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3D掃描儀

·         Artec Leo

挑戰(zhàn)：對(duì)三角龍頭骨數(shù)字化，用于虛擬觀賞、學(xué)術(shù)研究，并為另一所博物館制作復(fù)制展品。

解決方案：Artec Leo, Artec Studio, 梯子一把

效果：有了恐龍頭骨3D模型，哪怕新冠肺炎閉館期間，參觀者和學(xué)生也可欣賞科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館中受歡迎的展品。

恐龍，這類生物幾百年來(lái)帶來(lái)了不少科學(xué)研究，直到現(xiàn)在，仍然吸引全球幾百萬(wàn)人。面對(duì)史前漫步于地球的三角龍化石，現(xiàn)代科技給自己設(shè)定了一項(xiàng)前無(wú)古人的目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)數(shù)字化永生。

這只草食性恐龍頭骨最早于1891年在美國(guó)懷俄明州的Lance Creek鎮(zhèn)附近發(fā)現(xiàn)，1970年代前一直陳列于史密森學(xué)會(huì)。之后借調(diào)至科羅拉多大學(xué)博物館至今，今天我們?cè)诓┪镳^見(jiàn)到的展品完全是基于其頭骨打造的。

捕獲整個(gè)頭骨，需要一把梯子。（David Cano / 3D Printing Colorado供圖）

“史密森學(xué)會(huì)估算了一下推倒整面墻、把頭骨取出并運(yùn)回他們的成本有多高，最后，因?yàn)榇鷥r(jià)太高、風(fēng)險(xiǎn)太大，沒(méi)人愿意這么做，”Artec金牌授權(quán)經(jīng)銷商3D Printing Colorado的2號(hào)應(yīng)用工程師Nick Conklin說(shuō)道。也就是說(shuō)，頭骨短期內(nèi)不會(huì)移動(dòng)，但借助3D掃描科技，過(guò)去難以實(shí)現(xiàn)的畫(huà)面也開(kāi)始顯出雛形。

Conklin和他的同事David Cano今年一月第一次訪問(wèn)科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館時(shí)，是為了出售Artec Leo 3D掃描儀?！斑M(jìn)館路上，我們看到了三角龍頭骨，心想‘哇，這掃描出來(lái)肯定很酷，我們什么時(shí)候一定要試下！’”Conklin回憶道。

3D Printing Colorado銷售每臺(tái)掃描儀，都包含培訓(xùn)服務(wù)。但對(duì)大學(xué)考古館館長(zhǎng)William Taylor博士而言，他已經(jīng)十分熟悉Artec 3D掃描儀了，所以提出了新的要求。

“Taylor博士對(duì)Artec Space Spider很有經(jīng)驗(yàn)，所以我們沒(méi)有進(jìn)行培訓(xùn)，他希望我們把Leo帶來(lái)，給他上課用一次，”Conklin說(shuō)道?！八胱屛覀?yōu)閷W(xué)生演示，使用Leo和掃描科技可以實(shí)現(xiàn)何種效果?！?

因此，史前考古項(xiàng)目開(kāi)始了——恐龍頭骨完整數(shù)字化。

掃描演示作為大學(xué)課程的一部分。（David Cano / 3D Printing Colorado供圖）

“我占用Taylor博士晚課的30-40分鐘，一邊掃描三角龍頭骨，一邊向?qū)W生解釋，說(shuō)明我的具體操作，所以其實(shí)是教學(xué)演示相結(jié)合，”Conklin說(shuō)道。頭骨掃描很快就吸引到了科羅拉多大學(xué)媒體部門(mén)的目光。

“大學(xué)媒體部非常感興趣，他們想為恐龍掃描過(guò)程拍攝照片和視頻，”Cano說(shuō)道?！耙挥袆?dòng)靜，他們就會(huì)再次邀請(qǐng)我們，不過(guò)這次不是去上課，而是去拍視頻，”Conklin補(bǔ)充道。

第二次掃描時(shí)新加了一樣?xùn)|西，方便我們掃描——梯子?！坝辛颂葑?，我就能掃描之前一次遺漏的細(xì)節(jié)了，掃描條件更有利了，”Conklin說(shuō)道。

整個(gè)掃描花了30分鐘，Artec Studio 3D軟件在2小時(shí)內(nèi)完成了所有掃描處理。

因?yàn)長(zhǎng)eo，很多表面哪怕站在地面上也能掃到?！罢驹诘厣希谖易匀灰苿?dòng)范圍內(nèi)，除了頭上的尖刺，其他都能掃描到，”Conklin說(shuō)道。“Leo 的視角和數(shù)據(jù)捕獲便利度讓整個(gè)過(guò)程相當(dāng)輕松。我不僅僅在掃描，同時(shí)還在講解我的每步操作。”

Artec Leo自帶屏顯，可以看到捕獲的所有區(qū)域，提示遺漏部位，操作起來(lái)就像在手機(jī)上拍視頻一樣簡(jiǎn)單。3D復(fù)制品會(huì)實(shí)時(shí)顯示，讓您把注意力集中在手頭任務(wù)上，這次任務(wù)中，就可以邊掃描邊在梯子上為博士生演示。

“其他掃描儀也能完成，但難度會(huì)很大，我肯定得時(shí)不時(shí)關(guān)注掃描進(jìn)度。但Leo追蹤能力很棒，我可以一心二用，指導(dǎo)學(xué)生的同時(shí)不耽誤捕獲高品質(zhì)數(shù)據(jù)。它絕對(duì)是適合本項(xiàng)目的工具。”

Conklin說(shuō)站在梯子上掃描大幅提升了數(shù)據(jù)質(zhì)量，因?yàn)樗軖叩筋^骨后部、頂部以及任何角度?！拔覍?duì)最后的結(jié)果非常滿意，”他表示?！拔易顡?dān)心的就是，這是一件獨(dú)一無(wú)二的文物，我可不想成為那個(gè)破壞它的人！”

為博物館鎮(zhèn)館之寶制作數(shù)字化3D模型，還能為其他行業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)新的教育機(jī)遇。其實(shí)，正是這種從無(wú)到有的創(chuàng)造性激勵(lì)了團(tuán)隊(duì)。

“特別是現(xiàn)在，大家都居家辦公，3D文件方便進(jìn)行任何操作，比如進(jìn)行模擬操作或科學(xué)研究，”Conklin表示。

“對(duì)科研工作的支持也是這項(xiàng)工作的一個(gè)初衷，沒(méi)有掃描就不可能實(shí)現(xiàn)，世界任何地方的任何人都可以通過(guò)這份標(biāo)本展開(kāi)研究。”

整份掃描僅耗時(shí)30分鐘。（模型由史密森學(xué)會(huì)和科羅拉多大學(xué)自然歷史博物館提供）

從測(cè)量到科研，全世界的人們都能看到這份模型，也帶來(lái)了無(wú)限機(jī)遇?！吧踔吝€能用于下一步侏羅紀(jì)公園或電子游戲的CGI制作，”Conklin表示?！耙幌氲竭@些，我就很激動(dòng)！”

“親眼見(jiàn)證歷史的誕生和保護(hù)措施，世界將為之改變。過(guò)去，在時(shí)間的推移下，歷史將被破壞。畢竟逝者如斯，罔顧一切。但如果我們能把周圍數(shù)字化，就能抵御歲月的流逝。”

現(xiàn)在，頭骨的原主人考慮利用這份掃描制作模具，重新為史密森學(xué)會(huì)復(fù)制一份頭骨，畢竟現(xiàn)在他們已經(jīng)有了頭骨各個(gè)表面大小的精確值，之前這是不可能完成的。“難以想象沒(méi)有3D掃描如何實(shí)現(xiàn)頭骨的數(shù)字化，”Conklin說(shuō)道，他很高興，他終于當(dāng)了一天考古學(xué)家，實(shí)現(xiàn)了兒時(shí)的夢(mèng)想?！罢f(shuō)實(shí)話，”他補(bǔ)充道，“如果他們用我掃描的恐龍頭骨復(fù)制了一份，我以后一定帶我的子孫來(lái)看！”

“我很想繼續(xù)推進(jìn)，把所有展品數(shù)字化，看看今后還能為博物館做些什么，”Cano說(shuō)道?！拔艺J(rèn)為這就是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)?！?