数字化技术在考古文物中的应用研究

发表时间:2020/10/28   来源:《科学与技术》2020年6月第18期   作者:王婷1;李静2
[导读] 考古文物是人类社会文明的体现与人类社会的智慧结晶。加强对于考古文物的保护、修复和重建是一项系统复杂的工程。
        王婷1;李静2
        (1,2西安市临潼区临潼博物馆,陕西西安  710600)
        摘要:考古文物是人类社会文明的体现与人类社会的智慧结晶。加强对于考古文物的保护、修复和重建是一项系统复杂的工程。随着数字化技术的不断发展,将数字化技术应用到考古文物的保护、修复和重建过程中,有着非常重要的实际价值与现实意义。本文首先分析数字化技术的概念与特征,然后阐述数字化技术在考古文物中的应用价值,并分析数字化技术在考古文物中的应用现状,最后尝试探索数字化技术在考古文物中应用的对策。
关键词:数字时代;数字化技术;考古文物;
前言
        随着数字技术的发展,数字技术应用到考古文物研究和保护领域,相关的研究文献大幅增加。胡军强、谈国新、郭士礼、古锐(2008)在《三峡文物考古数字化展示技术及应用研究》一文中指出,通过给考古文物相关的文字、图像、声音、视频以及三维数据信息提供数字化保存、组织存储与查询检索等,通过数字化展示手段和实际遗址内进行参观展示,能够为考古文化的保护研究、宣传与观赏提供更加有效的服务[1]。刁常宇、李志荣(2018)在《文物数字化技术与应用》一文中指出,数码摄影、二维扫描、三维扫描、摄影测量、光度立体、CT扫描、地质雷达等信息采集技术手段可以应用到考古文物的研究、展示、教育、传播与利用等方面,满足考古文化的数字化需求[2]。万华营(2016)在《营房数字化系统文物保护模块的设计与研究》一文中指出,营房文物保护的基础管理工作薄弱,技术人才缺乏等原因,营区不可移动文物保护存在一定的困境,建议建立营房数字化文物保护系统,增强我军保护军队营区不可移动文物的能力,推动军队营区文物保护的规范化、法制化管理进程[3]。已有文献为本文的研究奠定了理论基础。
        1数字化技术的概念与特征
        数字化技术是指运用0和1两位数字编码,通过电子计算机、光缆、通信卫卫星等设备,通过网络技术、计算机技术和大数据技术,来表达、传输和处理所有信息的技术[4]。数字化技术对当今社会产生很大的影响,数字化技术是数字计算机的基础、多媒体技术的基础、软件技术的基础、是智能技术的基础、信息社会的技术基础。
        1.1数字化技术是一个二进制转换过程
        数字化技术是由计算机对数据进行处理并形成数据化信息技术。在实现过程中可以进行度量数据化和数字化,并且根据相关数据信息还可以建立相应的数据模型,一般可用二进制代码0和1表示,将二进制化的数据传输到计算机,实现数据和数字的二进制代码替换,形成以声音信号、图画线条等数据化技术并显示出来[5]。
        1.2数字化技术需要多样化的核心技术
        进入大数据时代,充斥各类信息和数据,数字化技术得到大力发展,但是数字化技术的发展不是一项单一的数据处理技术,它还需要结合其他信息技术、光纤技术、计算机机器软件技术、光电技术、微电子技术等技术,综合这些核心技术才能实现对数据信息的传输、控制、转换及存取。
        2数字化技术在考古文物中的应用价值
        文物是国家不可再生的文化资源,实施文物保护,建立文物档案有着非常重要的意义。数字化技术在考古文物中的应用价值巨大,数字化技术为考古文物保护提供信息支持,实现考古文物信息能够永久保存,提高考古文物各项工作效率等。
        2.1为考古文物保护提供信息支持
        我国考古文物地域分布广泛,考古文物数量巨大,我国考古文物保护工作的压力很大,通过应用数字化技术加强考古文物保护工程的科学数据支持,有效地调查考古文物;加强数字化考古文物的病害演变模拟,从而加快考古文物保护材料的研发,加强考古文物本体信息的数字化存储,为考古文物保存提供有效的数据支撑。
        2.2考古文物信息能够永久保存
        进入数字技术时代,考古文物过程中会产生大量的信息,按照传统的存储信息方式比如用纸质文件、照片或者保存实物方式等难以满足当今信息化的要求,应用数字化技术加快考古文物信息的资源存储和保护,尤其是珍贵的考古文物需要用数字化技术建立数据库进行信息管理和资料管理,加强考古文物的成果数字化,建立数字化的考古文物资料库,实现考古文物信息能够永久保存。


        2.3提高考古文物各项工作效率
        将数字化技术可以应用在考古文物各项工作,比如在考古遗址中应用不仅能够科学、准确地获取考古文物遗址的各类信息,还可以在考古文物遗址中进行信息收集、数字化存储、测绘、考古文物修复、考古现场以及遗址中的考古文物的管理与监测、虚拟研究和展示等方面的应用,后期考古文物的资源管理工作中应用数字化技术建设数字化管理模式,由此可见,数字化技术能够提高考古文物各项工作效率。
        3数字化技术在考古文物中的应用现状
        在考古文物中大量的数字化技术已经得到应用,建立数字化文物,比如三维激光扫描技术、三维数字技术、虚拟修复技术、计算机图形学、图像处理、虚拟现实等数字化技术。
        3.1三维激光扫描技术
        三维激光扫描技术在考古文物方面的应用很广泛,通过三维激光扫描仪,将现实场景以三维激光点云的形式存储与再现,实现了从单点测量到面状测量、从平面测量到立体测量的转变。扫描后处理软件在彩色点云数据基础上结合内置高像素全景相片可以生成渲染图、等高线图、任意方向的剖面图以及以三角网为基础的三维模型图借助专业建模软件可以将残缺部分复原。为古建筑物保护提供可靠、准确的数据且精度较高。将现有的遗址、文物、古迹等用三维的形式存档保留是一项非常有意义的事,能够很大程度上的方便后期工作,并且能够提供非常直观的现场感受。
        3.2三维数字技术的广泛应用
        三维数字技术在考古与博物馆中的应用在近几年日益广泛,从文物信息的采集到考古现场数据的收集,从文物三维数据库的建立到博物馆数字化展厅的建立,都在广泛的应用着三维数字技术。三维数字技术在博物馆行业中所起到的重要作用,发挥了图书馆的保护与修复、陈列与展示、收藏与管理的功能。随着信息技术的不断发展,特别是三维数字技术,综合应用网络虚拟现实手段对博物馆、文物馆进行数字化改造,建成基于网络的数字化展馆系统,实现文化传承与资源共享,发挥考古文物的宣传教育功能。
        除此之外,还有虚拟修复技术、计算机图形学、图像处理、虚拟现实等信息领域最新发展技术应用到考古文物工作中。
        3.3计算机技术的多层次应用
        建立了一套数字化文化遗产保护方法,开拓了计算机应用新领域,为文化遗产的保存、保护和展现提供了新的技术手段。当前考古文物已经应用了大量的文物数字化、虚拟复原、虚拟场景、真实再现等关键技术,对破损的二维古字画、三维文物碎片进行虚拟修复、复原已经开发了“计算机辅助文物复原系统”。
        4数字化技术在考古文物中应用的对策
        加强数字化技术在考古文物中的应用,就需要利用数字化技术进行考古文物展示,建立考古文物的数字化管理模式等。
        4.1利用数字化技术进行考古文物展示
        我国考古文物时间跨度大、分布空间广泛,因此,需要充分利用数字化技术进行考古文物的展示,综合应用音视频技术、数字图像梳理技术、虚拟摄影棚技术、三维大地形技术、二维动画技术、三维建模技术等来展现考古文物相关的成果,通过数字图像处理技术,可以展示化石、器物、雕塑像、建筑等图形图片;通过二维动画技术可以展示文化实势力发展图;通过三维建模技术可以复原古建筑和古遗址;通过三维大地形技术,绘制考古文物遗址分布图;通过虚拟摄影棚技术,可以勾画各种虚拟场景;音视频技术可以应用在考古文物发掘过程、背景音乐、文稿录音等。
        4.2建立考古文物的数字化管理模式
        数字化技术在考古文物中可以建立数字化管理模式,确立考古文物的标准和规范,过考古文物的感知数据、业务数据、互联网数据等建立考古文物数据库、考古文物文件库、关系数据库、数据仓库、考古文物数据存储考古文物数据融合,实现考古文物非结构化数据处理、结构化数据处理,并实现考古文物的安全与监控,对考古文物加强学习分析,注重考古文物的可规划展现,深度挖掘考古文物数据,加强考古文物数据应用服务(精准考古研究、科学考古文物管理、考古工作个性化服务、考古工作公众教育等),具体见图4-1:
        图4-1:考古文物的数字化管理模式
结论
        总而言之,注重考古文物的数字化推进,使得考古文物的信息得以数字化、网络化传播,通过虚拟修复和数字化保护技术,促进考古文物的数字化保护系统建设,将考古文物以数字化的方式利用起来,实现考古文化的研究、发掘、应用的数字化。
参考文献:
[1] 胡军强,谈国新,郭士礼,古锐.三峡文物考古数字化展示技术及应用研究[J].系统仿真学报, 2008, 020(0z1):441-443.
[2] 刁常宇,李志荣.文物数字化技术与应用[J].中国文化遗产,2018, No.86(04):63-69.
[3] 万华营.营房数字化系统文物保护模块的设计与研究[J].中国科技纵横,2016, 000(017):17-18.
[4] 吴向嵩,刘颖斌.数字化影像技术在肝脏外科中的应用[J]. 肝胆外科杂志, 2016, 24(002):153-154.
[5] 陈标宗.云计算平台上的数据管理技术与应用[J].电脑知识与技术, 2017(8):31-32.
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