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3D掃描儀

·         Artec Eva

挑戰(zhàn)：考古學(xué)家需要全新數(shù)字化方式，更快更準(zhǔn)確地記錄古哥倫比亞穆伊斯卡文明的重要遺址。

解決方案：Artec Eva, Artec Studio

效果：考古專家借助Artec Eva，捕獲了考古點的整體外觀及所有內(nèi)部文物，3D效果驚人，這是目前為止精準(zhǔn)的一份記錄，保存了穆伊斯卡稀有文物的形象，有助于提升遺產(chǎn)管理、教育、研究。

穆伊斯卡為哥倫比亞原住民族，曾生活在高聳的安第斯山區(qū)，這里曾流傳過一個名叫“黃金國”的古老傳說：新部落族長上臺時，會在自己的全身涂滿金粉，再潛入瓜塔維塔湖中來祭神。作為祭神儀式的一部分，珍貴的黃金和綠寶石會被投入湖中，祭神的同時，也昭示一位新族長時代的開始。

西班牙探險者16世紀(jì)抵達(dá)這里后，給黃金族長取名為El Dorado，意思是“黃金之城”。1545年，西班牙人試圖抽干湖水，希望找到那些那些傳說中的寶藏。最后，他們發(fā)現(xiàn)了數(shù)百件黃金，他們相信，這里曾經(jīng)是一座擁有無盡財富的城市。

哥倫比亞前西班牙時期的遺產(chǎn)保護(hù)

除了有趣的古老傳說，如今浮現(xiàn)在世人眼前的穆伊斯卡帝國也同樣充滿神秘魅力。在哥倫比亞地區(qū)，人們不斷發(fā)現(xiàn)大量遺跡和文物，制作精良，講述著這個階級文明中的領(lǐng)導(dǎo)地位、貿(mào)易發(fā)展以及對哥倫比亞文化的重要影響，令人心生敬畏。

穆伊斯卡帝國曾經(jīng)繁榮了千年，發(fā)達(dá)程度堪比印加、瑪雅、阿茲特克文明，而如今卻鮮為人知。幾個世紀(jì)后，穆伊斯卡人的后裔和當(dāng)?shù)乜脊艑W(xué)家正在竭盡全力拯救這些文化遺產(chǎn)，并做好記錄，哥倫比亞首都波哥大擴(kuò)建時期，這些遺產(chǎn)曾受到巨大威脅。

許多穆伊斯卡文物幾千年來始終未被發(fā)現(xiàn)

高海拔城市波哥大被安第斯山脈環(huán)抱，這座城市融合了過去和現(xiàn)代元素，就像我們用現(xiàn)代科技為這里的古老文物進(jìn)行數(shù)字化保護(hù)。前西班牙時期多件精美文物被保存在博物館中，就連當(dāng)?shù)匮芯咳藛T，也在不斷進(jìn)行歷史、考古、人類學(xué)研究，盡力彌補(bǔ)殖民主義造成的傷害。

雖然大部分企業(yè)對考古遺址興趣不大，但當(dāng)?shù)胤扇匀灰笃髽I(yè)注意保護(hù)文化遺產(chǎn)。幸運的是，一家在首都附近修建公路的公司Perímetral Oriental de Bogotá對于歷史發(fā)現(xiàn)很感興趣，因為這里曾是穆伊斯卡人在Teusaca山谷的四個定居點之一，是南部穆伊斯卡部落族長聯(lián)盟的核心地區(qū)。

聽說需要完成遺址監(jiān)測、挖掘以及文物的數(shù)字化工作，當(dāng)?shù)匾晃挥糜趧?chuàng)新的考古學(xué)家自告奮勇，打算迎接這項挑戰(zhàn)。

頗富遠(yuǎn)見的考古學(xué)家

Francisco Correa畢業(yè)于哥倫比亞國立大學(xué)，也是一位熱衷于嘗試新方法的考古專家，在發(fā)現(xiàn)遺址和古文物后，他和哥倫比亞“金碧輝煌”的黃金博物館（Museo Del Oro）策展人Lina María Campos和館長Maria Alicia Uribe密切合作，進(jìn)行記錄、分析和管理工作。

Correa及其團(tuán)隊在挖掘ofrendatarios等獨特穆伊斯卡文物時，發(fā)揮了不少作用，ofrendatarios是在葬禮中向神靈祭獻(xiàn)貢品的陶瓷容器，這次，他們更是摩拳擦掌，躍躍欲試，很想試試新方法。

傳統(tǒng)的考古記錄方法必須用到直尺、繩子、繪圖紙，涉及大量手繪工作，而Correa尋找新方法的初衷很簡單——省時又省力。因此，他從一開始，就不斷嘗試各種方法，例如攝影測量、參考圖片的3D建模法。

但這些方式都無法實現(xiàn)理想中的精度和準(zhǔn)確度，而且不適合處理易碎文物。之后，Correa找到了Artec Eva，這是他人生中第一臺三維掃描儀，同時，也是幫他徹底革新工藝的新工具。

Francisco Correa在遺址上使用Artec Eva掃描

之前，已有考古學(xué)家在大英博物館的瑪雅文物和南非Dinaledi洞穴“納萊迪人”遺骸掃描項目中使用過Artec Eva，這是一款身材小巧、功能多樣的三維掃描儀，非常適合用中型物體的捕獲。

傳統(tǒng)考古方式需要大量手工測量

精準(zhǔn)，細(xì)致入微

Correa之前有過一些三維掃描經(jīng)驗，經(jīng)過Artec支持團(tuán)隊的培訓(xùn)，他立刻帶上Eva前往項目地點，掃描了團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的遺址、遺骨和文物。他們很快意識到，三維掃描或許標(biāo)志著穆伊斯卡考古乃至整個考古記錄新時代的到來。

“我認(rèn)為這種數(shù)字化技術(shù)的需求很大，因為其還原度非常高，”Correa說道。“在捕獲骨骼方面，表現(xiàn)尤佳，能詳細(xì)復(fù)現(xiàn)骨骼的位置，這種細(xì)節(jié)其他任何方式難以企及。”

起初，他們希望能復(fù)原修路地段附近的歷史信息。但是，隨著項目不斷推進(jìn)，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了穆伊斯卡人在宗教儀式上獨特行為的有力證據(jù)。

Correa表示，雖然他們?yōu)槌鐾廖奈镒屑?xì)制作了3D記錄，但陶瓷器皿、金屬雕像、貝殼、戒指、綠寶石這些文物，其實早就在整個區(qū)域出土過，但這次卻是首次發(fā)現(xiàn)ofrendatarios，這是放置金屬雕像和綠寶石的陶瓷容器，揭示了穆伊斯卡人在葬禮上的傳統(tǒng)做法。有些甚至是在被認(rèn)為是圣地或寺廟的地基周圍發(fā)現(xiàn)的，這為世人展示了穆伊斯卡民族的一些宗教傳統(tǒng)及其復(fù)雜的部落內(nèi)部組織。

這些發(fā)現(xiàn)也揭示了了穆伊斯卡文明存在的歷史時間?！拔覀兛梢源_定穆伊斯卡繁盛的時期，以及是否和西班牙人抵達(dá)的時間吻合?！盋orrea說道?！斑@將會是一個重大發(fā)現(xiàn)。”

Ofrendatarios碎片，用于穆伊斯卡葬禮中的陶瓷容器

操作方式：三維掃描技術(shù)是考古學(xué)家的寶貴財富

接下來兩年半，Correa和他的小團(tuán)隊密切關(guān)注挖掘工作的技術(shù)環(huán)節(jié)。通常需要準(zhǔn)備好必要的設(shè)備——筆記本電腦、Eva、電池即可。

Eva百分百安全，掃描時結(jié)構(gòu)光照射下來，完全不用擔(dān)心會損傷物體或周圍區(qū)域。為了實時看到掃描物體和周圍環(huán)境，Correa反復(fù)用掃描儀掃描該區(qū)域，不遺漏任何部分，每次見到成像，整個團(tuán)隊都激動不已。

Artec Eva現(xiàn)身考古現(xiàn)場

“我目前在南美工作，很多工人，包括考古學(xué)家，都沒見過這種高科技。很多人感到很驚訝，而我已經(jīng)多次目睹Eva的驚艷效果，”他回憶道。

根據(jù)項目規(guī)模大小和復(fù)雜程度，掃描可能要花10分鐘。而掃描人類遺骨、陶瓷容器、石器，通常只要一兩分鐘，整個掃描過程非?？臁?

Correa解釋道，“我們現(xiàn)在可以了解人們過去在這里的生活方式，穆伊斯卡時代的痕跡還能找到，就在這片土地下。我們努力恢復(fù)并精確地記錄下葬禮環(huán)境，Artec Eva在這過程中起到了很大幫助，它能如此準(zhǔn)確地記錄人類遺骸，這點深得我心。”

文物出土后，例如遺骨，需要送去實驗室。這樣一動，遺骨的位置和狀況可能會生很大變化，Correa表示。

“但使用Eva掃描后，就能保存下文物原始的面貌，為后續(xù)工作提供原始信息?！?

最后一步就是在Artec Studio中處理掃描：Correa進(jìn)行整體配準(zhǔn)、尖銳融合、過濾小物體，最后簡化網(wǎng)格，改善紋理。一切完畢后，還能繼續(xù)“改造”，比如在Maya中創(chuàng)建場景或者在ZBrush中編輯顏色或形狀。不過，不得不說，目前的3D模型已經(jīng)十分完善了。

Artec Studio處理Eva掃描

穆伊斯卡文物的3D模型

數(shù)字考古：體驗古文明生活和藝術(shù)的金鑰匙

如果沒有三維掃描技術(shù)，那么歷史保護(hù)和歷史展示是難以實現(xiàn)的。很多歷史遺址難以進(jìn)入，而且非常分散，很多研究人員根本無法見到這段歷史，更不用說普通百姓了。多虧有Correa這樣的考古學(xué)家們的努力，我們才有機(jī)會漫步在千年以前的古老城市。

穆伊斯卡宗教儀式中使用的容器、雕像和綠寶石

綠寶石是穆伊斯卡人的神圣寶石，許多傳說中均有提到

但是，用三維形式考察珍惜的穆伊斯卡文物，并不僅僅是為了喚醒歷史。利用數(shù)字存檔的方式保護(hù)文化遺產(chǎn)，或許是讓后代不忘古老文明的唯一方式。同時，有了精準(zhǔn)細(xì)致的3D數(shù)據(jù)，人們還能修復(fù)那些失落的珍貴事實和傳統(tǒng)，Artec解決方案可以為保護(hù)工作提供可靠的事實依據(jù)。

穆伊斯卡文物講述著這個古老文明的完整歷史

Correa還對3D打印頗感興趣，希望有朝一日，能將掃描的文物打印出來，做成立體模型，并通過增強(qiáng)現(xiàn)實進(jìn)行展示。有了他的才華、熱情和努力，再加上Artec 3D的前沿科技，我們很有可能可以徜徉在穆伊斯卡部落的居住地，或許，還能有一天發(fā)現(xiàn)自己離黃金之城El Dorado更近了。