В процессе цифровой охраны культурных ценностей высокоточное бесконтактное получение трёхмерных данных является важным техническим средством для созда……
В процессе цифровой охраны культурных реликвий,высокоточное, бесконтактноеполучение трёхмерных данных является важным техническим средством для создания цифровых архивов и последующего воспроизведения. В последнее время INSVISION, используя метрологический 3D-сканер AlphaScan S1 AI, провела работы по цифровому сбору и верификации воспроизведения древних каменных рельефных культурных реликвий.
Болевые точки и потребности клиентов
На объектах цифровой фиксации каменных памятников культурного наследия выполнение проектов часто сопряжено с определенными физическими и информационными ограничениями:
Ограничения по защите самого объекта культурного наследия:Поверхность каменных рельефов, как правило, подвержена выветриванию, трещинам и высолообразованию; использование методов физического контакта или химического проявления (например, традиционного снятия оттисков) может нанести ей необратимый ущерб, поэтому метод сбора данных должен быть бесконтактным;
Нестационарные условия выполнения работ:Памятники культуры зачастую размещаются в полевых условиях, выставочных залах или временных хранилищах и сталкиваются с такими ограничениями, как отсутствие стационарного электроснабжения и ограниченное пространство. Оборудование должно обладать портативностью и возможностью оперативного развёртывания для адаптации к временным условиям работы в различных средах;
Строгие требования к качеству данных:Репликация культурных реликвий предъявляет чрезвычайно высокие требования к точности воспроизведения геометрической топологической структуры. Она требует не только захвата общего контура штрихов иероглифов, но и чёткого отражения угла наклона резца, текстуры выветривания камня и так далее, что обеспечивает минимальные допуски последующих реплик.
Решения для продуктов
Учитывая строгие требования клиентов к точности данных, технические специалисты INSVISION в ходе реализации проекта применили следующее техническое решение:
Настройка параметров высокого разрешения:Для обеспечения воспроизведения информации о деталях каменной резьбы в масштабе 1:1 инженеры установили разрешение 0,1 мм; при данной настройке обеспечивается более точное определение плотности облака точек поверхности каменной плиты, что позволяет более полно сохранять микрорельефные характеристики кромок надписей и поверхности камня;
Развёртывание и эксплуатация на объекте:Облегчённая конструкция корпуса устройства снижает утомляемость рук при длительной ручной эксплуатации; на объекте заказчика имеется возможность просмотра в реальном времени данных сетки, сгенерированной на основе облака точек;
Обработка данных и обратная связь:Собственный AI-алгоритм работает в реальном времени в процессе сбора данных, фильтрует помехи окружающего освещения и шумовые помехи напольного основания, формируя данные трёхмерной модели с высокой степенью чистоты и удовлетворяя повышенные требования к полноте облака точек при последующем архивировании или моделировании.
Ключевые преимущества
В сочетании с данной практикой применения данная схема сканирования обладает следующими техническими преимуществами:
Способность к анализу микроскопических характеристик:При разрешении 0,1 мм оборудование способно эффективно выявлять различия по глубине на уровне микрон. Что касается градаций глубины начала и завершения штрихов текстов древних каменных стел, а также естественных следов отслоения на поверхности камня, становится возможным геометрическое воссоздание, что на уровне данных обеспечивает возможность воспроизведения в масштабе 1:1;
Адаптивность к условиям рабочей среды:Облегчённая конструкция корпуса позволяет переносить устройство вместе с командой на объекты, где отсутствуют стационарное электропитание или устойчивая рабочая платформа. Достаточно подключить ноутбук, чтобы начать сканирование, что существенно снижает порог требований к сбору данных в специфических условиях;
Неразрушающее получение данных:Бесконтактное сканирование сохраняет физическую дистанцию до поверхности объекта культурного наследия в процессе съёмки, исключая вторичные физические повреждения выветренной каменной поверхности, вызванные трением или давлением, что соответствует принципу работы «минимального вмешательства» в деле охраны культурных памятников;
Высокая пригодность данных:Сгенерированные трёхмерные облака точек и полигональные модели обеспечивают бесшовную интеграцию с ведущим программным обеспечением для обратного проектирования и приложениями для 3D-печати. Точность данных и полнота детализации, подтверждённые полевыми измерениями, соответствуют инженерным стандартам для последующей репликации материалов и пропорционального увеличения или уменьшения выходных данных.
