概要：大英博物館不打算采用傳統(tǒng)攝影測量法，而打算采用一種快速靈活的方式為谷歌瑪雅項目捕獲400多件古瑪雅鑄件，最后他們選擇了Artec Eva這款高分辨率彩色3D掃描儀。

目標(biāo)：二人團隊需在擁擠的倉庫中，為數(shù)百件大中型瑪雅雕刻件進行3D掃描，并制作成逼真的3D模型，用于遺產(chǎn)保護、科研和教育領(lǐng)域。

使用工具：Artec Eva, Artec Studio

16世紀(jì)，西班牙主教Diego de Landa要求他在尤卡坦州的信徒燒毀所有找到的瑪雅書籍和圖像，并稱之為“惡魔的謊言”，接下來幾小時，幾個世紀(jì)的瑪雅哲學(xué)和文化被付之一炬。只有四本瑪雅書籍幸存下來。不過就在幾百英里外，躺著滿是金字塔、石碑等建筑的廢棄瑪雅城，上面刻著瑪雅文字，也叫象形文字。僅在近幾十年，才有一些學(xué)者開始理解瑪雅人在石頭、木材、骨頭、玉器、貝殼上費力刻下的90%的文字。這些象形文字訴說著出生、死亡、婚姻、戰(zhàn)爭、占領(lǐng)和統(tǒng)治的故事。它們是幾百萬現(xiàn)代瑪雅人乃至整個世界的無價文化遺產(chǎn)，但每一年，由于幾百甚至幾千英里外的酸雨侵蝕，越來越多的文字變得難以辨認(rèn)。墨西哥國立自治大學(xué)大氣研究中心生物學(xué)家Pablo Sanchez博士表示，“石碑和石柱上的雕刻文可能會在100年內(nèi)消失。”文化遺產(chǎn)保護專家一直都在尋找解決方案，但至今未果。

同時，大英博物館與谷歌藝術(shù)與文化項目開啟項目合作，來保護瑪雅人和世界的文化遺產(chǎn)，甚至希望能修復(fù)其中一部分。為此，他們決定結(jié)合19世紀(jì)探險家外交官Alfred Maudslay的成果，采用3D掃描科技來實現(xiàn)。這位探險家?guī)е鵁崆楦邼q的團隊和四噸石膏，橫跨大西洋抵達瑪雅。他們使用當(dāng)時*先進的科技，干片、石膏、混凝紙漿模具，以及筆記本，為世人和子孫后代記錄并保護瑪雅的藝術(shù)建筑。回到英格蘭后，所有物品都送到了南肯辛頓博物館（今天的維多利亞和阿爾伯特博物館），在那里，所有模具都做成了精準(zhǔn)的鑄件，封存了幾十件最重要的瑪雅石碑，以及象形文字和圖像，就像1880年代被發(fā)現(xiàn)時一樣，還未受到酸雨侵蝕。

談及Maudslay及其團隊所做工作多么復(fù)雜時，考古學(xué)家、大英博物館館長Claudia Zehrt解釋道，“一塊普通的石碑需要600-1000塊石膏板，才能拼接成最終運回英格蘭的模具。這些都是石碑的“負(fù)壓”模具，在石膏或紙漿中記錄石碑特征。回到英格蘭后，我們現(xiàn)在所看到的“正壓”鑄件就是用這些負(fù)壓模具制作而成。它們正是原始石碑的精確復(fù)刻，非常適合進行歷史學(xué)研究。”

谷歌瑪雅項目的基本要求就是要制作非常逼真、能還原真實歷史的鑄件3D模型。Zehrt十分了解攝影測量法，這是考古學(xué)界十分常見的數(shù)字捕獲方式，但她很快就發(fā)現(xiàn)采用這種方式捕獲Maudslay鑄件困難重重。她表示，“我們有幾百件體積和質(zhì)量龐大的石膏鑄件，放在離地面2英寸的架子上。這些鑄件大小不一，從3 x 3.5英尺到8 x 9英尺不等，甚至更大。通常要幾個人才能搬動，還易碎。間隔距離也不過11到15英寸。這些都否定了攝影測量法，因為我們沒有足夠的空間可以從各個角度完成任務(wù)。即便可以，考慮到前期準(zhǔn)備和后期處理很費時，如果不是Artec Eva，我們可能要花兩倍的時間。”

谷歌提供Artec Eva，這款手持式專業(yè)3D掃描儀專為快速捕獲中型物體設(shè)計，呈現(xiàn)高分辨率彩色3D效果，對Zehrt而言是個新鮮事物。即便如此，她還是可以很快上手。最初，博物館不認(rèn)為Eva可以在如此局促的空間里捕獲鑄件，但Zehrt沒有輕易放棄。“哪怕是最擁擠最尷尬的位置，Eva依然可以正常工作。有時我需要把Eva放在單腳架，或架高，有時太擠了都不能跪下，只能四肢扭曲，但Eva還是捕獲了鑄件的各個表面，包括就算在理想狀態(tài)下也很難捕獲的鑄件深切面。”

她詳細(xì)解釋了掃描流程，“每個鑄件平均花費10分鐘。小鑄件掃描更快，一些大鑄件可能需要20分鐘或者更久。時長也取決于雕刻口的縱深和寬度，因為越深越窄，掃描儀就很難捕獲一些難以觸及的部位。如果鑄件間隔大些，整個過程會更快更方便。11-15英寸的距離肯定會讓速度放緩。如果鑄件可以輕易挪動，沒有任何遮擋，那掃描時間可以減半。”

Zehrt繼續(xù)描述了她在Artec Studio中的掃描處理過程，“通常我第一步會使用全局配準(zhǔn)來對齊所有鑄件掃描，然后運行尖銳融合，如果偶爾遇到孔洞，我會用孔洞修復(fù)功能來填補。我減少了三角形數(shù)量，在保證效果的前提下，使最終導(dǎo)出的紋理3D模型不超過100 MB。之后以O(shè)BJ文件導(dǎo)出。從時間角度來看，我只要用10-15分鐘，Artec Studio就能搞定剩下的部分，我可以解脫去干別的事。Artec Studio把苦活累活都幫你干了。”

谷歌瑪雅項目的第一階段需要為Quirigua Stela E鑄件（共包含31塊獨立鑄件，22英尺高）制作3D模型，這款鑄件非常精致，栩栩如生，具有較高的教育意義，也適合瑪雅專家進行細(xì)致的圖像研究。這一步驟能很好地體現(xiàn)Eva 3D掃描和Artec Studio數(shù)據(jù)處理對Zehrt二人團隊而言是一項快速高效的解決方案，能為400多件鑄件完成高分辨率的彩色3D捕獲。

下方視頻中Stela E作為VR對象，由瑪雅碑銘研究教授Christophe Helmke進行研究，項目效果不言而喻：

Zehrt分享了一些Stela E的細(xì)節(jié)：“我們了解到這塊石碑來自公元771年，描繪的是瑪雅Quirigua國王K?ak? Tiliw Chan Yopaat（Kawak Sky），他抓捕并斬首了另一位瑪雅國王，也是大城市科潘的統(tǒng)治者Waxaklajun Ub’aah K’awiil（Eighteen Rabbit），而Kawak Sky正是依靠Eighteen Rabbit在早前登上了王位。石碑文字中有一把石斧，表示砍頭，在石碑前部還有身著盛服、頭戴發(fā)飾、珠寶的國王（Kawak Sky）在慶祝勝利。這對他和他的臣民而言是件大事，因為這表示他們擺脫了科潘的統(tǒng)治，獲得自由。而且，這塊石碑很有趣。原始石碑重達65噸，超過兩層樓高。”

項目第二階段主要是為帕倫克象形文字階梯制作精確的CNC復(fù)制品，與真品一起展出。這些階梯可追溯到公元7世紀(jì)，1891年Maudslay用石膏制作鑄件后，它們受到了嚴(yán)重破壞。階梯相關(guān)的歷史信息及翻譯可在此查詢。

階梯鑄件在3D掃描和數(shù)字重建的過程中遇到了難題，Zehrt解釋道，“階梯共有12塊鑄件，每一塊都用Eva掃描，這一過程很快很順利。但由于其中一塊有損壞，導(dǎo)致部分細(xì)節(jié)遺失，我們需要找到Maudslay有關(guān)這層臺階的原始圖紙和照片，進行整體重建。最后我們還是做到了。”

當(dāng)時，Zehrt找到Artec大使Central Scanning，尋求幫助來制作階梯3D模型，因為各臺階間的連接處需要進行無縫3D架橋。Central Scanning 專員都是3D掃描和3D數(shù)據(jù)處理專家，在一天后，他們就在Artec Studio 14中數(shù)字整合了掃描，最終完成了可進行數(shù)控加工的一套3D模型，為方便運輸，分為6塊板。

階梯3D模型隨后被送往英格蘭林肯郡的Pangolin Editions，使用Ancaster石灰?guī)r進行數(shù)控加工。這款中侏羅紀(jì)鮞粒巖狀的石灰?guī)r與瑪雅人使用的材料非常接近。Pangolin Editions是英格蘭格洛斯特以雕塑見長的鑄造廠。他們特別選用了和真品略有差異的顏色，Zehrt表示，“遺跡保護人員希望大家能看出這是件復(fù)制品。人們可以走近甚至觸摸它，用手指感受象形文字，親自體驗這塊文化瑰寶。”

數(shù)控加工后，階梯就被送往帕倫克，與真品一同展出。

未來，這些鑄件的3D模型還將有可能成為全球瑪雅文化專家和學(xué)者研究的對象，也可能應(yīng)用于教育領(lǐng)域，比如為教室和博物館提供“虛擬實地考察”。

用Claudia Zehrt的話來說，“3D掃描儀為全球無價文化遺產(chǎn)制作精美模型能有多大潛力，我們現(xiàn)在只見到了冰山一角。科研方面，3D掃描展現(xiàn)了自身優(yōu)勢，制作VR展品也提供了諸多可能，除此之外，還有很多重要意義。我們利用科技將這些財富還給大家，交還給那些創(chuàng)造了這筆財富的文化群體。如今，我們使用Artec Eva這樣的手持式3D掃描儀，可以分分鐘完成博物館任何一件展品的數(shù)字捕獲，哪怕在考古現(xiàn)場也沒問題。”

Zehrt繼續(xù)解釋道，“Artec Studio中再花一點時間，把掃描加工成3D模型，就能發(fā)送到3D打印機，或者就像帕倫克象形文字階梯一樣，用石灰?guī)r或其他天然材料、木材、石材等進行數(shù)控加工。也就是說，全球博物館都有能力為展品制作逼真的復(fù)制品，讓游客們觸摸觀察。這是之前無法實現(xiàn)的。”

通過谷歌藝術(shù)與文化，大英博物館在此公布了Maudslay的整套照片、日志、圖紙和鑄件的3D掃描。