文化遗产的数字化保护分析

李英

摘 要：随着时代的进步与发展，信息技术水平也在不断地提升，各行各业都在使用最新的技术，使整体的工作效率和质量有了极大的提升。近些年，最新的技术被使用在文化遗产的保护上，三维数字化保护文化遗产已经成为一种趋势，其可以对文化遗产的内容、继承人以及相关的档案资料进行深入的分析和全面的整理，能制订出更加整体化以及科学化的数字化保护体系，将给非物质文化遗产的保护与传承带来很多的好处。作者将根据自身多年的工作经验对当下文化遗产三维数字化技术的使用进行阐述。

关键词：三维数字化;文化遗产;问题与措施

随着人们生活水平的提升，人们当下对文化建设的需求也在逐步提高，文化遗产保护成了当下更多人所关注的重点工作。保护好文化遗产对于提升民族自信及文化的价值、自豪感等有着极大的作用。使用数字化技术进行遗产保护是当下对文化遗产保护的先进手段，当下各国都在进行各种尝试，一些发达国家使用深入调查与数字化相互结合的手段。我国虽然近几年在文化遗产三维数字化保护方面进行了许多的投资，但是总的来说还有很长的路要走。我国当下发展的趋势是由一个项目性的保护逐步地向整体性的保护转变，使整体的文化遗产的保护变得更加的科学化和现代化，大大地提升了整体的质量。随着我国的整体文化遗产保护工作的不断深入，笔者认为很有必要针对其中存在的一些问题进行深入探讨。

1 进行文化遗产三维数字化保护的意义

不难发现许多文化遗产的发展现状令我们十分堪忧，想要保证其不消失就应该及时使用最新的三维数字技术进行保护。随着近些年城镇化水平的不断加速，人们的生活方式可谓是产生了巨大的变化，人们在不断地进步，文化遗产却是向着相反的方向走，很多物质文化面临的大环境十分恶劣。在这种背景下急需引入最新的手段对文化遗产进行管理和展开保护，对一些接近于灭亡的文化遗产以及年龄较大的传承人应该及时采取相应的措施。数字化技术对于文化遗产的管理以及存储工作来说具有重大的意义，传统使用的方式主要是采用文字以及圖片的方式对文化遗产进行记录，这样一来很难将文化遗产以及相关活动的流程进行全面真实地记录。使用最新的技术，例如3D技术、虚拟现实的手段等，可以将文化遗产的全面更加逼真和立体地显示出来，对于文化遗产的记录将会更加准确及真实。与此同时，使用三维数字化技术还可以避免以往身传口授的低效率方式，能够实现大规模和高效率的文化遗产传播。

笔者发现，以前进行人工统计的文化遗产急需进行信息化，若是不进行信息化管理将给以后的使用以及查询工作带来很多的困难，难以实现对相关资源的共享和有效利用。以往使用的录像以及文稿等形式进行整理的物质文化最大的缺点就是难以进行保存和不易复制，占据的空间也比较大，在保管的过程中极易丢失。使用三维数字化技术将会更加节省空间，并可以实现大规模的存储和共享工作。所以，当下文化遗产保护中使用三维数字化技术十分必要，通过数字化的记录以及对相关数据的整理等，将会极大地推动文化遗产的发展和传承。

2 当下三维数字化文化遗产的保护中使用到的技术

2.1 VR虚拟现实

该技术最大的优势就是可以将相应的文化遗产生动地展现在人们的面前，应该提前在实验室设定好拍摄的光线，之后将器物放在相应的转盘上，这个环节应该注意选择相应的设备时，要充分考虑到转速的大小，在每个角度上拍摄一些图片，然后再使用电脑进行相应的技术处理，最终使用造型师软件将其加工成三维图像。

2.2 摄影测量手段

使用这种技术就是用计算机的视觉代替将人眼，对目标进行识别、跟踪和测量等，这样就可以有效地将传统相机获得的图像转化成三维图像，使用该种摄影方式能够在认识几何空间关系的基础上获得彩色纹理图像。

对相关图像进行拍摄时，应该保证每张图像都与之前一张有接近一半的重叠处，还要保证拍摄的物品是在图像的中间位置上，拍好的照片应该使用PhotoShop进行边缘的增强，之后使用相应的测量软件进行测量，根据软件的具体流程对其进行处理，以便于更好地形成点云数据。笔者发现，当下获得的点云中有着很大的噪音，若是直接基于初始点云进行重构的话，得到的图像就会出现表面凹凸不平的状况，与实际物品差距比较大，视觉上也不佳，所以应该使用相应的编辑工具对模型中的噪声点进行删除，进一步地去噪，这样就可以得到最终的点云，形成最终的三维模型。

2.3 三维扫描

当下使用的三维扫描仪主要是有接触与非接触式的两种。其中非接触式的可以分成光栅式的三维扫描及三维激光扫描。接触式在进行具体扫描工作时可能会对相关的文物造成一定的损失，在扫描时相对使用的较少。光栅式扫描技术使用的是摄影测量的原理，其整体的扫描过程比较长。虽然当下的三维激光扫描仪能够快速地获得物体的三维信息，但是目前市面上的激光扫描仪都是单色的，因此使用该项技术形成的最终物体往往缺乏色彩，与此同时，对于黑色以及透明的文物并不是特别的适用。例如对一些黑色的文物进行拍摄时，无论是使用光栅式还是使用激光式，都难以得到十分准确的数据，所以在具体的扫描工作中会需要一些显影剂。

2.4 多项技术的结合

在进行相关文化遗产信息收集整理时，其中有些细节应该充分体现，例如器物表面的纹理、艺人在其上留下的相关文字或者图画，这时就需要将多种的信息进行融合，才可以更加完整地将三维真纹理进行重现。与此同时，应该将三维扫描点云数据与数字摄影测量方式形成纹理数据重叠进行测验，这样就可以将摄影测量所得到的素材纹理数据更加高效地映射到三维扫描数据中。

3 使用三维数字化技术对文化遗产进行保护的益处

3.1 将文化遗产更加生动真实地展现出来

使用二维的方式只可以呈现出比较单一的视角，整体上来说缺少其他的视角信息，使用者仅仅可以了解一些简单的信息，使用三维影像除了能够将四面的维度进行展示，还可以增加前后的维度。这样一来，在二维中难以了解的信息，比如一些纹饰的雕刻精度、角度的转折以及背部相关信息等，都可以更加生动地展现出来。

3.2 更加系统化记录

对相关文化遗产进行记录时，通过照片或者图纸的形式很难将其空间关系展现出来，使用三维数字化技术就可以多角度和更加完整地将文化遗产信息显示出来。当下的三维扫描仪可以更加精确地将目之所及的范围全面记录下来，其可以精确到十分之一厘米，相对于传统的人工测量的方式精确几十倍以上。

3.3 更加轻松地存储相关资料

传统的各种类型的文物资料很难进行长久的保存，时间长了容易出现发霉、掉色等现象，很多的自然因素为保存带来了极大的阻碍，使用最新的技术可以进行数字化的保存，可使用硬盘、网盘等最新技术实现长期的保存。

3.4 共享十分的方便

随着信息化技术的不断加速，当下网络技术已经走进了寻常百姓家，使用网络技术可以实现在最短的时间内进行超大规模的传播，当下的相关部门可以建立相应的网站对相关文化遗产进行展示，这样可以在很大的程度上使一些濒危的文化遗产“活”起来。

4 三维数字化技术的应用

4.1 在科学探究与学习上的使用

使用三维数字化技术可以实现对一些不能进行实物展示但是还需要十分精确数据的研究者带来方便，例如：故宫博物院的《清明上河图》因保护的需要不能展现出实物，以往给相关研究者带来了很大的不方便，若是使用三维数字化技术，相关的研究者就可以像真正见到实物一样能对其进行研究，其最细微处也可以清晰地看到。与此同时，三维立体打印技术的使用可以让相关的研究者以及公众能更加生动地看到大师的作品，从各种细节方面理解大师的作品。

4.2 提供更加真实的体验

很多的稀世珍宝并不是能轻易展示的，所以很多有兴趣的人或者相关收藏者难以见到其真实的面目。随着最新技術的研究和发展，当下的相关学者可以使用VR虚拟现实的技术对作品进行各个角度的观看，当游客带上VR头盔时可以进行深入的体验与互动，还可以自主地进行视角的选择，对文物的大小等进行随意控制。满足公众对这些珍贵的作品进行深入观察的需要，并获得真实的体验。

4.3 实现文化遗产的广泛传播

随着数字技术的不断进步，当下还能够实现虚拟场景的建立，将博物馆场景及相关的文化遗产融入虚拟场景中，及时将相应的数据发布到网站上，这样用户即使在家也能够查看文化遗产的全貌，可以有效地实现相关文化遗产知识的传播与科普的工作。

5 当下文化遗产保护中存在的一些问题以及解决的措施

随着国家对文化遗产的不断重视，各地的文化遗产保护都取得了一定的成果，但是总的来说还有着一定的问题，主要可以概括为以下几种。

①文化遗产保护中信息化技术水平的使用水平在不断地提升，但是我国文化遗产保护水平整体上与发达国家还有着不小的差距，目前处于初级的阶段，没有形成十分科学化的管理体系。

②在进行文化遗产保护时并没有形成统一的标准化体系，这样一来严重影响了信息化互联共享的进程，不利于文化遗产的学习和传播。

③使用数字化的保护手段比较单一，整体上不具有数字支撑的辅助决策能力，其网上的宣传渠道明显的比较少，很多的网民并不知道文化遗产在哪个网页上展示，所以整体上的辅助手段比较缺失。

④当下文化遗产的相关工作者整体的综合素质不够高，有些甚至还是使用最传统的手段进行文化遗产的管理，这样一来将会极大地阻碍文化遗产的保护传播工作。

6 结束语

随着时代的进步与科技的发展，我国对文化遗产的关注程度不断提升，相关的管理部门和地方政府都制订了一些规章制度来加强对文化遗产的保护，使近些年来我国的文化遗产保护水平不断提升。

随着对文化遗产保护理念的加深，人们逐渐意识到数字化技术的使用价值，使用最新的数字化技术对文化遗产进行保护，可以极大地提升文化遗产传播的范围及存储质量。特别针对一些濒危的文化遗产能够很好地实现其永久保存，与此同时还可以实现将文化遗产信息高效地传播。另外，在文化遗产的展示中，使用VR展示和3D打印技术可以大大地提升游客的参观体验感。笔者认为我国应在相关的数字技术的开发使用上加大投入力度，加强对专业人才的培养，才可以更好地使用相关数字技术，相信随着时代和数字技术的不断发展进步，我国的文化遗产保护水平将会更上一层楼。

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