我國(guó)歷史文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，擁有豐富的歷史文化遺產(chǎn)，在自然因素和人為因素的雙重作用下，文物信息面臨逐漸消亡的危機(jī)，而文物蘊(yùn)含著巨大的社會(huì)、文化和科學(xué)價(jià)值，故文物保護(hù)成為文物管理研究單位的首要任務(wù)。在文物保護(hù)工作中遇到很多使用傳統(tǒng)手段無(wú)法解決的難題，為解決這些難題文物三維數(shù)字化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為文物保護(hù)的有力手段。

　　文物三維數(shù)字化技術(shù)可以和傳統(tǒng)文物保護(hù)技術(shù)相結(jié)合完成文物修復(fù)、保護(hù)和研究工作。文物三維數(shù)字化技術(shù)包括三維激光掃描技術(shù)、近景攝影測(cè)量技術(shù)、3D打印技術(shù)及數(shù)字模擬修復(fù)技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于加強(qiáng)文物保護(hù)、研究及利用，充分發(fā)揮文物的價(jià)值具有重要意義。

　　三維數(shù)字化技術(shù)下的文物保護(hù)

　　1.文物保護(hù)的重要性

　　我國(guó)擁有豐富的文物資源，隨著時(shí)間的推移，在自然因素和人為因素的雙重作用下，文物勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)一定程度的損壞，這些損壞往往是不可逆的，文物信息一旦丟失將永遠(yuǎn)無(wú)法恢復(fù)，其中所蘊(yùn)含的社會(huì)、文化和科學(xué)價(jià)值將不復(fù)存在，后人也將無(wú)法使用這些具有重要意義的文物信息，所以加強(qiáng)文物保護(hù)是文物工作者的首要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)文物信息的永續(xù)利用意義重大。

　　2.文物三維數(shù)字化技術(shù)

　　三維激光掃描技術(shù)

　　三維激光掃描技術(shù)又稱(chēng)高清晰測(cè)量（HighDefinitionSurvey-ing，HDS），它是利用激光測(cè)距的原理，通過(guò)記錄被測(cè)物體表面大量密集點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息和反射率信息，將各種大實(shí)體或?qū)嵕暗娜S數(shù)據(jù)完整地采集到電腦中，進(jìn)而快速?gòu)?fù)建出被測(cè)目標(biāo)的三維模型及點(diǎn)、線、面、體等各種圖鑒數(shù)據(jù)。掃描過(guò)程中對(duì)物體全方位連續(xù)掃描，就能得到被測(cè)物體密集的三維散點(diǎn)數(shù)據(jù)，即為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

云岡石窟第9、10窟點(diǎn)云數(shù)據(jù)

　　得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)建模得到被掃描物體的三維模型，進(jìn)而可以對(duì)模型進(jìn)行操作得到被掃描物體的幾何信息。依據(jù)承載平臺(tái)的不同可劃分為：機(jī)載型激光掃描系統(tǒng)、地面型激光掃描系統(tǒng)、手持型激光掃描系統(tǒng)。

　　近景攝影測(cè)量技術(shù)

　　近景攝影測(cè)量是借助于人眼的雙眼視差，通過(guò)拍攝不同位置的物體照片，利用后方交會(huì)—前方交會(huì)法求區(qū)內(nèi)外方位元素，并解析計(jì)算出像點(diǎn)在實(shí)際位置的地面坐標(biāo)，進(jìn)而解析出被測(cè)物體的三維模型。

　　3D打印技術(shù)

　　3D打印技術(shù)包括FDM熔融層積成型技術(shù)和SLA立體平版打印技術(shù)，在文物復(fù)制中主要應(yīng)用的是SLA立體平版打印技術(shù)。在文物復(fù)制過(guò)程中，首先是使用三維數(shù)字化技術(shù)對(duì)文物進(jìn)行三維數(shù)字掃描，使用工業(yè)級(jí)的SLA高精度3D打印機(jī)將文物的三維信息輸出以達(dá)到文物復(fù)制的目的。

　　3D打印機(jī)可以精確到0.001微米，從而能夠精確復(fù)制出與文物一模一樣的復(fù)制品，將文物的幾何信息表現(xiàn)出來(lái)。

3D打印模型組裝

3D打印云岡石窟第3窟

　　3.文物三維數(shù)字化技術(shù)在文物保護(hù)中優(yōu)勢(shì)

　　文物三維數(shù)字化技術(shù)之所以在文物保護(hù)領(lǐng)域廣泛使用，與其技術(shù)優(yōu)勢(shì)有很大關(guān)系，總結(jié)起來(lái)有以下優(yōu)勢(shì)。

　　精度高

　　使用三維激光掃描技術(shù)獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的單點(diǎn)精度能夠達(dá)到毫米級(jí)，有的甚至可以達(dá)到亞毫米級(jí)。

　　非接觸

　　無(wú)論是近景攝影測(cè)量技術(shù)還是三維激光掃描技術(shù)，均不與被測(cè)物體接觸，這樣就可以最大程度減少對(duì)文物的破壞，保證被測(cè)文物的安全。

　　自動(dòng)化程度高

　　三維激光掃描技術(shù)可以連續(xù)對(duì)設(shè)定區(qū)域內(nèi)的物體進(jìn)行掃描，期間不需要人為干預(yù)。近景攝影測(cè)量技術(shù)通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)生成文物模型。

　　對(duì)環(huán)境要求低

　　三維數(shù)字化技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)，可以在更加惡劣環(huán)境下進(jìn)行相關(guān)工作。

　　工作效率高

　　三維數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)手工測(cè)繪技術(shù)相比測(cè)繪效率可以提高5倍以上。

　　采集范圍廣

　　三維數(shù)字化技術(shù)掃描范圍廣，最大掃描范圍可達(dá)5000米以上。

　　當(dāng)前信息技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)的各行各業(yè)中，三維數(shù)字化技術(shù)在文物保護(hù)工作中的應(yīng)用是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需要的。文物是人類(lèi)歷史文明的遺產(chǎn)，隨著時(shí)間的推移，文物不可避免會(huì)受到一定程度的損壞，文物三維信息數(shù)字化技術(shù)有效地解決了文物信息的湮滅問(wèn)題，成為文物保護(hù)的有力手段，在一定程度上保證了文物信息的完整和永續(xù)利用。