拼接(物体 标志点拼接；特征拼接(物体 转台编码点拼接； 标志点拼接； 拼接模式 表面有丰富的几何特征)；混 表面有丰富的几何特征)； 特征拼接； 特征拼接； 合拼接(标志点和特征) 混合拼接(标志点和特征) 标志点拼接； 手动拼接 纹理拼接(需添加纹理模块) 手动拼接 纹理扫描 支持(需添加“纹理模块”) 户外操作 避免强光直射干扰 特殊扫描物体处理 透明、高反光物体不能直接扫描，需先喷粉处理 可打印数据输出 支持输出可直接3D打印模型 数据格式 OBJ， STL， ASC ， PLY， P3， 3MF 扫描头重量(含传输线) 1.25kg 工作温度 0-40℃ 工作湿度 10-90% 认证资质 CE， FCC， ROHS， WEEE， KC 系统支持 Win10； 64位 推荐电脑 显 卡： NVIDIA GTX1080及以上，显存：>4G，处理器：I7-8700，内存：64G 端口：高速USB3.0 电脑要求 最低配置 显卡： NVIDIA Quadro P1000及以上或NVIDIA GTX660及以上； 处理器Intel(R)xeon E3-1230， Intel(R) 15-3470， Intel(R)I7-3770， 内存：8G，端口：高速USB3.0 *体积精度是指3D数据精度与物体尺寸之间的关系，每100cm精度降低0.3mm。上述指标描述通过标志点拼接测量球心距得出。 注：本公司保留对本手册中所描述的参数及图片进行解释及修改的权利。 EinScan官方微信 先临三维官方微信 ■ 口 凭临三 帽 400-0799-666 www.shining3d.cn cnsales@shining3d.com 000000000028