试论数据采集与虚拟修复在大足石刻修复中的应用

文物作为一种不可再生的宝贵资源,其本体上的保护修复工作均需慎之又慎,需遵循国际上规定的“最小干预”及“可逆性”基本原则.为此,虚拟修复成为对文物动手修复时的重要辅助手段.然而,多数文物具有复杂立体结构和色彩,传统的虚拟修复技术难以实现逼真效果.三维激光扫描是近年来飞跃发展的一项高新测绘与信息技术,具有无损、空间精度高、速度快等突出优势,在文物数字留存及相关保护应用中发挥了重要作用.三维激光扫描技术与高清摄影技术相结合,为文物的虚拟修复带来新的契机.本文结合文物虚拟修复基本需求分析,提出了基于三维激光扫描技术的文物虚拟修复关键技术与工作流程,并以国家一号石质文物保护工程——大足石刻宝顶山千手观音造像的保护修复为例,进行了应用实践,综合历史资料和现有数据的分析,实现了三维形态及色彩的虚拟修复.结果表明,基于三维扫描的虚拟修复能够提供更为逼真的三维虚拟修复模型,供修复专家研究参考.     

简牍文物三维虚拟展示平台的研究与实现

以长沙简牍博物馆所收藏的简牍文物为研究模型,提出了将虚拟现实技术与简牍文物展览相结合的新方法。结合简牍文物自身特点和长沙简牍博物馆的实际情况,阐述了简牍文物三维虚拟展示模型的实现原理和过程,以及简牍文物三维虚拟展示平台的实现逻辑流程、系统结构和数据交换方式等。     

徐州市狮子山汉兵马俑坑防水加固保护

徐州狮子山汉兵马俑遗址自1984年12月发掘以来,俑坑一直未进行很好的防水加固保护,致使汉兵马俑长期处于饱水状态,甚至浸泡在水中。汉兵马俑受潮后,出现了陶俑涨开、泛碱,彩绘脱落,陶质酥解、粉化等病害。2007年,南京博物院联合宜兴太湖防渗修缮加固工程有限公司对狮子山汉兵马俑俑坑进行了防水加固保护,通过各项技术措施的实施,俑坑达到了不改变原状和防渗的技术要求,使汉兵马俑免遭水的侵害。     

基于三维扫描模型的兵马俑足踝有限元分析

利用三维扫描技术获取兵马俑残片的三维点云数据,结合Geomagic Studio和Hypermesh建立高精度的兵马俑足踝残片三维实体网格模型。通过基于ABAQUS的重力作用下的有限元分析,研究足踝部分的Von Mises应力和变形特征,以确定足踝处的受力薄弱部位。为进一步探究模型各残片的最佳点云简化比例,采用点云简化模型进行相同工况的有限元分析,以验证点云简化的可靠性。结果表明:结构在重力作用下可保持安全稳定的状态,相对薄弱部位位于左腿足踝处;对于大部分残片,其最佳简化比例在60%～70%,简化后可有效缩短模型实体化处理时间;采用简化模型得到的有限元结果,其最大Mises应力相比于原始模型的误差小于15%,且应力云图和变形图形状接近,模型简化具有可靠性。     

秦陵布局与兵马俑坑

秦陵布局这个问题是杨宽先生首先提出来的。受到这个启发,一九八二年十月,我写了《秦陵布局与兵马俑坑》一文,本意在求教于学界方家。现在,把这篇文章作了较大的修改,主要谈三个方面:一、秦俑坑产生的时代,二、秦俑坑的性质,三、秦陵布局中的秦俑坑。一、兵马俑产生于秦始皇时期兵马俑坑是什么时候制作的?一九八三年,有人在一篇文章中指出:“尽管秦始皇兵马俑消息传遍了世界,流行了很多年,然     

秦始皇陵兵马俑研究的总结性著作─—《秦始皇陵兵马俑研究》评介

秦始皇陵兵马俑研究的总结性著作─—《秦始皇陵兵马俑研究》评介田静袁仲一研究员编著的《秦始皇陵兵马俑研究》一书,１９９０年１２月由文物出版社出版。这是作者迄今为止研究秦始皇陵兵马俑的最系统的总结性的专著。袁仲一先生自１９７４年以来,一直参予秦始皇陵园的...     

三维激光扫描技术在岩土文物保护中的应用

三维激光扫描是近年来飞跃发展的一项高新测绘与信息技术,在文物保护中发挥了重要作用介绍了三维激光扫描技术的主要特点,从岩土文物保护需求出发,结合实际文物保护工程,重点介绍了三维激光扫描技术在文物信息留存、虚拟修复、监测等方面的应用,最后指出三维扫描技术在岩土文物保护中的心用与发展须与保护需求紧密结合,而硬软件的改进完善及相关技术的集成心用亦是重要研究方向。     

秦始皇陵东侧第三号兵马俑坑清理简报

在秦始皇陵东侧继第一、二号兵马俑坑之后,于1976年6月通过钻探又发现了第三号兵马俑坑。它位于第一号兵马俑坑的西端北侧,两坑相距25米,东距第二号兵马俑坑约120米(图一)。1977年3月至12月对第三号兵马俑坑进行了发掘。参加发掘工作的有秦俑坑考古工作队及秦俑坑考古进修班的全体学员。第三号兵马俑坑面积较小,约520平方米,仅为第一号兵马俑坑的二十七分之一,     

神奇的秦始皇兵马俑

正我们一家人跟着旅行团,来到了被称为世界八大奇迹之一的秦始皇兵马俑。在陕西秦始皇陵东侧5千米处,有闻名世界的秦始皇兵马俑博物馆。导游告诉我们,它是在秦始皇兵马俑一号坑原址于1979年修建而成的。秦始皇兵马俑的发现,在世界引起了巨大的轰动,并引来了参观秦始皇兵马俑的热潮。当时的法国总理希拉克留言:"世界原有七大奇迹,秦始皇兵马俑的发现,可以说是第八大奇迹了。不看金字塔,不算真正到过埃及。不看秦俑,不算真正到过中国。"兵马俑作为守陵     

秦兵马俑与秦军阵法

秦俑坑8000多个兵马俑表现了一支强大的秦军陆军作战部队,宿卫皇陵.尽管俑坑的设计构想,受到了葬制、建筑,军队形象和战术特点等诸多因素的影响,但从兵马俑兵种东向,南北依次排列;编制完整,间隔紧密;人不乘车,手牵马缰的情况看,总体     

我国虚拟旅游网站的功能评价研究

随着虚拟现实技术的发展,越来越多的人开始享受虚拟旅游,虚拟旅游网站和其他网站的本质区别在于其所提供的虚拟旅游产品和服务,因此,虚拟旅游产品和服务的质量构成了网站的核心竞争力。本文选取具有代表性的虚拟旅游网站作为研究对象,在虚拟旅游和网站评价指标体系相关研究的基础上,建立虚拟旅游网站的评价指标体系,并采用内容分析法进行实证研究,以探究目前我国虚拟旅游网站的功能概况。研究结果显示:一方面,目前我国虚拟旅游网站界面功能结构不完整,主要表现为用户界面友好性低、更新不及时、交互性不强等问题。另一方面,就网站的虚拟旅游产品和服务而言,其内容较单调,对虚拟现实技术的应用不够深入,体验性设计不够,多数网站还处于对虚拟旅游产品和服务进行低水平开发的阶段。为此,笔者提出了相关建议,并对后续研究进行了展望。     

Immersive Visualization and Curation of Archaeological Heritage Data: Çatalhöyük and the Dig@IT App

Advanced data capture techniques, cost-effective data processing, and visualization technologies provide viable solutions for the documentation of archaeological heritage and material culture. Work at the UNESCO World Heritage site of Çatalhöyük has demonstrated that new digital approaches for capturing, processing, analyzing, and curating stratigraphic data in 3D are now feasible. Real-time visualization engines allow us to simulate the stratigraphy of a site, the three-dimensional surfaces of ancient buildings, as well as the ever-changing morphology of cultural landscapes. Nonetheless, more work needs to be done to address methodological questions such as follows: can three-dimensional models and stratigraphic relationships, based on 3D surfaces and volumes, be used to perform archaeological interpretation? How can a 3D virtual scenario become the interface to cultural data and metadata stored in external online databases? How can we foster a sense of presence and user embodiment in the simulation of ancient cities and archaeological sites? This article aims to provide viable solutions to the methodological challenge of designing a comprehensive digital archaeological workflow from the data acquisition and interpretation in the field to a three-dimensional digital data curation based on interactive visualization, searchable 3D data, and virtual environments. This work describes the results we achieved developing the application Dig@IT, a multi-platform, scalable virtual reality tool able to foster archaeological data analysis, interpretation, and curation in a realistic and highly interactive virtual environment.     

缺失彩绘的虚拟三维重建——秦俑彩绘

利用三维测量技术和计算机技术,以及科学的数据计算,计算机可以制造出虚拟三维形象,便于展示与交流。至今为止,秦俑坑中出土的大多数陶俑的彩绘留存不多甚至没有。色。大部分原始彩绘均已脱落,只有极少部分彩绘保留至今。本文以虚拟三维模型重构了秦俑原始彩绘,显示了其功能与意义。俑（T21G18-03）是这次工作的对象。陶俑主要显现出灰暗的陶一尊将军俑（T9：1）和一尊跪射陶俑出土时彩绘的纪录档案是重构工作的出发点。通过三维扫描仪将陶俑表面形状进行数据记录,这是重构工作的基础。然后通过数码照片记录彩绘现状,并将这些照片进行三维机理处理。采用三维绘制软件进行重建和摹绘工作。数据模型过程可以模拟和大多数彩绘和表面情况。这项工作的开展通过几件典型陶俑,将秦俑的原始状态展示给大家。通过计算机模拟,多彩的秦俑军阵活灵活现的呈现在观众面前。     

Quantitative micromorphological analyses of cut marks produced by ancient and modern handaxes

In this study, we analyse the three-dimensional micromorphology of cut marks on fossil mammal remains from a ∼0.5 million year old Acheulean butchery site at Boxgrove (West Sussex, southern England), and make comparisons with cut marks inflicted during the experimental butchery of a roe deer (Capreolus caproelus) using a replica handaxe. Morphological attributes of the cut marks were measured using an Alicona imaging microscope, a novel optical technique that generates three-dimensional virtual reconstructions of surface features. The study shows that high-resolution measurements of cut marks can shed light on aspects of butchery techniques, tool use and the behavioural repertoire of Lower Palaeolithic hominins. Differences between the experimental cut marks and those on the Boxgrove large mammal bones suggest variation in the angle of the cuts and greater forces used in the butchery of the larger (rhinoceros-sized) carcasses at Boxgrove. Tool-edge characteristics may account for some of these differences, but the greater robusticity of the Boxgrove hominins (attributed to Homo heidelbergensis) may be a factor in the greater forces indicated by some of the cut marks on the Boxgrove specimens.     

A Three-Dimensional Model of a Thule Inuit Whale Bone House

Abstract

The semi-subterranean whale bone house is one of the most distinctive features of Thule Inuit culture in the Canadian Arctic (A.D. 1000–1600). An understanding of how these remarkable dwellings were designed and built has been hindered by measurement and recording techniques restricted to two dimensions. Determining how the unusual shapes and sizes of whale bone elements would have influenced the strength of the roof frame and the volume of the house's interior requires a three-dimensional point of view. We constructed a three-dimensional computer model of such a house by first employing laser scanning technology to create a digital model of a North Atlantic Right Whale skeleton on display at the New England Aquarium in Boston, Massachusetts. Individual elements from the digital model were used in combination with archaeological data to construct an accurate representation of a Thule whale bone dwelling. Constructing a model in a virtual world is analogous to building one in the real world. Consequently, we gained a deeper understanding of the design principles used by Thule builders, and conclude that the development of an architectural tradition based upon whale bone may be among the greatest technological achievements in Arctic prehistory.     

Charity as a Means of Zoroastrian Self-Preservation

Zoroastrian theology's emphasis on living the good life; the encouragement to create material wealth with the accompanying social obligations to put it to good use, explains the immensely extensive welfare system put in place by the Parsi community in India. Following the Arab conquest of Iran, the diminution in numbers and stature of the Zoroastrians in the ancestral land and the subsequent Parsi settlement in India, meant the marginalization of a people whose forebears once ruled a mighty empire. Once the Parsis acquired financial success, they put in place a community-wide network of benevolent institutions. This was followed by extending a muscular benevolence to the Zoroastrians of Iran, which evolved into a highly structured undertaking to ensure the safeguarding of the community from virtual extinction. Thus, Zoroastrian philanthropy was as much a reaffirmation of religious traditions as it was a means of self-preservation.     

Eros and Dionysus

Abstract

Liberty was once praiseworthy because it enabled a free choice for the good. Technology recasts the classical link between liberty and virtue by making human well-being depend on technological advance. Till recently, technology signified human mastery over nature. But now virtual reality offers itself as a substitute for nature. Unlike machines which hold us at a distance, it draws us in with images. It no longer shapes the soul indirectly through the effects of using machines, but involves the soul directly. The modern attempt to bracket the soul has brought it back virtually. The argument between fight and flight is at a standstill. Instead, the irony which many lament as a feature of postmodernity can provide a distance from the technologies which have made themselves necessary.     

粮食安全与中国耕地关系的动态调整——基于1980～2004年中国虚拟耕地及其贸易的研究

虚拟耕地是指从具体农产品实物中抽象出来的耕地资源消耗,有了这样一个概念,作为一种不可移易的资源的耕地就可以虚拟地依存于具体农产品的贸易中,并成为一种可以在地区或国际间进行流动和贸易的虚拟资源。对1980～2004年中国虚拟耕地及其贸易量的分析表明,新时期以来,中国粮食虚拟进口耕地和出口耕地对国际市场的依存度都较小;目前中国虚拟耕地贸易最重要的主体已经由粮食让位于油料,影响虚拟耕地数量的主要因素已经不是粮食安全而是生活质量,这是一种更高层次的粮食安全。粮食安全的政治性决定了粮食的战略产品性质,因此任何时候都不能放松粮食生产,但中国应该动态把握耕地的有机调整。     

Photoshop虚拟修复在奉国寺壁画保护中的应用

义县奉国寺属辽代皇家寺院,寺内主殿大雄殿为辽代建筑,殿内四壁满绘壁画,规模宏大,绘制技法独特,对研究元代壁画具有极高的价值。但因战乱、地震等灾害受损严重,壁画保存现状堪忧。由于其保护难度大,病理研究尚不明确,目前无法对其进行实体保护修复,因此通过Photoshop对壁画线条病害、颜料病害和结构病害进行虚拟修复,虚拟修复内容包括对壁画表面覆盖物进行清理,对线条和颜料层缺失部分进行补全,对变色、褪色区域进行色彩校正,修复结果表明画面复原取得了良好的效果。Photoshop虚拟修复对于壁画保护是一种可行且有效的方法,可为之后的壁画保护提供参考、借鉴,同时也可以最大程度地提取壁画信息,有利于壁画的展示。研究结果表明Photoshop虚拟修复是数字化保护文物发展的重要方向。     

体验性网络团购对城市商业空间组织的影响

我国网购市场的发展培养了一代网络购物用户和大量服务商,网络团购相应发展,其现实影响有待评估。本研究选择石家庄7网为资料源,应用若干方法探讨一种新型电子商业业态--体验性网络团购对城市商业空间组织的影响,这对优化城市商业布局具有一定意义。文章首先回顾了石家庄市商业格局的演变和团购网站的应用,然后基于街道、产品、成交量等方面的数据,阐述其现实影响。研究发现:①电子商业模式作用下的商业网点空间分布仍然具有很强的区位特征,受基础设施作用而在繁华街道集聚,增强了中心的极化。②给周边地区商业网点带来新的商机,盘活了周边商业空间,进一步证明电子商务的扩散功能。③引发了一种新型商业业态--楼宇经济的崛起,网络团购与楼宇商业形成的良好互动,对城市就业以及通勤都产生长远影响。④零售商业正在追逐电子商务所带来的优势,价格体系、经营方式及商业政策都面临极大挑战,需要营造一种可以保证电子商业良好发展的环境。