#考古汇带你走进考古研究# 考古技术：三维数据采集技术助力山西绛县西吴壁遗址商代兽骨坑高精度记录#山西考古#

🌟传统方法记录出土遗迹和遗物因操作者的水平差异，记录效果往往参差不齐，有些甚至不能准确反映遗存原貌。近年来，随着数字技术的发展，三维数据采集与分析技术被引入考古工作当中，在一定程度上实现了考古数据的全方位、高精度留存。

🌟2021年5月，中国国家博物馆、山西省考古研究院及运城市文物保护中心组成的联合考古队，在山西绛县西吴壁遗址发现一座商代初期灰坑，其中瘗埋20余个完整的兽骨个体。坑中的兽骨叠错放置，密度十分大，难以通过手工绘图予以准确记录。考虑到利用倾斜摄影存在误差大、画面不够清晰的缺点，遂采用高精度三维扫描设备进行现场测绘。我们同时选用两款不同精度的手持三维扫描仪进行三维数据采集。所用设备分别为ARTIC EVA、ARTIC SPIDER。同时，为了清晰、真实地还原兽骨坑的颜色，利用佳能5DRS相机进行兽骨坑的高清纹理拍摄。

采集过程分为三维数据采集和纹理影像数据的拍摄两个部分。根据考古遗迹的现场勘查，为了便于三维扫描，进行现场搭建，在三维扫描工作开始前，进行设备校准。对于细节较多的地方采用ARTIC SPIDER设备，进行兽骨细节的扫描（图一~图三）。扫描完成后，要对所获取的数据进行拼接、去噪、补洞等处理，并将点云数据生成最终的网格数据，之后才能获得完整可用的三维模型数据。大致步骤可分为对点云数据对齐、配准、融合、导出。然后使用模型处理软件处理网格数据、建立坐标系、进行补洞等（图四~图七）。

在室外进行拍摄工作，为了保障数据在色彩上的真实性和均匀性，要考虑光照情况，同时利用摄影灯进行均匀布光，根据布置好的灯光环境对相机进行测光，调整相机参数，直至相机曝光值达到合适的数值。为了使照片准确还原遗迹本身的颜色信息，对相机校准白平衡，采用24色标准色卡进行颜色还原（图八）。

🌟在完成数据采集工作之后，需要将所拍摄的纹理影像数据映射到几何模型数据上，才能形成最终带有纹理信息的三维数据模型。具体后期数据处理过程包括纹理影像数据色彩处理、摄影测量算法合成（图九~图一一）、贴图大师进行细节贴图。经上述数据处理后，即可得到完整的带有纹理信息的研究级三维数据模型。

🌟本文以考古发掘遗迹为对象，简述了文物三维数据采集技术在考古工作中的应用。以本案例为例，在完成高精度的三维数据采集之后，考古人员对该遗迹进行了清理和深度挖掘，数据影像就成了保留该遗迹场景最重要的手段。为了更加规范化、科学化地开展面向考古遗存的数据采集工作，可以结合采集设备及数据处理算法进一步研究针对不同考古遗存的数据采集方法，为考古工作提供更加全面的数据支撑。

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