目前文物三維重建的方法主要有攝影測量技術(shù)、三維激光掃描技術(shù)、結(jié)構(gòu)光掃描技術(shù)。3D掃描建模就是基于結(jié)構(gòu)光掃描技術(shù)的三維掃描儀，集點云相機、紋理相機和光柵投影系統(tǒng)于一體，3D掃描建模在投射特定的光信號到物體表面后，根據(jù)物體造成的光信號的變化來計算物體的位置等信息，獲得包括數(shù)以百萬、千萬計的點云數(shù)據(jù)和文物VR展示全方位高清紋理像片數(shù)據(jù)，進而復(fù)原文物整個數(shù)字化三維模型。下面商迪3D對三維掃描儀如何進行文物器物3D掃描建模以及數(shù)字化三維模的具體應(yīng)用進行簡單介紹。

文物3D掃描建模數(shù)字化三維模型重建流程

　　1.進行準(zhǔn)備及設(shè)備連接。將儀器硬件按照標(biāo)準(zhǔn)安裝好，在三維掃描儀安裝的過程中需要根據(jù)每件器物的大小來調(diào)整轉(zhuǎn)臺與三維掃描儀之間的距離以及相機傾斜角度，然后打開3D建模軟件，檢查設(shè)備連接情況，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)相機、紋理相機以及轉(zhuǎn)臺已連接成功后才能進行后續(xù)操作。

　　2.三維掃描儀連接成功后進行標(biāo)定。標(biāo)定的目的是為了獲得紋理相機、結(jié)構(gòu)相機、轉(zhuǎn)臺之前的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)而做的精度計算，通過三維掃描儀標(biāo)定獲得物體相對于空間的位置關(guān)系以及內(nèi)部之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。在三維掃描儀掃描前如果沒有標(biāo)定文件或者標(biāo)定不合格，則無法進行掃描。其中3D掃描建模標(biāo)定分為外參標(biāo)定、投影儀標(biāo)定、轉(zhuǎn)臺標(biāo)定，最后將3D掃描建模這三種標(biāo)定合并起來完成標(biāo)定。

　　3.標(biāo)定完成后開始掃描。根據(jù)每件文物VR展示的形狀、大小及復(fù)雜程度確定掃描姿態(tài)及掃描次數(shù)。由于文物具有唯一性及珍貴性，應(yīng)盡可能以少的姿態(tài)獲取文物器物盡可能完整詳盡的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)每個姿態(tài)掃描完成后，都會存在或多或少的噪聲點云，這些噪聲點云在三維掃描儀掃描過程中是無法避免的，這就需要對3D掃描建模每個姿態(tài)的點云數(shù)據(jù)進行編輯，刪除多余的噪點。

　　4.掃描完成后對獲取的點云數(shù)據(jù)進行對齊。因為3D掃描建模每個姿態(tài)都是相對獨立的坐標(biāo)系，想要得到完整一致的數(shù)字化三維模型點云數(shù)據(jù)就需要將各個姿態(tài)點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一個參考點云的坐標(biāo)系下。3D掃描建模這里的對齊方式有標(biāo)記對齊和幾何對齊，根據(jù)被掃文物的不同選擇合適的對齊方式。對齊完成后還需要對點云進行一系列處理，包括去除孤立項、融合點云等，最終獲得的是文物VR展示數(shù)字化三維模型所有姿態(tài)點云的集合，也就是數(shù)字化三維模型完整的點云數(shù)據(jù)。

　　5.對齊后需要對完整的點云數(shù)據(jù)進行三角網(wǎng)格化，得到文物完整的結(jié)構(gòu)模型。

　　只有將數(shù)字化三維模型點云進行網(wǎng)格化后才能進行后續(xù)紋理貼圖。網(wǎng)格化后的數(shù)字化三維模型可能在一定程度上會存在細小漏洞，如果數(shù)字化三維模型存在漏洞就需要進行補漏，數(shù)字化三維模型補漏完成后就得到了文物完整的3D掃描建模幾何結(jié)構(gòu)模型。從數(shù)字化三維模型上看，文物3D建模紋理細節(jié)清晰，脈絡(luò)分明。

　　6.文物的結(jié)構(gòu)數(shù)字化三維模型形成后需要對其進行紋理映射，使數(shù)字化三維模型具有人眼感官的真實感。紋理映射也叫紋理貼圖，其效果的好壞直接影響最終數(shù)字化三維模型的文物VR展示。

文物器物數(shù)字化三維模型的應(yīng)用

　　文物數(shù)字化三維模型的應(yīng)用有很多，主要有導(dǎo)出高清圖片(任意角度)、動態(tài)視頻文物VR展示、3D建模測量距離、3D建模測量角度、3D建模測量表面積、3D建模測量體積等。這些應(yīng)用為珍貴文物器物三維可視化研究以及文物數(shù)字化存檔提供了有力的幫助。

　　這類掃描器物的三維掃描儀也存在一些不足：其一，三維掃描儀掃描瓶口特征特別狹小或者鏤空結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的器物時，很難掃描完全，從而采集不到器物內(nèi)部的一些3D建模數(shù)據(jù)信息，這也是這類三維掃描儀的通病;其次，對三維掃描儀掃描的器物大小有一定限制(最大直徑為50cm)，不過目前市面上已經(jīng)有不同類型的三維掃描儀來針對不同大小的文物進行三維掃描建模。隨著計算機信息化飛速的發(fā)展，3D掃描建模技術(shù)在不斷更新，對文物進行數(shù)字化3D建模研究也越來越廣泛，高精度的數(shù)字化三維模型真實記錄了文物表面形狀、紋理、顏色等信息，3D掃描建模為文物的保護研究、數(shù)字化存儲和3D可視化展示提供了便利。