3ds Max 技術在考古學中的應用探索

潘紹池 鄭偉杰

摘 要：本文結合相關實例，將3ds Max技術運用于考古學中探索其應用，在遺址所處地形（大環(huán)境）、探方、地層疊壓、器物復原等幾方面進行了具體的闡述。本文的研究旨在對遺址及遺跡遺物進行直觀的呈現(xiàn)，這對于推動公眾考古學的發(fā)展、考古博物館展陳具有重要的意義。

關鍵詞：3ds Max；三維建模；公眾考古

作者簡介：潘紹池，單位四川大學歷史文化學院，本文第一作者；鄭偉杰，單位成都武侯祠博物館，本文第二作者。

[中圖分類號]：K87 [文獻標識碼]：A

[文章編號]：1002-2139（2016）-09--01

一、引言

目前，3ds Max在國內(nèi)外實踐中應用于諸多領域，所出成果也異常吸引人們的眼球，其具體主要包括以下八個方面：“建筑可視化、電影電視特效、游戲設計開發(fā)、片頭及欄目包裝、影視廣告、卡通片、工業(yè)設計可視化、多媒體內(nèi)容創(chuàng)作。”[1]此次我們將3ds Max技術引入考古學中，主要是因為3ds Max技術能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬現(xiàn)實。

二、在考古學中的具體應用

本文中，我們主要從遺址所處地形（大環(huán)境）、探方（地層）、地層疊壓、器物復原等四個方面來簡要介紹：

（一）遺址所處地形

通過對遺址所處地形的三維建模，我們可以直觀的了解遺址所處大環(huán)境。具體做法為：首先獲得遺址所處地的等高線圖，通過圖中比例尺計算出該圖反映場景的實際大??；然后在3ds Max軟件中制作一個與其實際大小尺寸相等的平面，將等高線地形圖貼于該平面上予以顯示，用軟件中的線命令對每一條等高線進行臨摹，并將每一條等高線的高度拉至圖中所標注實際高度；最后選擇全部等高線，運用軟件復合對象下的地形命令可實現(xiàn)平面圖的三維化。

（二）探方（地層）

3ds Max技術在探方中的應用，主要是對地層的三維建模。關于地層建模的方法，前人在這方面已經(jīng)有過一些研究?！暗貙芋w建模的方法主要分為面模型（ Facial Model）、體模型（ Volumetric Model） 和混合模型（ Mixed Model）三類?！盵2]我們此次在地層上的建模主要運用了面模型的方法?！懊婺Ｐ屯ㄟ^描述空間對象外表面的幾何形態(tài)來建立實體的三維模型，優(yōu)點是數(shù)據(jù)存儲量小、建模速度快、便于顯示和數(shù)據(jù)更新；不足之處在于難獲取空間實體的內(nèi)部屬性，不易進行空間分析?！盵3]我們此次前后用了兩種不同的方法來對地層進行三維建模：

1、我們采用了一種較傳統(tǒng)的方法來進行三維建模，即首先將從田野中所取地層剖面數(shù)據(jù)導入CAD軟件中繪出相應的平面圖，再把該平面圖導入3ds Max軟件中進行三維建模。每個探方四壁分別進行繪圖、建模，并依順序?qū)⑺谋谶B接起來，在數(shù)據(jù)真實有效的情況下，各探方的四壁可實現(xiàn)無縫對接。這種建模方式的優(yōu)點是我們建模的數(shù)據(jù)非常接近于真實數(shù)據(jù)，最大限度的縮小了誤差，所得到的結果真實有效，增加了運用模型進行后期分析的可信度；其缺點是采用這種方法需經(jīng)過兩道程序，而且在CAD軟件中繪圖時數(shù)據(jù)量大，實際操作起來難度大且效率較低，故此種方法適合于制作較小遺址的探方。

2、我們采取了類似《利用3D虛擬建模技術再現(xiàn)考古遺址文化場景》中三維建模的方法，即“直接用圖片來模仿，即采用貼圖、紋理映射技術”。[4]具體做法如下：先將每個探方發(fā)掘完成后拍攝的照片導入ps軟件中，截取照片中地層剖面的部分。由于每個探方壁的長度是固定的，所以我們可以根據(jù)截圖的長寬比例計算出照片顯示部分探方壁的實際高度。然后，在3ds Max軟件中創(chuàng)建一個同等大小尺寸的平面，運用軟件自帶材質(zhì)編輯器，通過位圖命令將截取的圖形貼在創(chuàng)建的平面上并照著圖形臨摹地層線。為了保證所臨摹的地層線更加精確，我們將3ds Max的視圖適當?shù)姆糯螅@樣我們就能夠看得更細，得到的線條就相對的更加精確，最后將這些線條擠出就能夠?qū)崿F(xiàn)三維建模。這種方法的優(yōu)點是所需要的數(shù)據(jù)量相對較小，成圖效率高，適合于制作較大的遺址的探方；缺點是我們通過照相機所取得的照片需要考慮到透視等因素，精準度偏小。

（三）地層疊壓

地層疊壓主要是基于向大眾展示而形成的一個理論。具體做法為：將遺址的主要文化堆積分別在3ds Max軟件中建模，這一過程可與遺址的具體數(shù)據(jù)相結合，也可以不與具體數(shù)據(jù)相結合。根據(jù)每一文化堆積層形成時間的早晚關系自上而下層層疊壓，以視頻的形式輸出，然后配音予以簡單的介紹。通過該視頻，我們可以讓大眾比較清晰的了解某一遺址的主要概況，達到一個展示性的目的。

（四）器物復原

為了更好地對遺址進行研究，我們對破損的器物進行復原。形狀規(guī)整的器物，3ds Max軟件中常規(guī)復原較為簡單；不規(guī)整器物的復原，3ds Max軟件中的石墨建模工具可以較為容易的對其進行建模復原。

三、結語

在今后的考古學博物館展陳和推動公眾考古學發(fā)展的過程中，3ds Max這一技術會起到很大的作用。我們此次對以上所述四個方面的應用進行了一些探索，在今后的學習中將繼續(xù)探索更多的應用。

注釋：

[1]火星時代 編著： 《3ds Max2011白金手冊I》，第3—7頁，人民郵電出版社，2011年。

[2]闞璦珂等：《考古地層的三維重建方法》，《計算機應用研究》2007年第3期。

[3]朱利東等：《考古地層的三維可視化及應用研究——以成都金沙遺址為例》，《成都理工大學學報》（自然科學版） 2007年10月。

[4]劉雁琳等：《利用3D虛擬建模技術再現(xiàn)考古遺址文化場景》，《文博》2009年第1期。