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客户故事

OpticScan-D非接触式白光三维扫描宋庆龄汉白玉雕像三维数字化保护项目

发布时间:2014年08月26日    阅读量:13359

一、宋庆龄汉白玉雕像背景

1月5日,“宋庆龄汉白玉雕像三维数字化保护项目”专家验收会在宋陵园管理处召开。市文物局副局长褚晓波等有关方面的领导和专家出席会议。

 

专家组在听取了“宋庆龄汉白玉雕像三维数字化保护项目”的基本情况、技术特点以及预期达到的基础性效果、应用性效果、示范性效果和衍生性效果的报告后,对项目进行了验收。专家组认为该项目成果体现了高新科技在文物保护“四有”工作中的重要作用,为后期更好地开展宋陵园的文物保护工作打下了基础,也为雕像的研究、保护和在特殊情况下的复原提供了精确的三维测量数据。同时,专家组也对项目在文物保护中的重要性和意义、雕像风化检测技术和基础数据的充分应用等方面提出了建议。

二、验证:对宋庆龄石膏制件雕像先行开展实件复制工作

宋庆龄汉白玉雕像三维数字化保护项目

为了更好地验证OpticScan-D非接触式白光三维扫描仪对文物(宋庆龄汉白玉雕像)具有高精度的数据采集能力和与现代制造设备的可匹配性,在宋庆龄陵园管理处领导的要求下特别针对宋庆龄石膏制件雕像先行开展实件复制工作

第一阶段:数据采集-使用OpticScan-D双目三维扫描仪进行精准测量

 

第二阶段:数据处理

 

第三阶段:石膏复制件制作

通过三维扫描技术→SLA快速成型件技术硅胶模制作最终完成石膏复制件,整个项目周期仅需一周。

1)快速速成型技术-光固化(SLA) 

 

 

1:1   SLA技术原形制作

优势:

1. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具;

2.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具;

3. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本;

4. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核。

2)硅胶阴模制作 

通过在快速成型件上快速制作。硅胶阴模能最大程度地保护文物原件不受任何侵害。

 

1:1 硅胶阴模

3)石膏复制件制作 

 

1:1 石膏复制件成品

第四阶段:石膏复制件的数据验证

 

石膏复制件的数据验证

将石膏复之件通过白光三维扫描仪再次采集数据后与原始文物原形的扫描数据进行三维数字化比对,以色谱的方式呈现误差区域及数值。 

   最终本次石膏复制件的误差为: 扫描误差+加工误差=0.249mm

 

二、正式汉白玉雕像原件的数字化保护工作:

 

通过对宋庆龄石膏雕像复制件制作的可行性方案论证已证实白光三维扫描能够胜任此项数据采集工作并且数据接口与现代制造设备完全匹配。由此,正式开始了汉白玉雕像原件的数字化保护工作。

第一阶段:三维空间精度控制网布置

 

 

布置控制网的目的: 

 ● 建立全局坐标系统 

 ● 减少标志点使用量 

 ● 提高数据拼接精度 

 ● 实现任意位置扫描 

 

 采用技术: 

 ● 摄影测量系统(自主研发) 

 ● 精度为0.1mm/4M

第二阶段:数据采集

 

 

 

 

采用技术: 

● 三维白光扫描系统(先临三维公司自主研发) 

● 单幅精度:0.01mm 

● 采集数量:287幅 

● 原始数据大小:18GB 

● 三维模型大小:2.2GB 

 

技术特点: 

 双曝光技术(自主研发)-无需在雕像表面喷粉 

 中杆附件(自主研发)-实现特殊位置扫描 

 白光扫描仪-能获取更多实物细节 

 单幅扫描速度快-小于5/ 

 永久数字化比对-已布置参考点 

● 无需外界光源

第三阶段:数据处理-精细建模,优化曲面,科学计算,变形检测,施工比对

 

数据拼接: 

● 采用3DScan软件(自主研发)首次拼接 

● 采用专业作全局优化 

● 拼接精度0.7um 

 

 数据处理: 

● 精细建模 

● 优化曲面 

● 科学计算 

● 变形检测 

● 施工比对 

 数据精度=0.085 mm

 

 数据处理过程图:

 

 


 

 


 

 


 


 

 

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