浅谈在文物信息采集中高清晰数字近景摄影技术的应用

武晓青

摘 要：随着科学技术的发展，高清晰数字近景摄影在文物图像信息采集中得到了广泛的应用。在文化遗产中，文物图像有着重要的内涵与价值，这也是采集文物图像信息的原因，通过这些图像和文物资料可以解决许多重要的课题。

关键词：高清晰数字近景摄影;文物图像信息采集;应用

1 高清晰数字近景摄影中的几个概念

1.1 数字化

数字化是一种通过计算机硬件设备、周边设备以及互联网，运用0和1连续数字编码的集成技术，它可以进行数字压缩、编码、传输等。数字化技术是信息技术的核心，它可以将物质信息如声音、字符、语言、图像等转化为相应的数字信息，帮助人们解决许多实际的问题。1946年美国成功研发出第一台具有真正意义的数字电子计算机，主要用于弹道和氢弹的研制，随后科学技术快速发展，集成电路、超大规模集成电路、计算机技术的不断出现，使数字化技术广泛地运用到各个行业中，开始了一场数字化的革新。

在1970年之前，计算机主要在大型机与小型机领域中发展，随着微处理器及超大规模集成电路的发展与进步，计算机广泛应用于人们的生活中，进入更多的行业中，有效提高了各行业的工作效率。经过技术的不断发展，无论是计算机的主板、显卡还是处理器都比原来的计算机有着本质上的提升，计算机的处理速度及设备的存储容量也有较大的提高，可以有效完成图像信息的采集工作。计算机不断发展的同时，计算机的软件及硬件也在快速的发展，高清晰数字近景摄影技术后期使用的图像处理软件使图像更加容易存储，同时能够处理的图像也越来越大，可以高效、快捷地解决许多图像的问题。因此，计算机软件的发展也是促进高清晰数字近景摄影技术发展的重要因素。

1.2 高清晰

高清晰一般都是相对于不清晰及清晰而言的，它是人们对图像质量的一种描述。单位面积成像元素的数量是衡量图像分辨率的重要因素，对相关人员的技术要求也较高。1839年，世界上出现了第一台照相机，随着照相机的出现，照相机的器材和技术也不断地发展，以感光材料为感光软件经历了感光板阶段和胶片阶段，照片的清晰度也有了显著的提高。现代照相机的清晰度可以满足人们日常使用的需求，然而对于图像采集工作来说，还是不够的。

1969年，美国的实验室发明了一种名为CCD的電子耦合组件，它就是现代数码相机的原型，因为从数码相机的工作原理来看，它就是把感光软件从胶片换成了CCD/CMOS，CMOS从1988年开始使用，是和CCD一样的感光软件。在数码图像技术出现的早期，一般应用于军事领域，后来军用科技也逐渐进军到民用的市场科技中，因此CCD技术也开始在民用市场中使用。1955年民用消费型数码相机开始出现，然而它的分辨率及像素的效果不是很好，所以后来更多的人投入对数码相机的研制中，不断提高相机的存储容量及功能，它的拍摄效果也逐渐接近传统的相机。由于数码相机与传统相机的分辨率存在较大的差距，数码相机以其优势逐渐受到更多人的喜爱与推崇。随着现在科学技术的发展，数码相机的分辨率可以达到千万像素，在较多的领域当中，数码相机可以取代传统相机。数字图像易于计算机的处理，这一点成为高清晰数字近景摄影在文物图像信息采集中应用的必要条件。

1.3 近景摄影

近景摄影是指被摄物与相机之间的距离控制在1～2米之间，在特定的环境中进行拍摄。在拍摄的过程中，保持被摄物不动的情况下，可以固定镜头焦距，通过相机的移动，调整被摄物与相机之间的距离，或固定被摄物与相机之间的距离，通过调节镜头的焦距，获取清晰的图像。镜头焦距的大小可以决定被摄物在介质上成像的大小，对同一距离的拍摄物进行拍摄时，镜头焦距短的成像小，镜头焦距长的成像大。而在近景的实际拍摄过程中，因为拍摄物与相机之间的距离是固定的，所以为了获得更为清晰的图片，可以选择广角镜头或者是鱼眼镜头，但是这种镜头选择的方式很有可能造成局部信息的丢失，为了保证拍摄物体信息的完整性，可以通过调整拍摄物与相机之间的距离来解决相应的问题。对于文物图像信息的采集来说，局部信息的丢失有可能影响到文物图像的研究价值，因此为了更好地保护文物，相关的人员还需要不断地探索与创新，不断提高摄影技术，更好地完成图像采集相关工作。

2 高清晰数字近景摄影在文物图像信息采集中的应用

2.1 工作原理

在现实的文物工作中，由于一些雕塑、壁画、彩画的特殊性，在进行近距离拍摄时往往会受到一定的限制，因此对文物图像信息采集工作执行起来难度较大，传统的图像采集工作一般都是通过获取局部的、零散的资料来完成，因此获得的图像信息不够全面。随着科学技术的发展，高清晰数字近景摄影很好地解决了这一问题。它的工作原理是将所拍摄的图像进行有效分割，然后将图像相互叠加，在获得分割后的图像后，用相应的计算机软件进行后期的复原。拍摄物在进行分割之后，一般都会要求上下左右需要部分重叠，一般会使用镜头中央的图像，并且重叠率不会低于50%，而且在实际的文物工作中，相关的工作人员可以从图像采集的用途出发，调整图片的重叠率和分辨率，减少后期的修复工作。

2.2 常用器材

在进行高清晰近景拍摄时，一般会用到一些器材。第一，最主要的使用器材为数码相机，要求数码相机有可更换的镜头，需要具有望远效果和广角拍摄的能力。还需要有全手动的功能，相关人员在进行近景文物拍摄时，需要对拍摄灯光和参数进行严格的控制，才能减少图像之间的差异，有利于后期的复原。同时较大的移动存储卡也十分重要，图像类型的分辨率越大，文件所占用的空间也就越大，而且数码相机拍照时会进行固定，为了减少对位置的改变，需要移动存储卡满足转存的目的。快门遥控也是较为重要的，可以减少手动拍摄对图像效果的影响。第二，灯光及附属用品。一种是无色差的冷光源，它在长时间的拍摄中也不会产生热量，减少了对文物的影响。另一种是闪光灯，它需要借助反光板反射，不能够直接使用在文物上。第三，计算机。计算机不仅在现场拍摄中需要，同时还在后期的图像复原时需要。第四，轨道和台架。利于照相机的水平移动和纵向移动。还有其他的一些器材等，这些器材的相互配合才能最终完成文物的图像采集工作。

2.3 工作步骤

高清晰数字近景拍摄是一项综合性的工作，需要前后之间的配合。在进行近景拍摄前，需要制订合理的拍摄计划，在特定的环境中，保证相机和灯光的一致性，保证获得的分割图像可以完成后期的复原工作。同时应当根据拍摄的空间结构、拍摄路线，制订详细的计划。比如在拍摄壁画时，就需要考虑到古建筑的结构的复杂性与特殊性，事前进行测量，做好拍摄计划。

3 高清晰数字近景摄影的特点和意义

传统相机与数码相机具有一定的差异性，尽管传统相机的拍摄在分辨率上优于数码相机，但是后期的恢复工作难度较大，它也可以将物质信息转化为数字图像信息，但是会增加相应的人力、物力以及工作量，因此一般不使用传统相机进行高清晰的近景拍摄。在现代文物图像采集工作中，高清晰数字近景拍摄得到了广泛的应用，它可以在较小的空间内进行拍摄，解决了像壁画、雕塑图像采集的难题。而且与传统的相机相比，它在借助后期计算机软件的情况下，可以高效地对图像进行复原，可操作性更强。通过使用度量尺和色板，可以对文物的尺寸、颜色进行合理还原。还可以根据图像采集的用途，调整图像的分辨率和大小。对于当前的高清晰数字近景拍摄工作，需要专业技术水平较高的工作人员、计算机图形处理人才，因此它的投入也相对较多。在文物保护中，使用这项技术可以作为文物修复保护的依据、博物馆文物导游的素材等，对于传承和弘扬历史文化也具有一定的意义。随着文物保护越来越受到国家的重视，高清晰数字近景拍摄技术的使用也会越来越广泛，它有效地将文化遗产传承下去。

4 结束语

高清晰数字近景拍摄技术在文物图像复原的工作中发挥了重要的作用。对于相关的人员来说，他们需要不断地探索与研究，对高清晰数字近景拍摄技术不断完善，一方面提高了图像的复原程度，另一方面促进了文物保护工作的有序进行，并能有效利用文物资料解决一些重要课题。

参考文献

[1]张罡，晏磊，赵红颖，等.数字近景摄影拼接的多特征匹配自动化校正算法及其应用[J].影像技术，2005（1）：30-33.