央视解密考古黑科技!高精度三维扫描测量技术助力重现历史风貌

应用案例

2025.02.19

在考古的世界里,学者们如同侦探,在废墟与尘埃中追寻远古的蛛丝马迹,努力将零散的线索拼凑成完整的历史图景。如今,高精度三维扫描技术正凭借其精准高效的数据获取能力,帮助考古工作者重现文明的轮廓。

本期,让我们跟随央视纪录片的镜头,走进考古现场,探寻高精度三维扫描仪如何成为考古学家手中不可或缺的神秘武器。

01


高精度3D扫描破译千年骨骼密码

再现北周武帝“帝王风采”

在复旦大学文少卿教授的带领下,研究团队采用先临三维的高精度扫描设备,对距今1400余年的北周武帝颅骨进行了数字化重建。

颅骨被置于匀速旋转的托盘上,三维扫描仪投射激光束,并以每秒数百万点的采集速度,精准捕捉并衡量颅骨表面的每一个点位,最终以微米级精度构建出颅骨完整的三维数字模型。

基于颅骨的高精度三维模型,研究团队在三维建模和图像处理软件中模拟北周武帝面部软组织的分布规律与厚度参数,逐步勾勒出他的面部轮廓。通过整合历史时期人种特征数据库,最终完成了这位帝王的相貌复原。

高精度三维扫描技术不仅让历史人物的相貌重现成为可能,为文物碎片的重组与历史解密提供了全新的科技路径。

揭开古代窑工的“人生命运”

面对承载着千年记忆的破碎文物,三维扫描技术以无接触、无损害、全方位数据获取的独特技术优势,巧妙地平衡了考古工作中“保护”与“利用”的双重需求。南京大学历史学院张敬雷教授的研究案例生动诠释了这一应用突破。

他对一具古代人骨展开深入研究,旨在确认其生前的身份。为了在研究过程中最大限度地保护文物,张教授先将椎骨碎片进行专业粘连复原,随后引入先临三维的高精度三维扫描仪,以便在不挪动椎骨的情况下进行全方位观测。

通过扫描获取的高精度三维模型,不仅精确还原了椎骨的每一处轮廓,还让研究者突破了物理限制——无论是微观特征的放大观察,还是多角度的自由旋转,都变得轻而易举。

椎骨的形变揭示了墓主人生前的辛劳,结合考古现场的其他发现,这位两千年前的劳动者可能是一名长期从事重体力劳动的窑工。三维扫描仪赋予考古工作者一双跨越时空的眼睛,使历史细节在高精度三维数据中得以重现,从而揭示文化历史和人类生活方式的真实面貌。
02


高精度3D扫描建立“数字档案”


绘制壕沟遗址的“考古资料”

在河南省一处重要考古遗址现场,先临三维的工程师正在进行细致的勘探。随着无线手持3D扫描仪EinScan Libre的缓缓移动,密集三维点云数据快速生成,精准捕捉了遗址的结构特征和纹理信息等数据,从而构建出壕沟遗址的原真彩色三维模型。

传统考古测绘依赖照片记录与手绘线图,难以精准捕捉地层中的细微结构及复杂突起形态,而大空间三维设备在局部精度与细节呈现上亦存在局限。EinScan Libre的三种扫描模式,兼具大场景高效扫描以及细节的精细还原,既能完整获取遗址宏观空间信息,又可灵活捕捉局部区域的精细特征。

扫描过程中,考古工作者能够在EinScan Libre的高清触摸屏中实时观察数据获取动态。扫描完成后,采集的数据经智能检测算法快速处理,输出高质量的考古绘图及断面正射影像图。这些细致精确的视觉资料,为后续发掘与保护提供了科学准确的“数字档案”。






解锁唐代社会的“救济图谱”

在郑州唐开元寺人骨埋葬坑的考古发掘中,面对坑体面积大与遗骸密集叠压的挑战,考古团队创新采用“整体提取+三维扫描”的科技考古模式,旨在通过数字化手段逐层剖析埋葬坑复杂的堆叠结构,以便提供全面而深入的研究视角。

技术人员在进行唐开元寺人骨埋葬坑清理前的三维数据采集

团队首先将整个埋藏单元套箱提取至实验室,同时在发掘现场进行全方位三维扫描,高精度完整记录遗骸的原始埋藏状态。在实验室清理过程中,考古人员对遗骸进行分层处理,并运用三维扫描技术对人骨关键部位进行数据采集,随后对扫描得到的数据进行整理、修复和建模等处理等。经过两年系统性研究,这些三维数据揭示出重要历史线索:这些遗骸极可能是开元寺主持埋葬的因灾疫病逝的平民。

三维扫描技术不仅完整保存了脆弱遗存的原生信息,更让千年后的考古工作者得以透过数字模型,深入解读唐代社会救济制度。这些发现为研究唐代寺院的医疗救助、社会扶助及丧葬功能等提供了珍贵实物证据。



每一帧精密的扫描数据,都是连接古今的时空桥梁;每一处精细的三维重建,都诉说着文明演进的动人故事。

当高精度三维扫描仪的光源投射到历史的痕迹时,我们不仅在数字的镜像中触摸文明最真实的脉搏,更展望了一个数字技术与人文深度融合,共同揭示历史奥秘的未来。

部分素材来源:

中央电视台纪录频道《考古学家的神秘武器》
中国文化报《科技赋能 与古为新》

相关产品

  • FreeScan Trak Nova 双核无线跟踪激光三维扫描系统

    FreeScan Trak Nova双核无线跟踪激光三维扫描系统,具备工业3D测量所需的高精度、高效率、便携性等要求,能够轻松应对各种复杂的测量环境,适用于汽车工业、工程机械、教育科研、文物保护等高要求3D测量场景。

  • FreeScan Trak ProL 大范围跟踪式激光三维扫描系统

    FreeScan Trak ProL大范围跟踪式激光三维扫描系统,高精度且重复性精度稳定、无需贴点、扫描快速,进一步扩大了测量范围,适用于汽车工业、轨道交通、能源领域等制造业大型工件的尺寸测量。

  • FreeScan Trak Pro2 跟踪式激光三维扫描系统

    FreeScan Trak Pro2跟踪式激光三维扫描系统,高精度且重复性稳定、无需贴点,适用于汽车工业、轨道交通、能源领域等制造业的中大型三维扫描静态/动态场景。

  • FreeScan Trio 三目激光手持三维扫描仪

    FreeScan Trio三目激光手持三维扫描仪是先临天远FreeScan系列的旗舰机型,采用原创智能自定位技术,可实现不贴点激光扫描;配置高分辨率三目视角和132束激光线以及五种测量模式。

行业方案

相关资讯