莫高窟壁画彩塑表面降尘调查研究

通过对莫高窟壁画彩塑表面降尘进行收集，分析降尘粒径分布、化学组成、显微形貌、可溶盐含量等理化性质，进而研究降尘对莫高窟壁画彩塑的影响。研究结果发现：莫高窟壁画彩塑表面的降尘大部分为地壳源矿物，对窟内壁画、彩塑带来的潜在危害是物理遮盖和磨蚀等作用，在更长的时间尺度上，降尘会对壁画彩塑具有潜在的盐蚀等化学威胁。莫高窟壁画彩塑表面降尘是导致壁画彩塑产生病害的一个不可忽视的重要因素。研究的结果为莫高窟壁画彩塑预防性保护提供基础数据。     

基于关节臂扫描的文物精细三维信息留取

基于关节臂和高清摄影进行重庆大足千手观音现状信息留取和精细三维重建具有现状的真实、完整记录,可为现场修复提供参考,为此,提出一种新的基于关节臂高精度扫描的文物精细三维信息获取方法,利用关节臂对文物进行扫描,获得高精度几何数据,在此基础上建立超精细三维建模,同时利用人工选取控制点来获取高分辨率影像。基于本方法所获得的精细三维信息可以用于三维统计、虚拟修复和变化检测等方面,为文物的现场保护修复工作提供科学依据,并为其他文物精细三维重建提供参考。最后以重庆大足石刻造像为例,验证了该方法的可行性与有效性。     

可移动文物多视角三维重建的拍摄方法探索

通过数字摄影与多视角三维重建技术,能够完成多种可移动文物的三维重建工作。为满足Agisoft Photoscan软件进行三维重建的技术要求,在进行可移动文物的多视角影像获取时,针对形态各异、种类繁杂的可移动文物,需要采用不同的拍摄方法,保证可移动文物三维重建的最佳效果。     

山西省万荣县寿圣寺塔的多视角影像三维重建

为了制定山西省万荣县寿圣寺塔的保护规划方案,需制作具有真实纹理的三维模型,但砖塔等大型不可移动文物的三维重建难度很大,制作成本一直很高。为此,本研究运用无人机拍摄和地面拍摄多视角影像的技术,制作寿圣寺塔的三维模型,生成各个立面的正射影像图,量算砖塔的高度、宽度等尺寸数据,为这类文物的三维重建提供一种新的技术和方法。     

三维重建在文物考古工作中的应用

随着高性能计算机技术的飞速发展与三维GIS技术、低空数字成像技术、多视角三维重建技术等的不断完善,运用真实三维模型来模拟、分析和展示各种考古遗迹、文物的方式越来越成熟。本文通过典型实例介绍了考古研究与文物保护中考古遗址、发掘区、可移动文物、标本等的三维重建和数据处理的技术与方法,提出随着信息获取、处理、展示技术的飞速发展,文物保护与考古研究中全方位空间信息的采集、模拟等技术的推广和运用显得越来越重要,可望为古代人地关系研究、文化遗产展示提供强有力的支持。     

古代壁画＼彩塑及彩陶类表面颜料的时代性特征概述

古代的壁画、彩塑及彩陶类文物,不仅以内涵丰富的绘画内容闻名,其表面绚丽的色彩,充分体现出文物的艺术价值,也反映出古代人民对矿物、植物、动物、金属和化学合成等五大来源颜料的综合运用技术和使用历史。为了解彩塑壁画类文物表面各种颜料的时代性特征。     

文物保护学视角下的文物信息学

文物信息是文物运动的状态及其改变方式。文物信息以文物为原初载体,是文物价值的主要来源和文物状态的反映。本文以文物保护学的视角,结合信息科学的理论和方法,从文物信息的定义、文物信息的变化与度量、文物信息的分类、文物信息系统、文物信息的价值五个方面对文物信息进行探索,以期对文物信息的获取和认知以及文物保护学的学科建设等方面有所意义,更好地指导文物保护的研究和工作。     

基于视觉的明清古家具数字文化档案高精度三维重建

文物是人类在社会活动中遗留的具有历史、艺术、科学价值的遗物和遗迹。优秀物质文化遗产的体系庞大、内容繁杂,数字化三维重建是保存、管理文物的一种切实可行的方案,对文化传承意义深远。相比于三维激光扫描、结构光技术等在成本和效率方面都有待改进的现有方法,数字近景摄影测量在确保低成本、高效率的同时,还能够满足数据的精度要求和详细程度。如何应用摄影测量技术对文物进行高效三维重建,实现纹理、部件、结构的精细化描述,并综合管理文物以便线上欣赏、未来修复与辅助断代,对优秀物质文化遗产的保护与传承至关重要。 本研究提出了基于视觉的三维建模方案,分为明清家具分层管理体系构建、高效率数据采集与精细化三维重建、高精度三维数字文化档案建设三步。首先针对明清家具的文化特点,从类别、纹饰、部件出发进行分层分类管理,构建独特编码体系;其次基于数字近景摄影测量技术,提出了对明清家具进行非接触数据采集的低成本高效率方法,进行高精度三维重建;再次从三维信息中提取家具纹饰、部件、结构特征,以编码为依据建立索引,为三维数字文化档案的建设提供信息基础;最后设计分层索引结构,建设高精度数字文化档案,搭建互联网共享平台进行展示。 以100套明清古家具袖珍模型为实例进行精细化数字建模,基于数字近景摄影测量技术,将模型精度控制在毫米级别,完成了文物要素提取、分类体系搭建、属性信息管理与索引结构设计,构建了历史文化和三维模型融合的数字文化档案。研究结果表明,基于视觉的非接触视觉处理算法能够实现高精度三维重建,提出的技术方案能够保留模型的细节程度,并且降低了成本、提升了效率,对文物类别、部件、纹饰的属性管理与索引架构能有效管理文化信息,数字文化档案兼具科技、人文与传统美学,满足文物保护需求。明清家具三维数字文化档案可用于古家具的研究,有利于中国古代家具工艺的传承,而其中对于家具的历史年代的介绍鉴别能够辅助断代。下一步将考虑运用人工智能对家具纹饰和部件进行元素组合,生成个性化定制家具。同时将完善技术方案,应用范围拓展至小型文物,支撑数字博物馆建设。     

论敦煌壁画的色彩构成

敦煌壁画是我国重要的历史文物,是我国壁画的代表,其中唐代的敦煌壁画是色彩最绚丽多彩的。敦煌壁画的色彩特点一般都反映在壁画的彩塑方面。在我国,当下已研究的敦煌壁画中,相对来说缺少一些对敦煌莫高窟壁画色彩构成的研究,本文对敦煌壁画的色彩构成进行了一些简要的分析。     

数字近景摄影测量在秦始皇陵百戏坑考古中的应用研究

既要保留遗迹在不同阶段的信息资料,又不影响发掘研究工作的继续进行,一直是考古工作者探索研究的问题。为配合秦始皇陵百戏俑坑的考古发掘工作,为后续考古研究和文物遗迹的保护提供必要的基础信息资料,针对大场景考古发掘现场,通过数字全站仪对文物挖掘现场布设的一定数量控制点进行观测获取其三维点位坐标。利用非量测数码相机获取现场多航带序列影像,通过数码相机检校、自动空中三角测量、影像特征提取与影像匹配、数字微分纠正等数字近景摄影测量方法,获取反映发掘现场文物分布情况的数字高程模型(DEM)和正射影像(DOM)数据。在生成的正射影像图上进行文物轮廓线条的提取,获得发掘现场文物的正射投影矢量图。实现文物位置、形状及分布的平面量测。实验证明:该方法不仅可大面积、快速获取文物挖掘现场文物分布的正射投影平面图,实现考古数字制图,而且能保证一定的精度。具有较高的推广应用价值。     

大佛真三维模型贴图方法初探

随着三维技术的发展,以数字城市为主的真三维景观建设已越来越贴近人们的生活。国内外许多科研机构进行了文物数字化的研究,但传统的文物重建多用于单个文物实体,在纹理采集、模型制作等方面制作时间长、经费需求高,无法大规模应用推广,不能满足文物真三维场景建设的需要。文物真三维景观建设的关键就是大型文物的真三维建设。而大型古文物结构复杂,测量数据量大,在纹理影射、后期成果组织等方面都相当复杂。为此,提出了一种基于三维激光扫描多边形模型快捷的贴图方法,并以彬县大佛寺主窟大佛重建为例,论述对于大型文物贴图的可行方案,实现建立大型文物的真三维模型,为文物真三维实体场景建设提供了供新的思路及技术方法。     

基于光谱成像的彩绘文物新应用与新方法

目前基于光谱成像的彩绘文物分析主要集中在颜料分析、信息增强、隐含信息挖掘等方面,分析方法主要采用遥感图像处理软件。针对文物数据专门分析方法研究尚显不足的问题,提出基于光谱成像的彩绘文物新应用与新方法。主要包括基于最小噪声分离(MNF)变换感知修复区域的新应用,利用感兴趣区域分析与融合挖掘彩绘文物隐含信息以及基于稀疏非负矩阵欠近似彩绘文物线稿提取的新方法。通过在唐墓壁画、彩绘泥塑以及手绘绢画上的实验,发现光谱成像可以有效感知修复区域,提出的新方法可以有效挖掘隐含信息以及提取线稿,对基于光谱成像的彩绘文物分析研究具有重要意义。     

色度测量在文物考古中的应用

颜色的定量判断、描述和比较是文物考古中的重要内容。色度测量可以快速、准确、无损地获取研究对象的颜色数据,对其计算分析,可得到更多信息。目前,色度测量已被广泛应用于科技考古和文物保护的实际工作中。本文结合国内外文献,对色度测量方法在文物考古中的应用和研究现状进行梳理后发现色度测量能够有效地帮助解决以下问题:研究文物呈色机制和制作工艺;评价文物清洗效果和保护材料的颜色稳定性;分析环境因素对文物色彩的影响。随着色度学理论和方法的完善和发展,以及与其他分析技术和方法等的结合,优化的色度测量条件、对颜色数据计算处理后得到的文物色貌模型和数字颜色管理系统将在文物考古研究中发挥更大的作用。     

秦始皇帝陵出土二号青铜马车彩绘夔龙纹复原方法研究

为对秦始皇陵出土的彩绘铜车马采取非接触且科学可靠的方法开展研究,选择使用高光谱成像技术,以非接触方式无损地获取文物表面信息。通过对信息的处理与分析,实现对于文物表面彩绘纹样的发现与复原工作。针对秦始皇帝陵出土的二号青铜车马彩绘纹样的受损情况,提出了结合高光谱成像技术与计算机图像技术的数字复原方法。主要是利用了高光谱成像技术“图谱合一”的优势:一方面利用其在近红外区域的高光谱成像结果检测并复原出彩绘纹样难以识别的图案边缘信息;另一方面利用高光谱数据中的光谱信息,将铜车马彩绘纹样上未知矿物颜料的光谱同实验建立的矿物颜料标准光谱库进行拟合,识别出铜车马上彩绘所采用的颜料种类(雄黄1、石青5、石绿1、黄丹、铅白等),从而获得色彩信息。实验结果显示该方法可以得到较为完整的铜车马彩绘纹样的数字复原图像,并为今后对于铜车马更深入的研究和应用提供有利支撑。     

文物CT图像伪影校正方法研究

计算机断层成像(CT)技术具有不受工件材质限制、分辨率高等优点,可以在不损坏物体的前提下获取其三维数字化信息,因此在文物数字化领域具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。然而在CT扫描与图像重建过程中存在系统几何参数偏差与射线硬化等问题,会导致扫描图像质量下降、文物数字化模型的精度受限。本研究针对上述问题,提出了基于扫描数据的参数校准以及硬化校正算法,并对两件文物仿制品进行了CT扫描实验。实验结果表明,经过本研究方法处理后,扫描图像质量明显提升,重影和伪影现象得到了有效抑制,重建得到的数字化模型能清晰完整地还原文物形貌。该方法可被广泛应用于文物CT数字化工作中,有利于文物的复制、保护、展示以及文化的交流传播,具有较强的科学意义和社会经济意义。     

文物真三维数字建模技术在秦始皇兵马俑博物馆中的应用——以一号坑陶俑为例

随着高新技术的发展,文保应用研究中引入了三维扫描技术。通过对秦兵马俑一号坑陶俑的扫描实例,介绍了一套利用三维激光扫描技术建立文物真三维模型的基本流程及方法,并通过文物真三维数据管理系统对模型进行展示、分析与研究。文物真三维数据模型的建立,使全面观察研究、再现和重建遗迹及文物成为可能,为文物的数字化展示、数字博物馆的建立、文物鉴赏以及文化遗产的保存提供了新思路。     

文物三维数字化设计及其实验方法研究

文化遗产的数字化设计为文化遗产的保护、传承和利用提供了新的方法。针对文化遗产的数字化设计理论和方法,研究了文化遗产的三维数字化设计关键技术,构建了基于计算机辅助的三维扫描文物数字化重建方法,提出二维图像标定的三维网格纹理映射思路。通过商晚期出土的青铜牛尊文物三维数字化实验,完整地构建了文物数字化设计流程框架,并对文物数字化设计理论和方法进行验证。     

汉阳陵文物彩绘的结构观察及颜料成分分析

汉阳陵彩绘文物多种多样,出土时有些保存状态良好,受环境影响较小,而有些则相反。为了弄清其内部结构原因,为文物保护提供科学依据,通过显微镜观察、X-衍射分析并结合相关文献对4类彩绘文物进行了研究。研究结果表明:(1)著衣式陶俑彩绘只有一层颜料层;陶器和木马彩绘由三层构成:灰腻层、生漆有机层、颜料层;(2)漆器彩绘由2~3层漆灰-亚麻布+2层以上生漆+2~3层色漆构成;(3)陶俑和木马上的红色颜料为铁红;漆器的红色颜料是朱砂。研究建议出土时对具有生漆有机底层的彩绘即刻采取保湿措施,并采用防绉缩和加固并用的保护方法。     

彩绘文物调查及修复技术和理念探讨

将彩绘作为文物保护修复中的一项重要研究,已经在颜料分析、绘画技艺、源流传承等方面做了大量的工作。然而彩绘文物形式多样,通常以彩绘砖石质、彩绘泥塑、彩绘陶器、壁画、木质彩绘、彩绘漆器甚至彩绘金属器形式存在,每种不同基质表层的彩绘文物调查及修复时所要采取的技术手段和秉持的理念都会有所差别,但是又能够触类旁通、互相借鉴。笔者尝试从近年来亲历的彩绘石质、彩绘泥塑、壁画、建筑彩画文物保护、调查项目中所感受的困惑和获得的经验中,探讨不同材质彩绘文物的调查与修复,希望可以得到更多学科基于文物保护意义上的专业支持和积极融合。