基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的田野數(shù)字考古技術(shù)的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)技術(shù)是上個(gè)世紀(jì)末興起的一種綜合性的信息技術(shù),該技術(shù)融合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支。它已經(jīng)成為信息領(lǐng)域研究開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)方向之一。隨著國(guó)家對(duì)考古發(fā)掘、文物保護(hù)的重視,數(shù)字考古技術(shù)成為新的考古科學(xué)技術(shù),故虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在考古領(lǐng)域也得以應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)對(duì)考古發(fā)掘工作在數(shù)字發(fā)展方面也取得也一些好的效果,但是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在田野考古中對(duì)考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行發(fā)掘模擬,同

2、時(shí)使得考古人員能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集上傳,并在后期能夠獨(dú)自完成探方的三維建模的方法,目前國(guó)內(nèi)對(duì)之的研究還比較少。
　　本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外數(shù)字考古的應(yīng)用和技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,從實(shí)現(xiàn)田野考古數(shù)字化的必要性出發(fā),提出了構(gòu)建田野考古現(xiàn)場(chǎng)虛擬漫游系統(tǒng)的課題。介紹了該系統(tǒng)的研究目的和意義:隨著時(shí)間的流逝和人類現(xiàn)代化生活的需要,給文物遺跡等帶來了不同程度的破壞。如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)田野考古技術(shù)的數(shù)字化,建立田野數(shù)字考古技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)

3、范,建立一個(gè)科學(xué)、精密和綜合的田野考古現(xiàn)場(chǎng)虛擬展示技術(shù)研究平臺(tái),使得中華民族的文化精神財(cái)富得以保護(hù)和傳承,這無疑是當(dāng)前田野數(shù)字考古技術(shù)重要的研究領(lǐng)域。故在數(shù)字化時(shí)代的今天,利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)獲得田野考古的3D模型數(shù)據(jù)庫(kù),保存記錄田野考古現(xiàn)場(chǎng)及發(fā)掘出土文物原有的各項(xiàng)型式數(shù)據(jù)和空間關(guān)系等重要信息,研究開發(fā)田野數(shù)字考古虛擬展示系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在此基礎(chǔ)上分析了國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在田野數(shù)字考古應(yīng)用發(fā)展的現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài),數(shù)字考古向著三個(gè)方向發(fā)展:

4、三維記錄、三維重現(xiàn)、三維傳播三個(gè)方面。我國(guó)目前在文物虛擬修復(fù)和數(shù)字化保護(hù)技術(shù)方面取得了一些成績(jī)。
　　文中在田野考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的數(shù)據(jù)采集利用點(diǎn)、面相結(jié)合的方法。即利用全站儀在考古中的作用:使用全站儀能夠?qū)崿F(xiàn)探方平面圖及遺跡平剖面圖的一體測(cè)繪,即使洞穴、墓穴復(fù)雜結(jié)構(gòu),利用全站儀布設(shè)導(dǎo)線,逐點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,就可以獲取三維坐標(biāo),再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上,編輯成圖。這樣就獲取了逐點(diǎn)或逐面采集的地表點(diǎn)的空間坐標(biāo)及其屬性;通過航拍和數(shù)碼攝像來獲取面

5、方面的數(shù)據(jù)信息。對(duì)浮現(xiàn)在每一土層文物的數(shù)據(jù)采集,由于各種原因(比如氧化、人工修復(fù)等),文物剛剛出土?xí)r的狀態(tài),可能同在實(shí)物博物館種不同,故第一手的數(shù)據(jù)采集必須及時(shí)和快速全面,即盡可能多得采集數(shù)據(jù),從各個(gè)不同的角度和時(shí)間上將重點(diǎn)珍貴的文物數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。各個(gè)探坑中的重點(diǎn)文物的拍攝時(shí)需要對(duì)文物進(jìn)行俯拍,盡可能的進(jìn)行整體的拍攝,有利于后期的文物建模和三維虛擬場(chǎng)景的生成。
　　在數(shù)據(jù)采集時(shí),注意光照條件及相機(jī)的設(shè)置數(shù)據(jù),因?yàn)樵O(shè)置不同會(huì)為數(shù)據(jù)后

6、期紋理處理帶來影響。即要保證數(shù)據(jù)全面的反應(yīng)考古現(xiàn)場(chǎng)的情況,更要其真實(shí)清晰。獲取的圖片信息作為我們的紋理,在這里我們對(duì)紋理根據(jù)需要采用不同的紋理處理方法,利用:紋理映射、凹凸映射、環(huán)境貼圖的三種映射方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)紋理的處理。虛擬對(duì)象建模是文章的重點(diǎn)之一,包括三維建模技術(shù):幾何建模、運(yùn)動(dòng)建模、物理建模:3DSMAX中,根據(jù)建模對(duì)象的形狀特點(diǎn)采用不同的方法進(jìn)行三維建模,幾種常用的建模方法有:車削建模、放樣建模、擠壓建模、NURBUS建模、復(fù)合