文物是國(guó)家寶貴的歷史財(cái)富，然而隨著時(shí)間的推移，文物的損壞往往不可避免。利用三維建模激光掃描儀及可視化三維模型可助力文物保護(hù)及修復(fù)，3D打印能保證修復(fù)還原的真實(shí)度和精度。商迪3D從3D文物建模技術(shù)發(fā)展、工作原理和成果等方面總結(jié)了三維建模激光掃描儀在我國(guó)文物保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用，也會(huì)從三維建模激光掃描儀和3D打印兩種技術(shù)結(jié)合的角度來(lái)闡述文物保護(hù)數(shù)字化基本工藝流程，以解決傳統(tǒng)文物數(shù)字化展示技術(shù)信息留存及精準(zhǔn)復(fù)原的難題。

一、三維建模激光掃描儀工作原理

　　激光掃描采用非接觸掃描的方式，三維建模激光掃描儀可以快速獲取目標(biāo)表面的海量數(shù)據(jù)，在文物保護(hù)工作方面具有突出優(yōu)勢(shì)。三維建模激光掃描儀主要通過(guò)高速激光掃描測(cè)量的方法，以點(diǎn)云形式獲取物體表面的陣列式幾何圖像數(shù)據(jù)。由傳統(tǒng)測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)最終都是二維形式，通過(guò)圖紙呈現(xiàn)。不同于傳統(tǒng)測(cè)量，由三維建模激光掃描儀最終獲取三維形式的數(shù)據(jù)，不僅包含平面位置和高程的信息，也同時(shí)包含RGB顏色以及被測(cè)對(duì)象的反射率信息。因此，三維建模激光掃描儀所獲取的信息非常全面。

　　3D打印技術(shù)就是打印三維物體，利用切片后重建還原軌跡的方式，高溫熔化原材料跟隨軌跡堆積的原理來(lái)復(fù)原三維數(shù)字化模型。3D打印技術(shù)出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期，實(shí)際上是利用光固化和紙層疊等技術(shù)的最新快速成型裝置。3D打印技術(shù)與普通打印工作原理基本相同，打印機(jī)利用金屬、陶瓷、塑料、砂等不同材質(zhì)的原材料，與計(jì)算機(jī)連接后，3D打印通過(guò)計(jì)算機(jī)控制切片軌跡，把原材料逐層按軌跡自下而上疊置，最終把計(jì)算機(jī)上的掃描數(shù)字化三維電子模型變成實(shí)物。

二、3D文物建模技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

　　三維建模激光掃描儀具有速度快(每秒近100萬(wàn)個(gè)點(diǎn))、不需接觸目標(biāo)(非接觸測(cè)量)、數(shù)據(jù)量大、精度高等特點(diǎn)。其中，三維建模激光掃描儀非接觸測(cè)量可以獲取被測(cè)物體表面海量數(shù)據(jù)，有效地避免了文物數(shù)字化過(guò)程中對(duì)文物造成接觸式損害。同時(shí)，無(wú)論被測(cè)目標(biāo)結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，三維建模激光掃描儀都可以按照原貌進(jìn)行采集。文物數(shù)字化展示技術(shù)的測(cè)量精度可達(dá)毫米級(jí)甚至亞毫米級(jí)，可以精準(zhǔn)記錄文物原貌并獲取高精度的三維數(shù)字化模型進(jìn)行存檔。利用3D打印技術(shù)，可以對(duì)掃描后已經(jīng)存檔的高精度數(shù)字化文物可視化三維模型

　　進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整與修改，利用3D打印機(jī)將可視化三維模型打印，再對(duì)3D模型進(jìn)行拋光、著色等后期處理，獲得文物的副本。3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于成模速度快，可視化三維模型還原精度高，可以和激光掃描無(wú)縫對(duì)接。因此，將三維建模激光掃描儀和3D打印技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于文物數(shù)字化制作及還原具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

三、3D文物建模基本工藝流程

　　利用三維建模激光掃描儀和3D打印相結(jié)合的方式助力文物數(shù)字化制作及復(fù)原領(lǐng)域是目前主流的發(fā)展趨勢(shì)。被測(cè)目標(biāo)具有距離短、精度需求高等特點(diǎn)，應(yīng)用于文物保護(hù)的三維建模激光掃描儀通常選取手持式或者站載式且以相位差原理獲取目標(biāo)的儀器設(shè)備。三維建模激光掃描儀基本工藝主要包括標(biāo)靶布設(shè)、數(shù)據(jù)獲取、產(chǎn)品3D模型拼接、產(chǎn)品3D模型處理、產(chǎn)品3D模型切片、3D打印等多個(gè)環(huán)節(jié)，具體可找商迪3D了解詳情。

　　通過(guò)三維建模激光掃描儀與3D打印技術(shù)相結(jié)合，闡述了文物保護(hù)及修復(fù)的現(xiàn)狀、工作原理、基本工藝及其優(yōu)勢(shì)。3D文物建模修復(fù)文物不僅復(fù)原的精度高，而且能在文物數(shù)字化過(guò)程中有效避免對(duì)文物造成二次傷害。三維建模激光掃描儀在文物保護(hù)及修復(fù)領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，三維建模激光掃描儀與3D打印技術(shù)可以解決傳統(tǒng)文物數(shù)字化信息留存及精準(zhǔn)復(fù)原的難題。目前，敦煌莫高窟雕塑相繼利用激光掃描以及3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了文物的數(shù)字化存檔及文物再現(xiàn)，技術(shù)正在逐步成熟，工藝的多樣化正在逐步完善。