南京宁瑞计量三维激光扫描仪技术

外业扫描情况概述

项目目的：

1、三维点云的采集及影像数据的获取；

2、考古工作所需二维图的制作；

3、三维模型的精细制作及必要的复原、虚拟环境复原及动态视频制作。项目周期：外业扫描4月26号—4月28号；

内业处理5月1号—7月26号；

使用仪器：三维激光扫描仪；

测区简述：鉴于大墓的重要性，点云采集要求全面，而为尽可能的不留死角，所以架站比较频繁。虽然获得了全面资料，但也造成了数据量过大，一般电脑难以处理的问题。

项目流程简介

具有盛唐遗风的人物壁画 雕刻娴熟的力士俑

外业扫描

备注：图中白色圆球体为FARO扫描仪专用标靶球，用来做多站自动拼接。全局拼站精度如下图：

点云展示

上图点云是以高程阈值模式显示，不同颜色代表不同高程

三维点云数据相比较传统测量工具获得的单点格式数据而言，除了具备三维立体化的特点之外，也具有二维平面式的展示特点，如下：

平面视图

附加纹理色彩后的三维点云以二维平面视角形式展示

附加纹理色彩后的立体化三维点云

在三维点云里对特征物进行量测

三维激光扫描仪具有快速获取丰富、大量点云信息功能，在全面采集数据的同时，也会造成一个不可避免的数据重复、无效、冗余的弊端。这些数据会给内业处理工作带来极大的负担。所以，对冗余数据的筛选、过滤工作就显得十分必然了。

在专门的点云处理软件中对冗余数据进行过滤、抽稀

人工绘图

俯视图（手绘）

三维激光扫描绘图

该技术作为获取空间技术的先进手段，通过高速激光扫描测量的方法，大面积、高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据，从而为快速建立被测物体的三维影像模型以及快速获取目标物体的二维平面视图提供了一种全新的技术手段。

在三维点云里直接勾勒每一块地砖

三维点云与二维矢量图同步

依据三维点云绘制的侧室横纵剖视图

平面图 俯视图

由三维模型直接生成轴测图（一）：

轴测图（二）：

依据三维点云直接生成三维模型（白模）

黏贴纹理后的3DMax三维模型

具有纹理色彩的3DMax三维模型

壁画模型

不规则物体的模型制作

石像生等不规则物的建模，主要依据Geomagic、3DMax等专业软件来完成。如下：

（1）依靠获取的石狮点云，在Geomagic里进行点云的抽吸、封装，生成如下不规则三角网模型（TIN）：

（2）在生成的模型基础上，对不规则三角网进行圆滑；对残漏部分进行曲面桥接式填补漏洞！

（3）在3DMax中也可以进行补漏、三角网平滑、纹理黏贴等工作。

（4）在3DMax中对石人雕像进行模型制作、纹理黏贴等工作。

（5）石柱模型的制作（3DMax）

外围环境的虚拟制作

有关田庄大墓外围环境的虚拟现实工作，基本多是在3DMax之中完成并合理实现的。如下：

（1）墓体效果图

（2）场景效果图

较之传统测量（主要是全站仪、GPS等的测量方式），三维激光扫描技术在田庄大墓发掘工作中具有无可比拟的优势：

o全方位记录考古发掘现场的信息。高密度点云数据确保了田庄大墓资料，采集的全面性和科学性，而同步的纹理影像数据的获取也保证了田庄大墓资料保存的完整性和永久性；为后期考古研究提供详细的科学数据。

o便捷快速地完整记录文物分布与遗迹现象。97万点/秒的资料采集速度限度的提高了野外发掘工作的效率，在短时间内完整而科学的记录了田庄大墓的现场状态，为考古发掘工作日益要求的高效率测绘工作提供了科学创新样本，这对改善传统考古发掘工作具有深远的影响。

o田庄大墓动漫视频实现了三维传播、普及公众的目的。契合当今公众考古的热潮，通过建立数字化的虚拟古墓，再辅借虚拟现实、多媒体等技术，生成动态视频，调动公众参观览阅的积极性，即实现了田庄大墓的可持续发展，又真正做到文化遗产惠及于民。