先临三维:EinScan系列促进考古学数字化转变

——旧石器,新技术

国际金属加工网 2020年11月16日

随着科技的发展与创新,图形学、数字图像处理、3D扫描3D打印及人工智能等技术的出现和逐渐成熟,3D技术在文博领域逐渐被广泛应用,为文物的保护、复原与研究提供了新的机遇。

近期,德国尼安德特人博物馆与先临三维合作,使用EinScan Pro 2X Plus多功能手持三维扫描仪对尼安德特人旧石器时代的文物进行数字化保存,建立旧石器时代3D数字在线数据库。

文化遗产是人类在社会活动中遗留下来的具有历史、艺术、科学价值的遗物和遗迹。由于无法预料的自然灾害、日积月累的自然侵蚀、人为毁损、出土文物的保护技术欠缺等原因,大批文化遗产逐渐消失,其承载的已知或未知的人类历史信息也随之消失。

1996年10月,在德国发现尼安德特人遗迹的河谷附近,建立了一座尼安德特人博物馆。自开放以来,尼安德特人博物馆旨在为大众以及科学研究专家等展示尼安德特人的文化遗产,同时支持科学家及研究人员进行考古学和人类学领域的研究项目,促进尼安德特人的文化在全球范围内传播。

▲图片来源:Neanderthal Museum官网

尼安德特人博物馆现已发展成为一个世界著名的研究机构,专注于人类早期历史。不仅参与了许多国际考古发掘工作,还负责监管全球最大的冰河时代考古数据库NESPOS;与此同时,博物馆还在当地建立一个研究平台,以促进当地对石器时代的研究。

DISAPALE项目背景

DISAPALE在德语中意为“旧石器时代文物的数字化存档”。这是德国联邦教育研究部资助,由尼安德特人博物馆与弗里德里希-亚历山大埃尔朗根-纽伦堡大学共同合作的项目。主要目标是将科学文献中已知的大约300到500种不同类型器物数字化(每种类型约有4-5种变体),并在NESPOS平台上提供给考古学学生和专业人士学习研究。

▲图片来源:Neanderthal Museum官网

“The possibilities opened by the digital turn are immense and some of them already developing as we speak. 3D is none but one of the numerous methodologies in the field, but it is safe to say that it represents the most used so far and the one with the most versatile application (from didactic to documentation and research purposes). For these reasons, it has become every day more and more crucial to improve our techniques and improve the results.”

——Dr. Gianpiero Di Maida,

Scientific Project Manager, Disapale Project

原文翻译:

“数字化带来的可能性是巨大的,而且有些已经在发展中。3D只是数字化领域中众多方法之一,但可以肯定地说它是迄今为止使用最多且应用领域最广泛的(从教学到文献、研究)。因此,增强我们技术的重要性是与日俱增的。”

——Gianpiero Di Maida博士

Disapale科学项目经理

为了保护珍贵的文物,不损坏原,需要尽量减少科学家和工作人员与文物直接接触。为制作准确的文物数字模型复制品,尼安德特人博物馆选择利用数字化技术对各种类型的文物:化石、遗骨、石头、装饰工艺品及洞穴艺术等进行复原重建数字模型,以便科研人员在数字模型的基础上用于研究、展示、空间分析及教学。

旧石器时代文物扫描存档

旧石器时代联系紧密的一个术语则是石器,即由石头做成的工具,“旧石器时代”的名称也正是源于石器。除了获取遗骨数据之外,在遗迹附近发现的尼安德特人使用的工具-石器也成为此次扫描的重点。

▲图片来源:Neanderthal Museum官网

得益于EinScan Pro 2X Plus的多功能性,既可以利用固定模式扫描小尺寸石器,又可以利用手持模式获取大尺寸石器的数据。尼安德特人博物馆选择了EinScan Pro 2X Plus多功能手持3D扫描仪搭配工业模块,用于扫描各类大小的石器或遗骨。

石器扫描过程

博物馆的团队将石器放在工业模块的转盘上,使扫描设备可以捕捉石器的所有细节,获取准确的三维数据模型。

▲放置在工业模块转盘上的石器

因该石器的边缘较薄,平放下利用转台扫描,不易于数据拼接。为此,博物馆的团队把它固定在泡沫塑料中,从而可以扫描石器的各个面,最终拼接在一起。

▲借助泡沫塑料固定在工业模块转盘上的石器

▲石器三维模型数据

In the brief time we have been able to test the EinScan Pro 2X Plus, it has proved a quite exceptional tool, especially for the speed and the facility of setting and scanning.

——Dr. Gianpiero Di Maida,

Scientific Project Manager, Disapale Project

原文翻译:

在很短的时间内测试了EinScan Pro 2X Plus之后,我们认为它是非常出色的工具,特别是扫描的速度和操作的便捷。

—— Gianpiero Di Maida博士

Disapale科学项目经理

在EinScan Pro 2X Plus多功能手持三维扫描仪的支持下,博物馆工作人员运用3D数字化技术手段对史前文物进行复制,不仅可以扩大博物馆数字化文物数据库,为文物建立可加密数字化档案;还可以无限、无损化地利用数字文物数据进行展示、研究、学习、保护甚至是复原,让历史在数字化中获得‘永生’。

关于尼安德特人博物馆

尼安德特人(欧洲古人类),是一种在大约12万到3万年前居住在欧洲及西亚的古人类,属于晚期智人的一种。尼安德特人头骨化石最初在1829年发现于比利时,但是直到1856年在德国的尼安德Neander山谷中的一个山洞发现了头盖骨和其他骨骼,并被命名为尼安德特人后才广为人知。化石证据显示,尼安德特人比早期现代人稍矮但身体和四肢粗壮,平均脑量稍大,曾统治着整个欧洲、亚洲西部及非洲北部。至少在23万年前就已经出现,由于冰期的兴盛,约在3万年前灭绝。

▲图片来源:Neanderthal Museum官网

尼安德特人博物馆在1996年10月成立,由德国梅特曼区和尼安德特人协会共同建立的尼安德特人博物馆基金会运营。随着科学技术的快速发展,尼安德特人博物馆在2006年开始进入现代化发展,逐渐扩大规模及完善馆内设施,馆内的多媒体装置曾获多个国际奖项。现已成为德国最受欢迎的考古博物馆之一,每年参观人数约为16万。

(先临三维)

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