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柏林的博物馆以独特方式应用3D打印和扫描技术今时

发布时间:2019-09-29 13:53:11 阅读: 来源:启闭机厂家

柏林的博物馆以独特方式应用3D打印和扫描技术

博物馆借助3D技术来解决它们所面临的众多策展和阐释难题。实际上,许多博物馆还不具备3D扫描仪、打印机和相关设备,唯一的原因是资金短缺而并非管理者摈弃对技术的应用。

对观众、学者以及博物馆员工而言,3D技术能够大大提升他们的博物馆体验,具有巨大潜力。最近,柏林工业大学数学研究所的两位研究人员哈特穆特•史基万特和约阿希姆•魏因霍尔德发表了一篇论文,探讨该研究所与柏林地区的博物馆组成的一种独特机构组合:通过他们的3D实验室,该研究所为柏林地区的博物馆提供支持。

埃及皇后泰伊的头像

柏林工业大学数学研究所成立于2004年,他们研究的途径十分独特,他们强调跨学科研究,即把精美艺术和建筑与现代数学研究融为一体,从而推动现代数学研究的发展。2005年,该研究所获得欧洲区域发展基金的拨款,用于购买3D打印和扫描设备,并创建很多配套设施,包括:石膏打印机、FDM(工艺熔融沉积制造)打印机、聚酰胺SLS系统、一个静态与动态的立体浸染式投影系统和一台3D扫描仪。

针对那些脆弱、易碎但又具有重大研究价值的藏品,博物馆一般都会制作复制品,这一做法十分普遍。位于柏林的埃及博物馆收藏了一件小型雕塑——埃及皇后泰伊,雕塑配有一个皇冠,雕刻的是两根羽毛。泰伊的丈夫是阿曼赫普三世,她的儿子是埃及法老阿肯纳顿,所以在古埃及历史上,皇后泰伊是一位举足轻重的女性。

这座美丽的雕塑创作于大约公元前1355年。在20世纪60年代,人们使用明胶铸造(gelatin casting)技术,制作了一件雕塑头像的复制品。但是,当时馆员并不知道雕塑配有皇冠,后来才找到它的皇冠,所以皇冠一直没有复制品。如果依然采用上述技术进行仿制,则肯定会严重破坏原物件,因为皇冠比头像更加脆弱。

柏林的埃及博物馆与柏林工业大学数学研究所共同合作,首先扫描皇冠,然后打印出一件3D复制品。利用扫描和打印技术来创建复制品,不会对原物件造成任何损坏,从而规避模制方法中所存在的风险。

同样,在柏林的这座埃及博物馆内,研究人员运用该技术来解决埃及法老阿肯纳顿半身雕像的问题。博物馆人员曾经多次修复该雕塑,但都造成不同程度的损伤。如今,研究人员首先使用CT扫描,收集关于雕塑内部构造的信息;然后再使用3D扫描技术,把这两种信息结合起来之后,藏品保护员制作一个模具;这样在无需触摸原件情况下,保护员就可以制定周密的修复计划。

该团队和这座埃及博物馆的合作取得成功之后,他们开始寻求标准化方法,运用3D技术来实现博物馆藏品的数字化。换言之,他们不仅只是解决具体的疑难问题,而是寻求博物馆的最佳实践,因为3D技术已经逐渐被应用到博物馆的日常实践之中。

作为一次尝试,该团队正在对弗里德里希•蒂克所创作的16座希腊人物雕塑进行数字化扫描。最初,这些雕塑计划被安置在柏林市城堡的茶室中。3D实验室的团队还考虑重新复原这些雕塑的安置场景。

扫描图中所显示的某些难以扫描的地方

这些雕塑结构十分复杂、难以扫描,而这些问题也正是该团队必须要解决的。比如,对那些结构和造型复杂的地方,结构光扫描仪难以实现完美扫描。研究人员发现,即使针对一件艺术品,制作1000份扫描图,依然无法捕捉每一个细节。这些遗漏之处,依然需要手工工艺的处理,才能实现准确的扫描纪录。

该团队一直在探索和尝试各种各样的扫描和重构技术,解决那些复杂物件所带来的问题。在这个过程中,研究人员发现,数据可以在物件的虚拟参观过程中呈现出来,而这与打印的情形有所不同。此外,他们还与很多博物馆合作,创造一系列的可触摸展品,这给视觉障碍人士带来了福音。

最后,3D实验室的这些研究人员,针对古代人们所构想但没有建造出来的建筑(比如:阿尔伯特•斯皮尔所构想的日耳曼尼亚城),创造出数字化的3D再现。观众只要配戴头戴式显示器,通过一次浸入式体验,就能够欣赏到这些虚拟再现。

对博物馆而言,3D技术所带来的巨大潜力是难以估料的。从扫描化石和古代箭头、到再现一位独裁者的构想,这些只是博物馆学新时代的开始;在这个新时代,观众与藏品以许多新的方式进行互动,而之前这些都是无法想象的;在这个新时代,策展人终于可以把他们的展品放置在观众手中,让观众享受触摸式的参观体验。

(陈双双 译自3dprint网站)

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