Културне реликвије су вредно историјско богатство земље, историјска истраживања, научна упутства и други аспекти од великог значаја. Међутим, током времена, оштећење културних реликвија је често неизбежно, што укључује и природно трошење самих реликвија и случајно уништење.
У априлу 2019. године, француска Нотр Дам де Парис претрпела је најгори пожар икада, са потпуно уништеном дрвеном конструкцијом на врху цркве, остављајући само камене остатке и огромну штету. На срећу, дигитални 3Д модел облака тачака Нотр Дама је електронски архивиран пре његовог уништења, дајући довољно и тачних података за подршку реконструкцији оштећених делова Нотр Дама, који се могу обновити један по један на основу постојећих података.
Ласерско скенирање и дигитализовани 3Д архивски модел могу помоћи у очувању и рестаурацији наслеђа и осигурати аутентичност и тачност рестаурације. Релевантни истраживачи су сумирали примену 3Д ласерског скенера у области заштите културних реликвија у Кини са аспекта развоја технологије, принципа рада и достигнућа. Зханг Ксиаокинг и др. проучавао примену 3Д штампе у реконструкцији културних реликвија са аспекта технологије 3Д ласерског скенирања и моделирања. Овај рад описује основни процес дигитализације заштите културних реликвија са становишта комбинације тродимензионалног ласерског скенирања и 3Д штампања две технологије, у циљу решавања традиционалног културног реликта дигитализацијом, задржавањем информација и прецизном рестаурацијом проблема.
Прво, принцип рада
Ласерско скенирање помоћу методе бесконтактног скенирања, може брзо добити циљну површину масивних података, у заштити културних реликвија има изузетне предности. Тродимензионално ласерско скенирање се углавном одвија путем методе мерења ласерског скенирања велике брзине, у облику облака тачака за добијање низа података геометријске слике на површини објекта. Подаци добијени традиционалним мерењем су у крајњој линији дводимензионалног облика, кроз приказане цртеже. За разлику од традиционалних мерења, 3Д ласерско скенирање добија податке у тродимензионалној форми, који не само да садрже информације о планарној позицији и надморској висини, већ и информације о РГБ боји и рефлексији објекта који се тестира. Због тога су информације добијене 3Д ласерским скенирањем веома свеобухватне.
3Д ласерски скенер користи ласер као извор светлости који емитује за мерење објекта у складу са одређеном хоризонталном и вертикалном резолуцијом скенирања и усваја бесконтактни метод за добијање површинских података мереног објекта. Принцип израчунавања координата просторних тачака приказан је на слици испод. Ласер се користи за добијање удаљености С од објекта који треба да се мери до центра скенирања, а затим се прецизни енкодер који контролише сат уграђен унутар уређаја користи за синхроно мерење вредности посматрања хоризонталног угла скенирања и вредности посматрања уздужног угла скенирања од сваки ласерски импулс, а просторне тродимензионалне координате мерене тачке могу се израчунати кроз просторни тродимензионални геометријски однос коришћењем линијског елемента и два угаона елемента. Кс, И, З координате просторне тачке. Подаци добијени 3Д ласерским скенирањем обично се налазе у засебном координатном систему унутар опреме, са Кс-осом у попречној равни скенирања, ИИ-осом у попречној равни скенирања која је окомита на Кс-осу и З-осом управно на попречну раван скенирања.
Изнад Основни дијаграм прорачуна координата просторних тачака
Технологија 3Д штампања је штампање тродимензионалних објеката, коришћење сечења, а затим поновна изградња рестаурације путање, топљење сировина на високој температури да би се пратио принцип слагања путање како би се обновио дигитални модел. Технологија 3Д штампања појавила се средином{{ 3}}с, у ствари, је употреба светлосне полимеризације и ламинације папира и других технологија као што је најновији уређај за производњу адитива. У основи је исти принцип рада са обичним штампањем, штампач користи метал, керамику, пластику, песак и друге различите материјале као што су сировине, повезан са рачунаром, преко компјутерски контролисане путање резања, сировине слој по слој према на путању одоздо-нагоре стека, и на крају компјутера на скенирању дигиталног тродимензионалног електронског модела у физички објекат.
Друго, анализа техничких предности
Тродимензионално ласерско скенирање има велику брзину (скоро милион тачака у секунди), не мора да контактира циљ (бесконтактно мерење), велику количину података, високу тачност и друге карактеристике. Међу њима, бесконтактним мерењем се могу добити масивни подаци о површини мереног објекта, ефикасно избегавајући контактна оштећења културних реликвија у процесу дигитализације културних реликвија. Истовремено, без обзира колико је сложена структура мерене мете, она се може стећи у складу са првобитним изгледом. Тачност мерења 3Д ласерског скенирања може да достигне милиметарски ниво или чак субмилиметарски ниво, што може прецизно да забележи оригинални изглед културних реликвија и добије високо прецизне 3Д дигитализоване моделе за архивирање. Употреба технологије 3Д штампања, може се скенирати након архивираних високо прецизних дигитализованих културних реликвија за одговарајућа прилагођавања и модификације, коришћење 3Д штампача за штампање модела, а затим полирање, бојење и друга накнадна обрада модела, како би се набавите копију културних реликвија. Технологија 3Д штампања је предност модела у брзој брзини, модел високе прецизности рестаурације може се неприметно повезати са ласерским скенирањем. Стога, комбинација тродимензионалног ласерског скенирања и технологије 3Д штампања која се користи у дигитализацији културних реликвија и рестаурацији има јединствену предност.
Треће, основни процес
Употреба тродимензионалног ласерског скенирања и 3Д штампања у комбинацији како би се помогла дигитализација културних реликвија и рестаурација поља је тренутни главни тренд развоја. Измерени циљ има кратку удаљеност, високе захтеве за прецизношћу, примењује се на заштиту културних реликвија тродимензионалног ласерског скенирања обично се бира ручни или стационарни и по принципу фазне разлике за добијање мете инструментације. Основни процес углавном укључује постављање циља, прикупљање података, спајање модела, обраду модела, сечење модела, 3Д штампање и друге аспекте, као што је приказано на слици испод. Узмимо Зхаозхоу мост као пример да илуструјемо ток процеса у различитим фазама.
3.1 Полагање мете
Око моста равномерно постављене сферне мете, са најмање 3 пара мета између две суседне станице. 3 пара сферних мета налазе се на различитим висинама, поређане како би се избегло њихово постављање на исту праву линију, како не би било могуће пронаћи основу за поравнање суседних података са истим именом у каснијој фази.
3.2 Прикупљање података
Изаберите одговарајући угао, подесите тродимензионални ласерски скенер који носи станицу, подесите резолуцију скенирања на уређају и начин на који камера снима, контролишите време скенирања и извршите неусмерено скенирање мете од 360 степени. Скенирање мете је завршено, проверите тачност скенирања циљне лопте, потврдите да ли испуњава услове коришћења површинског облака тачака за уклапање у сферне координате, ако тачност није довољна, потребно је да извршите усмерено скенирање високе резолуције сферни циљ. Проверавајте више пута док се не испуне услови за уклапање центра сфере.
3.3 Спајање модела
Према принципу рада ласерског скенирања, подаци добијени од суседних станица налазе се у различитим независним координатним системима. Неопходно је користити принцип ИЦП и друге сродне алгоритме за обједињавање координатног система података са више станица, односно израчунавањем матрице ротације између података у облаку суседних станица да се заврши поравнање модела, и добије се комплетна тачка. облачни модел тела моста.
3.4 Обрада модела
Након уклањања шума, рационализације, сегментације и екстракције карактеристика модела облака тачака тела моста добијеног након поравнања, површински подаци се моделују и реконструишу, а реконструкција модела обично усваја начин коришћења облака тачака за конструисање мреже. за закривљене културне реликвије. Ова метода има високу тачност, добро пријањање на површину и високу аутоматизацију. Реконструисани модел мреже моста се обрађује уклањањем коже, попуњавањем рупа, поправком мреже, глачањем, изоштравањем, мапирањем текстуре итд., како би се добио дигитални тродимензионални електронски модел моста и архивирао и сачувао у бази података.
3.5 Сечење модела и 3Д штампање
Користећи технологију 3Д штампања, архивирани високопрецизни дигитализовани модел електронских културних реликвија је на одговарајући начин прилагођен и модификован, а рачунар се користи за сечење модела, израчунавање путање обнављања штампања и генерисање Г кода. Према врсти материјала културних реликвија за одабир одговарајућег 3Д штампача и сировина, унос Г кода у 3Д штампач, штампач користи млазницу за топљење сировина на високој температури да прати путању принципа слагања слој по слој дигиталног модела се враћа у праву ствар. Физички објекат се може користити за праве културне реликвије оштећени део рестаурације, може се користити и за посету изложби уместо правих културних реликвија.
Резултати фазног процеса моста Зхаозхоу приказани су у наставку.
3.6 Допунска рестаурација података
Приликом скенирања 3Д ласерским скенером који носи станицу, неизбежно је да ће се појавити рупе у подацима, а недостатак података ће донети потешкоће у успостављању дигиталних модела и 3Д штампању. Такви проблеми се могу решити на два начина. Један је поред једнократне употребе скенирања са станицом, са синхронизацијом ручног 3Д ласерског скенирања, проблеми са углом скенирања узроковани празнинама у подацима могу бити допуњени ручним скенером, флексибилним и практичним. Други је допуна и поправка података који недостају током обраде података, укључујући оптимизацију мреже, попуњавање рупа, изглађивање и оштрење и друга средства. Међу њима, попуњавање рупа је најкритичније, укључујући кривину, тангенту, раван, унутрашње рупе, граничне рупе, премошћавање и многе друге методе. У поређењу са традиционалним методама рестаурације, кроз тродимензионално ласерско скенирање за добијање података високе прецизности, можете успоставити реалистичнији дигитални тродимензионални модел, коришћење софтвера за виртуелну рестаурацију, да бисте обезбедили различите ефекте рестаурације од селекцију, као основу за унапређење реалног програма рестаурације. Виртуелна рестаурација углавном садржи културне реликвије материјалним попуњавањем празнина у телу, поправку сликања, рестаурацију текстуре и тако даље. Након поправке, модел постаје глатки и глатки и јасне контуре.
Закључак и проспект
4.1 Закључак
Комбинацијом тродимензионалног ласерског скенирања и технологије 3Д штампања описана је тренутна ситуација заштите и рестаурације културних реликвија, принцип рада, основни процес и његове предности. Тродимензионално ласерско скенирање поправке културних реликвија не само да се обнавља са високом прецизношћу, већ може ефикасно да избегне секундарно оштећење културних реликвија у процесу дигитализације културних реликвија. Процес има јединствене предности у области заштите и рестаурације културних реликвија, а може да реши традиционалне културне реликвије, задржавање дигиталних информација и тачну рестаурацију проблема. Тренутно, Дунхуанг Могао Гроттоес скулптуре сукцесивно користе технологију ласерског скенирања и 3Д штампања како би се постигло дигитално архивирање културних реликвија и репродукција културних реликвија, технологија постепено сазрева, разноликост процеса се постепено побољшава.
4.2 Оутлоок
Тренутно, проблеми које треба даље решавати су диверсификација сировина за 3Д штампање, број млазница 3Д штампача и обим 3Д штампања како би се додатно побољшала ефикасност и практичност 3Д штампања. У исто време, ласерско скенирање у комбинацији са технологијом 3Д штампања може се интегрисати у хиперспектралну технологију на основу ласерског скенирања, ласерско скенирање високо прецизних модела и високопрецизне текстуре добијене интеграцијом фотограметрије изблиза, можете схватити модел културних реликвија и боја високопрецизне двоструке рестаурације и поправке, што је од великог практичног значаја за заштиту и рестаурацију културних реликвија. Након скенирања дигиталне архиве електронског облака тачака модел културних реликвија може се похранити у базу података, путем Интернета и технологије складиштења у облаку, у комбинацији са ВР технологијом виртуелне реалности, како би се изградио дигитални музеј на мрежи, тако да се туристи могу реализовати без одласка. кући да посетите прегледање на мрежи. 3Д штампање културних реликвија се такође може користити за стварну изложбу културних реликвија и сродних индустрија теме образовања. Популаризација и примена ове технологије је од великог значаја.
