科仪助力文物修复,科仪助力历史文物修复

历史发展之悠久,古人用其智慧给后人创造了许多珍贵的历史文化遗产。这些文化古迹在时间的长河中历经风吹日晒,雨水冲刷,不免遭受了不同程度上的破坏。好在随着当今的科技发展进步,众多科学仪器的诞生助力历史文化遗产的修复工作。 法国时间2019年4月15日,一场大火将有着850多年历史的地标建筑巴黎圣母院毁于一旦。巴黎圣母院是人类的历史瑰宝,在欧洲历史上具有划时代的意义。法国总统当即宣布要重建巴黎圣母院。而重建工作是一项复杂且十分艰巨的任务,其中比较关键的是需要巴黎圣母院的原始模型。幸运的是,早在2015年的时候,美国瓦萨学院建筑与艺术史副教授安德鲁·塔隆用激光扫描仪对巴黎圣母院进行了激光束扫描,获取了其三维模型。 塔隆将激光扫描仪安装在三脚架上,在圣母院的50多个位置搜集数据。他用激光束扫过教堂的每一个部分,测量扫描仪和激光打在建筑结构上之间的距离。每次测量结果都用一个光点表示。全部扫描完成后,将总共生成的十亿数据放在三维图像里,画上线条,再和实地拍摄的全景照片结合,经过上色,加上光影效果,最终将巴黎圣母院的全景及内部完整结构保留了下来,建立起非常逼真的三维模型。 有了这个三维模型,重建巴黎圣母院工作势在必行。三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,它通过高速激光扫描测量的方法,大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据,可以快速、大量的采集空间点位信息,具有高效率、高精度的独特优势。在上世纪九十年代中期,这项高新技术开始出现,是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。 近些年来,三维激光扫描仪技术日趋成熟,不断被人所知并已经广泛用于各个领域,包括文物数字化保护、土木工程、工业测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域。想必随着技术的发展,三维激光扫描技术将会迎来更加宽阔的市场。 事实上,在文物修复过程中,不仅仅激光扫描仪有着积极运用,也有许多科学仪器也被应用在修复工作中,且占据十分重要的地位。在修复服装类文物的时候,三维显微镜能够在不破坏文物本身的情况,全方位的观察样品;在对文物进行结构分析时,拉曼光谱分析仪是工作人员首选;还有其他的激光清洗仪器、超声波监测仪器、测距仪等等。 由此可见,现代科学技术在文物修复过程中有着不可替代的作用。现代科技与古老工艺的结合,更大程度上展现了文物的文化价值。未来,在先进的科技手段下,历史文物的修复以及保护技术将更上一层楼!

图片 1 法国时间2019年4月15日,一场大火将有着850多年历史的地标建筑巴黎圣母院毁于一旦。巴黎圣母院是人类的历史瑰宝,在欧洲历史上具有划时代的意义。法国总统当即宣布要重建巴黎圣母院。而重建工作是一项复杂且十分艰巨的任务,其中比较关键的是需要巴黎圣母院的原始模型。幸运的是,早在2015年的时候,美国瓦萨学院建筑与艺术史副教授安德鲁·塔隆用激光扫描仪对巴黎圣母院进行了激光束扫描,获取了其三维模型。 塔隆将激光扫描仪安装在三脚架上,在圣母院的50多个位置搜集数据。他用激光束扫过教堂的每一个部分,测量扫描仪和激光打在建筑结构上之间的距离。每次测量结果都用一个光点表示。全部扫描完成后,将总共生成的十亿数据放在三维图像里,画上线条,再和实地拍摄的全景照片结合,经过上色,加上光影效果,最终将巴黎圣母院的全景及内部完整结构保留了下来,建立起非常逼真的三维模型。 有了这个三维模型,重建巴黎圣母院工作势在必行。三维激光扫描技术又被称为实景复制技术,它通过高速激光扫描测量的方法,大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据,可以快速、大量的采集空间点位信息,具有高效率、高精度的独特优势。在上世纪九十年代中期,这项高新技术开始出现,是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术新突破。 近些年来,三维激光扫描仪技术日趋成熟,不断被人所知并已经广泛用于各个领域,包括文物数字化保护、土木工程、工业测量、自然灾害调查、数字城市地形可视化、城乡规划等领域。想必随着技术的发展,三维激光扫描技术将会迎来更加宽阔的市场。 事实上,在文物修复过程中,不仅仅激光扫描仪有着积极运用,也有许多科学仪器也被应用在修复工作中,且占据十分重要的地位。在修复服装类文物的时候,三维显微镜能够在不破坏文物本身的情况,全方位的观察样品;在对文物进行结构分析时,拉曼光谱分析仪是工作人员首选;还有其他的激光清洗仪器、超声波监测仪器、测距仪等等。 由此可见,现代科学技术在文物修复过程中有着不可替代的作用。现代科技与古老工艺的结合,更大程度上展现了文物的文化价值。未来,在先进的科技手段下,历史文物的修复以及保护技术将更上一层楼!

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标签: 科学仪器

1831年,已经伫立了600多年的巴黎圣母院年久失修,当局决定拆毁。那一年,维克多·雨果出版的小说《巴黎圣母院》拯救了它,雨果当时还发起了一场筹集资金、恢复教堂的运动。

1843年,巴黎圣母院在建筑师维奥莱·勒·杜克手上,经历了创造性的修复;二战时,又在躲过希特勒气急败坏的追问“巴黎烧了吗?”,伴随着巴黎一道幸存下来;一直到2019年,它再次遭遇至暗时刻。

当地时间4月15日傍晚6点50分,巴黎圣母院在大火中受损严重,全世界扼腕痛惜。

值得庆幸的是,有人曾做了一件了不起的事情——为巴黎圣母院建造三维模型存档。这或将有助于这座人类文明的灾后修复和重建。

这个人就是安德鲁·塔隆先生,他生前是美国瓦萨学院建筑与艺术史副教授,也是全球第一个带队对巴黎圣母院进行全景及内部结构扫描的专家。2015年,他对巴黎圣母院进行了激光束扫描,获取了其三维模型。

2015年7月,《国家地理》杂志曾专门报道过塔隆如何利用激光扫描技术,非常精确地记录下了这一哥特式大教堂的全貌。

此前数年,塔隆利用激光扫描仪,扫描了巴黎圣母院内外的50多个位置来收集数据,细致到教堂内的每一个细节。

他用激光束扫过教堂的每一个部分,测量扫描仪和激光打在建筑结构上之间的距离。每次测量结果都用一个光点表示。搜集完毕后,他把数以十亿计的光点放在三维图像里,可精确到5毫米,画上线条,再和实地拍摄的全景照片结合,在图像中的立面上上色,最后加上光影效果,建立非常逼真准确的三维模型。

塔隆所采用的扫描技术可以为任何给定的建筑建构极其精确且“丰富”的3D模型。虽然目前关于圣母院模型的具体数据没有公开,但塔隆在过去做过类似的工作,拥有“50亿点激光扫描点”和大约100GB的存储数据。

多亏了安德鲁·塔隆博士的辛勤工作,巴黎的官员们或许能使用圣母院的3D模型,使这座地标重拾辉煌。但不幸的是,塔隆已于2018年辞世,他无法对自己的工作是否对重修巴黎圣母院有用做出回应,而未来的巴黎修复专家能否利用塔隆的研究成果还有待观察,也有一些相关领域专家表示,数字化对修复与重建只能起到有限的作用。

塔隆曾说,“用激光扫描重现建筑的时候,我仿佛又成为当年那个凝视着巴黎圣母院的小孩子。我做到了,我可以进入那些建筑,包括屋顶的顶部,拱顶的顶部,楼梯间的内部,以及人们通常看不到的所有隐藏空间,这是最让人激动的。”

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