相芯科技高保真文物數(shù)字化解決方案 為文物保護(hù)插上科技翅膀

　　據(jù)2011年第三次全國(guó)文物普查結(jié)果顯示，我國(guó)在23年間約有4.4 萬(wàn)處曾登記過(guò)的不可移動(dòng)文物消失，年均消失約2000 處。近年來(lái)，地震，洪水等自然災(zāi)害頻發(fā)，加上市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下景區(qū)商業(yè)化帶來(lái)的安全隱患，文物保護(hù)壓力巨大。

　　文物作為歷史的見(jiàn)證者，對(duì)傳統(tǒng)文化的傳承有著深遠(yuǎn)的意義，但往往歷史悠久的文物，其維護(hù)成本越是高昂，常常容易因?yàn)楦鞣N原因毀損，而在時(shí)間的長(zhǎng)河里湮沒(méi)。如何留住正在“消失”的文物，成為了擺在文博機(jī)構(gòu)及相關(guān)工作者面前的難題。

　　近年來(lái)，伴隨著“數(shù)字+文化”催生出文化領(lǐng)域的大量新興業(yè)態(tài)，數(shù)字文化產(chǎn)品的探索也從二維、三維到高維的高保真重建與智能化設(shè)計(jì)技術(shù)不斷演進(jìn)，其中三維掃描技術(shù)結(jié)合數(shù)字三維重建等數(shù)字化技術(shù)手段是目前還原文化遺產(chǎn)的最理想方式之一。

　　數(shù)字技術(shù)的逐漸推廣與深度應(yīng)用不僅降低了復(fù)雜環(huán)境對(duì)脆弱文物造成的損害，而且可使文物信息永久保存下去，在實(shí)踐中極大拓展了文保行業(yè)的發(fā)展和輻射空間，為文物三維數(shù)字化、智慧博物館建設(shè)提供了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，助力數(shù)字文保行業(yè)蓬勃發(fā)展。

　　01

　　讓文物“活”起來(lái)

　　文博數(shù)字化護(hù)航文物傳承

　　古文物屬于不可再生資源，是中華民族的歷史瑰寶，具有珍貴性和特殊性。因此，在進(jìn)行保護(hù)工作時(shí)難度較大。

　　據(jù)國(guó)家文物局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前有不可移動(dòng)文物76.7萬(wàn)處，國(guó)有可移動(dòng)文物1.08億件/套，數(shù)量多分布廣、考古研究難度大是擺在文物保護(hù)工作面前的首要難題。

　　除此以外，實(shí)物考古還存在著安全性弱，受環(huán)境/人工影響較大;地域性強(qiáng)，跨地域研究難度大;測(cè)量/分析手段受限，難以對(duì)比;傳統(tǒng)圖片存檔方式在還原、修復(fù)、鑒定等方面有所局限的諸多問(wèn)題挑戰(zhàn)。

　　近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展以及政策的支持，系統(tǒng)地進(jìn)行文物的數(shù)字化工程越來(lái)越成為保護(hù)文化遺產(chǎn)資源的重要工作�？萍紴槲奈锉ｑ{護(hù)航，讓文物保護(hù)與時(shí)俱進(jìn)，已成為當(dāng)下各文保單位與科技企業(yè)的共識(shí)。

　　早在2021年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十四五”文物保護(hù)和科技創(chuàng)新規(guī)劃》中就對(duì)新時(shí)代下文物保護(hù)提出了建設(shè)性要求。

　　《規(guī)劃》提出：要系統(tǒng)整合全國(guó)不可移動(dòng)文物資源數(shù)據(jù)庫(kù)、國(guó)有可移動(dòng)文物普查數(shù)據(jù)庫(kù)、革命文物數(shù)據(jù)庫(kù)等，加強(qiáng)文物資源大數(shù)據(jù)應(yīng)用。將文物資源空間信息納入國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)。加強(qiáng)文物數(shù)字化保護(hù)，以世界文化遺產(chǎn)、全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位、館藏一級(jí)文物等為重點(diǎn)，推進(jìn)相關(guān)文物信息高清數(shù)據(jù)采集和展示利用。

　　考古方面，要大力發(fā)展科技考古，提升考古信息采集管理、綜合分析和研究應(yīng)用水平;博物館方面，要夯實(shí)博物館藏品保護(hù)管理基礎(chǔ)，加快推進(jìn)博物館藏品數(shù)字化，完善藏品數(shù)據(jù)庫(kù)，加大基礎(chǔ)信息開(kāi)放力度。

　　伴隨著數(shù)字化技術(shù)在文博保護(hù)及考古領(lǐng)域的日益普及，智能化、高精度、高效率的高保真文物數(shù)字化解決方案對(duì)文保領(lǐng)域數(shù)字化發(fā)展的價(jià)值日益凸顯，文物三維數(shù)字化技術(shù)手段在效率和精度上更能滿足館藏文物對(duì)數(shù)據(jù)的要求。在國(guó)內(nèi)，據(jù)悉已經(jīng)有一些世界級(jí)文化遺產(chǎn)及一些博物館，如故宮、布達(dá)拉宮、上海博物館、南京朝天宮博物館等已經(jīng)開(kāi)始了三維數(shù)字化嘗試和實(shí)踐。

　　02

　　相芯高保真文物數(shù)字化解決方案

　　為文物“永生”添加數(shù)字屏障

　　追溯過(guò)去的文明，賦予越來(lái)越多的文物數(shù)字“新生命”離不開(kāi)技術(shù)的加持，文物保護(hù)與傳承和科技手段結(jié)合是必然趨勢(shì)。

　　在此背景下，針對(duì)文物保護(hù)的一系列難題，相芯文物高保真數(shù)字化解決方案基于自研超寫(xiě)實(shí)三維數(shù)字物技術(shù)，可為文博領(lǐng)域客戶提供數(shù)據(jù)采集、三維重建、效果呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)管理的全棧數(shù)字物應(yīng)用支持，從資產(chǎn)搭建和價(jià)值延伸等維度推動(dòng)文物數(shù)字資產(chǎn)體系建設(shè)，為文物保護(hù)添加“數(shù)字屏障”。

　　高精度三維數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)高保真三維建模

　　由于大部分文物具有珍貴、精致的特點(diǎn)，在文物三維數(shù)字化保護(hù)過(guò)程中，對(duì)其紋理信息采集記錄、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用尤為重要。在精細(xì)、繁多的數(shù)據(jù)面前，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)記載方式在效率和精度上都很難滿足文物對(duì)數(shù)據(jù)的需求，而三維掃描技術(shù)與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比更加快速、有效，自動(dòng)獲取得到的數(shù)據(jù)誤差值更低，且非接觸式的數(shù)據(jù)獲取方式有效減少了人為因素對(duì)文物的損壞。

　　相芯文物高保真數(shù)字化解決方案采用高性能三維掃描儀輸出精準(zhǔn)3D文物模型，掃描過(guò)程中不直接接觸文物即可快速生成微米級(jí)高精度模型，掃描精度高達(dá)0.007mm，最小點(diǎn)間距可達(dá)到0.029mm，更容易捕捉文物細(xì)小紋理，具有精度高、效果佳、速度快、安全性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。

　　同時(shí)，為了保證文物表觀紋理和色彩達(dá)到高保真還原的效果，以及為后續(xù)重建環(huán)節(jié)的配準(zhǔn)精確度提供參考依據(jù)，還將通過(guò)攝影方式實(shí)現(xiàn)對(duì)文物表觀采集工作，確保文物在光源環(huán)境安全的前提下進(jìn)行高質(zhì)量拍攝，實(shí)現(xiàn)文物表觀采集的高品質(zhì)、高安全性。

　　智能快捷的重建系統(tǒng)，高效率、高品質(zhì)重建效果

　　文物保護(hù)可以“延壽”，數(shù)字化重建可以“永生”。借力相芯專用文物重建系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)包含高精度視覺(jué)重建、智能化模型匹準(zhǔn)、自動(dòng)紋理映射、完成質(zhì)量評(píng)價(jià)等在內(nèi)的全鏈路流程。

　　相芯先進(jìn)的多視圖立體視覺(jué)匹配與三維重建技術(shù)可實(shí)現(xiàn)文物高精度視覺(jué)重建，同時(shí)基于高精度自動(dòng)紋理映射算法，突破常規(guī)視覺(jué)算法性能瓶頸，實(shí)現(xiàn)智能化超高精度貼圖。

　　相較于傳統(tǒng)人工操作，憑借軟件重建可實(shí)現(xiàn)全程高效率貼圖，是手工貼圖方案的10倍;此外，相芯智能化重建軟件可實(shí)現(xiàn)文物三維重建全自動(dòng)質(zhì)量評(píng)價(jià)流程，效率是人工檢查完成質(zhì)量用時(shí)的100倍，僅需10秒即可完成。

　　在模型還原精度上，軟件自動(dòng)貼圖也更具有優(yōu)勢(shì)。與手工貼圖相對(duì)比，軟件自動(dòng)貼圖能夠保證模型貼圖效果保持與照片高度一致，真實(shí)呈現(xiàn)文物原貌，且針對(duì)復(fù)雜精細(xì)的文物自動(dòng)貼圖的誤差值更低，能夠保證復(fù)雜紋理縫、邊角等處紋理貼圖準(zhǔn)確性，減少因人工疏忽導(dǎo)致貼圖拉伸、邊角模糊等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)更加清晰、自然的紋理接縫處貼圖效果。

　　針對(duì)模型重建后的后期處理環(huán)節(jié)，還可提供專用軟件簡(jiǎn)易一站式處理重建和調(diào)優(yōu)，操作簡(jiǎn)易安全穩(wěn)定，通過(guò)專業(yè)照片對(duì)比，快速批量完成修圖，實(shí)現(xiàn)高保真紋理貼圖。

　　高保真效果呈現(xiàn)，1:1還原文物本身風(fēng)采

　　相芯運(yùn)用領(lǐng)先的3D技術(shù)，輔助文博行業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)全面的文物數(shù)字化展陳�？芍С�8k分辨率最高等級(jí)畫(huà)質(zhì)，1:1復(fù)刻物體全貌風(fēng)采，紋理細(xì)節(jié)分毫必現(xiàn)，高保真還原物的流光溢彩。

　　依托相芯全自主的數(shù)字資產(chǎn)渲染展示能力，還可一鍵快速導(dǎo)出文物展示級(jí)模型，支持移動(dòng)端/PC端web在線實(shí)時(shí)渲染展示，智能化、易應(yīng)用。

　　同時(shí)打通博物館多終端平臺(tái)展示，多屏兼容適配，并提供文物3D模型展示，以沉浸式三維空間為觀眾營(yíng)造身臨其境的體驗(yàn)。

　　觀眾可在云端720°隨意查看文物細(xì)節(jié)，打破了傳統(tǒng)線下實(shí)物陳列只能隔著玻璃看的展示方式，讓觀眾與歷史文物互動(dòng)起來(lái)，以寓教于樂(lè)的形式讓觀眾領(lǐng)略歷史美學(xué)、了解這些珍貴文物背后凝結(jié)的智慧和故事，助力文博行業(yè)在新時(shí)代打造永不落幕的線上博物館。

　　全流程智慧管理，數(shù)字資產(chǎn)共享共建

　　獲取和存儲(chǔ)文物三維數(shù)據(jù)之后，通過(guò)相芯文物信息管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)字文物物的全流程管理，為數(shù)字文物的資源權(quán)限管理、資源加工處理、資源展示應(yīng)用等工作提供一站式便捷化的工具支撐，保證管理工作智能化、高效化。

　　傳統(tǒng)的文物檔案創(chuàng)建和保存難度高，在文物安全保護(hù)上也有很大隱患，而依托相芯數(shù)字物信息管理系統(tǒng)安全的數(shù)字資產(chǎn)存儲(chǔ)及管理能力，可支持私有/公有多方式自由部署，真正意義上實(shí)現(xiàn)安全可靠的加密傳輸，為文物保護(hù)研究建立完整、準(zhǔn)確、安全的數(shù)字檔案，作為真實(shí)文物的副本保存。

　　實(shí)現(xiàn)采集和生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，還可按照每一個(gè)文物不同的歷史文化背景、儲(chǔ)存環(huán)境、應(yīng)用方式、背后蘊(yùn)含的歷史文化信息，進(jìn)行資料分類歸檔整理， 便于工作人員快速、準(zhǔn)確、 深入地挖掘文物背后的資料信息，后續(xù)通過(guò)上傳統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源庫(kù)，實(shí)現(xiàn)文物資料的共享共建。

　　03

　　總結(jié)

　　目前，已有國(guó)內(nèi)知名文博機(jī)構(gòu)與相芯展開(kāi)文物數(shù)字化實(shí)踐的深度合作，助力自身館藏文物數(shù)字化建設(shè)和管理。除此之外，相芯高保真文物數(shù)字化解決方案還可深度賦能藝術(shù)文創(chuàng)、NFT數(shù)字藏品、藝術(shù)品數(shù)字化交易等多場(chǎng)景下的行業(yè)應(yīng)用。

　　借助文物數(shù)字化解決方案，用戶可智能化利用文物數(shù)字化資源進(jìn)行藝術(shù)二次創(chuàng)作，推動(dòng)文化遺產(chǎn)的多元共享;也可生成具有唯一數(shù)字憑證的數(shù)字藏品，實(shí)現(xiàn)真實(shí)可信的數(shù)字化發(fā)行、購(gòu)買、收藏和使用;在現(xiàn)代化藝術(shù)品交易領(lǐng)域，還可替代真實(shí)藝術(shù)品文物進(jìn)行數(shù)字化云端交易，大大降低藝術(shù)品交易品鑒門檻。

　　文物保護(hù)工作不僅在于建立健全的防災(zāi)機(jī)制，更在于建立完善的文物數(shù)字檔案。數(shù)字化保護(hù)已經(jīng)逐漸是文化遺產(chǎn)保護(hù)的重要手段，通過(guò)三維數(shù)字化技術(shù)和方案實(shí)現(xiàn)對(duì)文化遺產(chǎn)客觀、完整的數(shù)字化存檔，乃至真實(shí)生動(dòng)的互動(dòng)展示，是未來(lái)永久保護(hù)和可持續(xù)傳播珍貴文化遺產(chǎn)的有效途徑。

　　引進(jìn)數(shù)字化采集技術(shù)建立文物數(shù)字化檔案，已成為目前文博行業(yè)數(shù)字管理與智慧應(yīng)用普及的重要基礎(chǔ)�？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，在未來(lái)，必定會(huì)有更多的文物保護(hù)單位邁向“數(shù)字文博”、“智慧博物館”的行列，用科學(xué)的方法對(duì)文物進(jìn)行保護(hù)修復(fù)，保證文物信息的永續(xù)保存和利用。

　　而作為高保真文物數(shù)字化解決方案落地實(shí)踐的先行者之一，相芯將繼續(xù)用實(shí)際行動(dòng)助力文博行業(yè)實(shí)現(xiàn)文物物質(zhì)形態(tài)與數(shù)字形態(tài)的融合融通，為文物保護(hù)筑起數(shù)字化壁壘，讓靜謐不語(yǔ)的文化遺產(chǎn)在現(xiàn)代科技的加持下煥發(fā)新生。