建筑遺產(chǎn)數(shù)字化高保真信息采集與處理關(guān)鍵問(wèn)題研究
——以五臺(tái)山龍泉寺石牌樓為例

王曉芬， 苑鵬軍， 馬 蘭， 張宜春

（1.石家莊鐵道大學(xué) 建筑藝術(shù)學(xué)院，河北 石家莊 050043；2.石家莊千典科技有限公司，河北 石家莊 050043；3.中國(guó)藝術(shù)科技研究所，北京 100000）

一、引言

建筑是石頭的史書(shū)，具有豐富的歷史文化內(nèi)涵，是研究歷史的實(shí)物例證。歷經(jīng)幾千年的滄桑，中華大地上眾多的古建筑在戰(zhàn)火、風(fēng)霜雨雪的洗滌中，被損壞、破壞甚至倒塌、毀滅，作為歷史遺留，一旦破壞，再難恢復(fù)，建筑物本身及其所承載的文化信息都將損毀。在數(shù)字化革命、信息化社會(huì)的語(yǔ)境下，傳統(tǒng)的記錄建檔工作升級(jí)為以數(shù)字化為基礎(chǔ)的遺產(chǎn)信息采集、傳遞、處理和利用等活動(dòng)[1]。古建筑本體及其構(gòu)件三維數(shù)據(jù)獲取目前多采用激光三維掃描技術(shù)和基于照片建模技術(shù)，激光三維掃描技術(shù)能精準(zhǔn)獲取古建對(duì)象三維信息，被國(guó)內(nèi)外文博機(jī)構(gòu)、科研院所普遍采用，但其缺點(diǎn)在于信息數(shù)量巨大，后期處理時(shí)耗長(zhǎng)[2]，隨著三維激光掃描設(shè)備的不斷改進(jìn)，掃描技術(shù)的不斷提高，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，但在實(shí)際應(yīng)用中還有很多技術(shù)難題亟待解決，對(duì)這一技術(shù)領(lǐng)域的難題突破與研究，是文博領(lǐng)域、文化科技領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者一直探索和努力的目標(biāo)。

二、龍泉寺石牌樓數(shù)字化保護(hù)目的與意義

縱觀人類(lèi)的文明發(fā)展歷程，文化遺產(chǎn)可以稱(chēng)得上是人類(lèi)文明的見(jiàn)證和智慧的結(jié)晶。而在這其中，作為文化遺產(chǎn)中重要類(lèi)型之一的建筑遺產(chǎn)，更是有著不可替代的歷史與社會(huì)價(jià)值[3]。牌樓是一種獨(dú)特形式的古建筑，是中國(guó)傳統(tǒng)文化、建筑技術(shù)與建筑藝術(shù)的綜合體現(xiàn)。牌樓根據(jù)材料的不同可分為木牌樓、石牌樓、琉璃牌樓等多種，其中石牌樓是較為常見(jiàn)的一種。

作為全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位，五臺(tái)山龍泉寺始建于唐代，明嘉靖年曾修葺，清末民國(guó)初期重建。五臺(tái)山龍泉寺石牌樓（1）被譽(yù)為“華北第一雕”，石牌樓為仿木結(jié)構(gòu)，采用多重鏤空雕刻，玲瓏剔透。牌樓通體鏤空雕刻有大小89條龍，是不可多得的藝術(shù)珍品。龍泉寺石雕建筑規(guī)模龐大，種類(lèi)繁多，工藝超群，堪為稀世瑰寶。但由于年久失修，牌樓損毀嚴(yán)重，基體出現(xiàn)酥堿，又多年遭受雷擊，使樓體遭受?chē)?yán)重?fù)p壞，成為Ⅳ類(lèi)建筑[4]。為保護(hù)這一珍貴的文物，相關(guān)部門(mén)多次對(duì)其實(shí)施修復(fù)加固、病害防護(hù)等工程，牌樓本體信息三維數(shù)據(jù)采集是古建筑類(lèi)文物保護(hù)的重要組成部分，是數(shù)字時(shí)代文化遺產(chǎn)保護(hù)與傳承切實(shí)可行且行之有效的重要方略與途徑[5]，本文以五臺(tái)山龍泉寺石牌樓為例，詳細(xì)闡述了融合多種精密測(cè)繪與三維數(shù)據(jù)采集技術(shù)的復(fù)雜古建筑三維數(shù)據(jù)高保真信息獲取與處理方法，包括外業(yè)數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，希望本文的成果能對(duì)相關(guān)研究提供有益借鑒和補(bǔ)充。

圖1 龍泉寺石牌樓

三、總體思路與技術(shù)路線

如果要?dú)w納大體量復(fù)雜石質(zhì)文物數(shù)字化建設(shè)的根本性技術(shù)要求，以及多層鏤空雕刻石質(zhì)文物數(shù)字化資源保護(hù)傳承與開(kāi)發(fā)利用的根本性要求，高保真成為當(dāng)仁不讓的第一要素[6]。五臺(tái)山龍泉寺石牌樓具有復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，尤其是一些多重鏤空的建筑構(gòu)件表現(xiàn)出相當(dāng)豐富的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)，而這些顯著的空間特性恰恰是數(shù)字化保護(hù)工作中需要準(zhǔn)確記錄的重點(diǎn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，本石牌樓不管從哪個(gè)視角掃描都存在嚴(yán)重的遮擋，導(dǎo)致不同的掃描方案對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響很大，而且數(shù)字化保護(hù)對(duì)牌樓不同部位均有高精度、高保真的要求，因此，在開(kāi)展三維數(shù)據(jù)掃描與采集之前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果，課題組針對(duì)其體量龐大、多重鏤空、仿木結(jié)構(gòu)、雕刻精美等特性，制定了三套方案，即分別采用遠(yuǎn)距離、手持和微距三種掃描儀加航拍的實(shí)施方案，使用大、中、小三種掃描儀互為補(bǔ)充、互相配合完成高保真數(shù)據(jù)采集與獲取。主要技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 技術(shù)路線圖

四、數(shù)據(jù)采集與處理的技術(shù)難點(diǎn)與解決方案

《威尼斯憲章》規(guī)定，對(duì)古遺址、古遺跡、古建筑等進(jìn)行保護(hù)、修復(fù)和發(fā)掘之前及過(guò)程中，都應(yīng)有翔實(shí)的記錄[7]。五臺(tái)山龍泉寺石牌樓作為一座大型石質(zhì)建筑遺產(chǎn)，在進(jìn)行數(shù)字化過(guò)程中需要采集海量、翔實(shí)的三維與二維數(shù)據(jù)，同時(shí)，這些海量的采集數(shù)據(jù)還需要科學(xué)精準(zhǔn)的處理成為高保真數(shù)據(jù)才能作為今后建檔存儲(chǔ)、保護(hù)修繕、研究利用的基礎(chǔ)。在這一工作過(guò)程中，著重探索和解決了以下技術(shù)難題。

（一）大型掃描儀與小型掃描儀數(shù)據(jù)如何無(wú)縫結(jié)合

利用大型三維激光掃描儀獲取牌樓的整體三維點(diǎn)云信息，為拼接依據(jù)，小型掃描儀獲取石雕局部三維模型，最終通過(guò)后期處理，獲取石牌坊整體三維模型，既能實(shí)現(xiàn)石雕模型細(xì)節(jié)的精確展現(xiàn)，又能保證較高的整體模型真實(shí)度、準(zhǔn)確度與精度。

（二）小型掃描儀掃描大型建筑誤差問(wèn)題如何消除

小型掃描儀掃描模型精度可達(dá)0.1 mm，對(duì)于掃描大物體，每增加100 cm會(huì)有0.03%的累計(jì)誤差，如果整個(gè)牌樓都用小型掃描儀，掃描整體模型精度難以保證，可能會(huì)使整個(gè)模型的形狀發(fā)生變化。

（三）大體量多層鏤空雕刻復(fù)雜文物掃描盲點(diǎn)如何解決

掃描復(fù)雜物體重中之重是保證模型數(shù)據(jù)完整性問(wèn)題，對(duì)于雕刻繁復(fù)，鏤空且多層疊加鏤空的復(fù)雜文物，掃描時(shí)容易出現(xiàn)盲點(diǎn)，無(wú)法保證模型數(shù)據(jù)的完整性，為了解決這一問(wèn)題，要秉承多角度掃描，密集度和多重疊加掃描，最大程度多層次獲取數(shù)據(jù)的原則。并且沿X、Y軸密集拍攝多角度高清照片，以備二次精雕和補(bǔ)洞參考。多重鏤空拱券如圖3所示。

（四）淺色大理石三維掃描強(qiáng)反光問(wèn)題

自然風(fēng)化以及人為破壞會(huì)使大理石材質(zhì)出現(xiàn)顏色退化甚至是淺層的透明問(wèn)題，對(duì)三維數(shù)據(jù)采集造成困難。通過(guò)實(shí)際掃描發(fā)現(xiàn)，淺色的大理石數(shù)據(jù)獲取難以完全。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，需要借助高清相機(jī)對(duì)模型細(xì)節(jié)進(jìn)行圖片采集，同時(shí)利用第三方軟件對(duì)模型進(jìn)行補(bǔ)洞，修補(bǔ)的模型與掃描出的模型會(huì)有所差異，因此需要借助模型雕刻軟件，以采集的細(xì)節(jié)圖片為依據(jù)，對(duì)模型進(jìn)行雕刻，最大限度地使模型得到還原。

由于石牌樓為淺色漢白玉質(zhì)地，石材中的規(guī)則晶體受環(huán)境光影響極大，在白天日光下晶體反射強(qiáng)烈，掃描儀數(shù)據(jù)采集不完整。針對(duì)這一問(wèn)題，通過(guò)反復(fù)測(cè)試，選擇了晚上沒(méi)有環(huán)境光情況下掃描，后期對(duì)模型重新附紋理材質(zhì)的方案，獲得完整模型。

五、外業(yè)高保真信息采集與處理

科學(xué)合理的外業(yè)高保真信息采集技術(shù)是完成任務(wù)的重要前提與基礎(chǔ)，為了得到龍泉寺石牌樓高保真數(shù)字化數(shù)據(jù)，按照以上技術(shù)路線和實(shí)施策略，項(xiàng)目組選取了三類(lèi)數(shù)據(jù)采集設(shè)備相互補(bǔ)充與相互協(xié)調(diào)的技術(shù)路線與實(shí)施方案。

（一）利用大型三維激光掃描儀獲取整體點(diǎn)云數(shù)據(jù)

1.大型三維激光掃描儀的選用

三維激光掃描技術(shù)突破了傳統(tǒng)點(diǎn)式數(shù)據(jù)采集的局限，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行快速的面式數(shù)據(jù)采集[8]。大型三維激光掃描技術(shù)具有高分辨率、高精度、高密度、非接觸、遠(yuǎn)距離、數(shù)據(jù)采樣精準(zhǔn)等特點(diǎn)，而且可以與內(nèi)（外）置數(shù)碼相機(jī)配合使用，可以主動(dòng)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地獲取文物點(diǎn)云與貼圖信息，另外大型三維掃描儀還具有擴(kuò)展性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)龍泉寺石牌樓大型復(fù)雜鏤空雕刻類(lèi)古建筑數(shù)據(jù)三維信息采集的需要，項(xiàng)目組選用Faro330三維激光掃描儀來(lái)獲取石牌樓的整體三維點(diǎn)云信息。

2.整體形態(tài)三維空間數(shù)據(jù)采集與獲取

龍泉寺石牌樓高8.5 m，寬9.4 m，厚2.8 m。鏤空雕刻、透雕等雕刻工藝復(fù)雜，遮擋嚴(yán)重，南面108階臺(tái)階直抵牌樓近前，左右新建平臺(tái)距離牌樓較遠(yuǎn)且高度較低，掃描站點(diǎn)布設(shè)難度大；而二龍戲珠等石雕構(gòu)件空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)儀器精度要求較高。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果，項(xiàng)目組制訂了掃描的具體方案。

采用FARO遠(yuǎn)距離、高精度三維激光掃描儀作為主要儀器，掃描站點(diǎn)設(shè)置以能盡量全面獲取完整三維空間數(shù)據(jù)為原則，主要在牌樓東西北三面設(shè)置采集站點(diǎn)，架設(shè)可移動(dòng)腳手架，東西兩側(cè)盡量前伸，兼顧掃描牌樓南側(cè)數(shù)據(jù)。相鄰兩個(gè)掃描站點(diǎn)間具有20%～30%的數(shù)據(jù)重合。運(yùn)用球形靶標(biāo)作為數(shù)據(jù)拼接靶標(biāo)點(diǎn)，為保證數(shù)據(jù)精度，每站設(shè)置4～5個(gè)靶標(biāo)點(diǎn)。根據(jù)精度要求來(lái)設(shè)置掃描儀的采樣密度，而采樣密度的大小會(huì)直接影響最終三角網(wǎng)構(gòu)建的精度。對(duì)于牌樓受阻擋部分加密掃描，拐角部分采取增設(shè)掃描站點(diǎn)的方法處理，共掃描180站。掃描方式采用先全景概略掃描，后選擇精細(xì)掃描，并在整個(gè)掃描過(guò)程中采用掃描標(biāo)靶的數(shù)據(jù)拼接方式，兩個(gè)掃描站之間至少保證有4個(gè)共同標(biāo)靶。

3.三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)

激光三維掃描技術(shù)的應(yīng)用，使得“點(diǎn)云”成為建筑遺產(chǎn)測(cè)繪以及其他數(shù)字化工作中不可或缺的中間型數(shù)據(jù)成果[9]。激光掃描獲取的每站數(shù)據(jù)均處于各自的儀器坐標(biāo)系下，因此需要將不同視點(diǎn)獲取的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)統(tǒng)一到某個(gè)固定的坐標(biāo)系中，如統(tǒng)一的工程坐標(biāo)系（PRCS）或全局坐標(biāo)系（GLCS）。點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)是利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的變換信息（相鄰測(cè)區(qū)公共標(biāo)靶的信息），對(duì)三維數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)計(jì)算。點(diǎn)云配準(zhǔn)通常是在相鄰的2個(gè)測(cè)站公共區(qū)域安置4個(gè)或4個(gè)以上標(biāo)靶進(jìn)行掃描，并按照攝影測(cè)量影像匹配的原理，對(duì)相鄰區(qū)域中的同一靶標(biāo)組成的同名點(diǎn)對(duì)計(jì)算點(diǎn)云配準(zhǔn)參數(shù)，以完成相鄰點(diǎn)云的配準(zhǔn)，項(xiàng)目中利用公共標(biāo)靶進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2 mm，以保證三維點(diǎn)云配置的精度和準(zhǔn)度。

（二）利用小型三維掃描儀采集局部細(xì)節(jié)精確數(shù)據(jù)

1.小型三維掃描儀局部信息采集

石牌樓掃描過(guò)程使用了Artec Eva（分辨率0.5 mm，精度0.1 mm）兩臺(tái)，Artec Space Spider（分辨率0.15 mm，精度0.03～0.05 mm）一臺(tái)兩款小型掃描儀。

Artec小型掃描儀與普通掃描儀最大的優(yōu)點(diǎn)就在于它能在數(shù)據(jù)獲取的同時(shí)建立三維網(wǎng)格模型，并且保證0.1 mm或更高精度的三維數(shù)據(jù)，復(fù)雜的掃描環(huán)境對(duì)它幾乎沒(méi)有影響。雖然Artec小型掃描儀模型精度達(dá)到0.1 mm，但是對(duì)于掃描大物體，每增加100 cm會(huì)有0.03%的累計(jì)誤差，如果整個(gè)牌樓都用小型掃描儀，整體模型精度難以保證，可能使模型的形狀發(fā)生變化。因此，借助Faro大空間掃描儀獲取的牌樓整體點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)牌樓進(jìn)行精度控制，其誤差范圍在2 mm之內(nèi)，保證大物體模型的準(zhǔn)確效果。模型整體精度以大空間掃描儀的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，避免了累計(jì)誤差的多次放大。

2.微距掃描儀細(xì)節(jié)及遮擋面信息采集

根據(jù)石牌樓特點(diǎn)，制定了分階段實(shí)施的方案，微距掃描儀數(shù)據(jù)采集共分兩個(gè)階段進(jìn)行，同時(shí)根據(jù)具體鏤雕精度選擇設(shè)備。并首先搭設(shè)腳手架 ，腳手架根據(jù)底部采集和上部采集需要，分兩步搭設(shè)。

腳手架搭設(shè)完成即可開(kāi)始數(shù)據(jù)采集，采用自下而上的掃描順序，從下部第一層平臺(tái)開(kāi)始，依次向上，直至到達(dá)頂部完成掃描；在每層平臺(tái)上使用兩臺(tái)Artec Eva分區(qū)掃描，Artec Space Spider掃描雕刻最復(fù)雜，精度更高。掃描同時(shí)兼顧上下部位，這既有效地解決了遮擋的影響，保證了數(shù)據(jù)采集的完整性，又便于使用特征點(diǎn)匹配進(jìn)行點(diǎn)云的拼接。

（三）貼圖與紋理數(shù)據(jù)高清獲取

為了準(zhǔn)確生動(dòng)地將掃描對(duì)象的紋理信息與精細(xì)模型匹配起來(lái)，需要進(jìn)行數(shù)字影像的采集。項(xiàng)目中使用單反相機(jī)進(jìn)行影像的高清采集。數(shù)字影像獲取的原則跟點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取的原則相一致，也是要求完整。數(shù)字影像在獲取時(shí)設(shè)備的鏡頭應(yīng)盡可能保持與掃描對(duì)象的立面平行，只有這樣才能盡可能地保證各個(gè)位置的像素與原始影像的像素一致。

六、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)拼接處理與精雕優(yōu)化

（一）多類(lèi)型掃描數(shù)據(jù)相互補(bǔ)充與拼接處理

利用遠(yuǎn)距離、高精度三維激光掃描儀獲取牌樓的整體三維點(diǎn)云信息為拼接依據(jù)，與小型掃描儀獲取石雕細(xì)節(jié)模型相結(jié)合，最終獲取牌樓的整體三維模型與點(diǎn)云數(shù)據(jù)，既能實(shí)現(xiàn)石雕模型細(xì)節(jié)的精確展現(xiàn)，又能保證較高的整體模型精度，同時(shí)獲取石牌樓正射影像圖。

（二）小微掃描數(shù)據(jù)優(yōu)化降噪與補(bǔ)洞

首先是數(shù)據(jù)去噪與優(yōu)化。根據(jù)掃描獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，行列方向上有恒定密度進(jìn)行排列的有序點(diǎn)，以及不定的密度的無(wú)序點(diǎn)。這些點(diǎn)有的是雜點(diǎn)，是掃描錯(cuò)誤的點(diǎn)（不是噪聲）；有的是噪聲點(diǎn)，因?yàn)閽呙柙O(shè)備與測(cè)量方法的緣故，掃描數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，其中有一些掃描點(diǎn)的誤差比較大，超出允許范圍；數(shù)據(jù)處理和掃描中還會(huì)因?yàn)槠春匣蛘邟呙杞嵌鹊葐?wèn)題產(chǎn)生重疊的多余點(diǎn)、冗余點(diǎn)。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，可采用手工和濾波器，通過(guò)剔除、拼合、將特征與特征對(duì)齊處理等，得到優(yōu)化后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，如圖4、圖5所示。

圖4 原始數(shù)據(jù)

圖5 去噪優(yōu)化數(shù)據(jù)

其次是多邊形處理與特征處理。由于掃描的問(wèn)題或者是點(diǎn)處理過(guò)程中所造成的數(shù)據(jù)的缺失，在圖上留下的缺口部分，缺口構(gòu)造成多邊形，對(duì)孔洞多邊形特征面進(jìn)行確定，通過(guò)對(duì)上述特征平面多邊形的修補(bǔ)，把圖像完整化。

第三是特征處理。特征處理就是去除不需要的特征，比如突出與凹陷等，通過(guò)特征處理，把掃描圖像中不需要凹凸的區(qū)域進(jìn)行處理，然后再把該區(qū)域做光滑處理，如采用標(biāo)準(zhǔn)的高斯濾波器，高斯濾波器在指定域內(nèi)的權(quán)重為高斯分布，其平均效果較小，故在濾波的同時(shí)能較好地保持原數(shù)據(jù)的形貌，這樣使得圖像更加完整。

（三）精細(xì)三角網(wǎng)格模型構(gòu)建

微型三維掃描儀獲取的海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過(guò)匹配集成相機(jī)采集的紋理數(shù)據(jù)能夠真實(shí)地再現(xiàn)掃描本體，但離散點(diǎn)并不能有效地表達(dá)實(shí)物的表面，因此需要構(gòu)建立體模型。幾何模型的制作主要包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理和三角網(wǎng)模型構(gòu)建這兩部分。數(shù)據(jù)預(yù)處理是在不影響模型構(gòu)建精度的前提下，減少冗余點(diǎn)云數(shù)據(jù)并優(yōu)化整體點(diǎn)云，其目的是降低三角網(wǎng)模型構(gòu)建的復(fù)雜程度及錯(cuò)誤。石牌樓構(gòu)造復(fù)雜、細(xì)節(jié)多，使用常規(guī)的建模手段將無(wú)精度可言且很難達(dá)到效果。基于掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用掃描處理軟件構(gòu)建不規(guī)則精細(xì)三角網(wǎng)模型，可以非常逼真地再現(xiàn)石牌樓面貌。模型構(gòu)建的過(guò)程通常包括三角網(wǎng)模型的建立、模型殘缺數(shù)據(jù)的修復(fù)、錯(cuò)誤拓?fù)潢P(guān)系的改正、模型平滑和模型簡(jiǎn)化等。如圖6、圖7所示。

圖6 拼接后三角網(wǎng)模型

圖7 優(yōu)化后三角網(wǎng)模型

（四）局部細(xì)節(jié)精準(zhǔn)雕刻與處理

小型掃描儀采集數(shù)據(jù)精度高，但仍有不足之處。第一，模型邊緣銳利程度降低是一個(gè)不可避免的問(wèn)題，這樣造成石雕牌樓的石材質(zhì)感、硬度不夠，感覺(jué)軟綿綿沒(méi)有石材雕刻的棱角銳度。第二，石刻鏤雕層次繁密，遮擋非常嚴(yán)重，手持掃描儀不能采集到被遮擋部位，造成模型數(shù)據(jù)不完整或與實(shí)物有出入。第三，石牌樓雕刻精細(xì)度太高，掃描儀不能完整采集到局部微小的細(xì)節(jié)，如微雕人物的五官，花朵的花蕊等，造成細(xì)節(jié)的缺失。

基于以上原因，需要對(duì)小型掃描儀獲得的石牌樓模型（粗模）參照高清照片進(jìn)行二次精細(xì)雕刻，如同對(duì)石雕粗胚進(jìn)行深入雕刻，完成最終精細(xì)成品，最大程度保持建筑本體的原真性與高保真性。

（五）高清紋理映射

根據(jù)構(gòu)建的三角網(wǎng)模型，加上獲取的高分辨率影像就可以進(jìn)行從影像到模型的紋理映射，得到單塊的彩色三角網(wǎng)模型，將多個(gè)具有鄰接關(guān)系的單塊彩色模型合并在一起可得到完整的彩色模型。具體的操作方法是在三角網(wǎng)模型和影像上選定同名點(diǎn)，從而計(jì)算照片的內(nèi)外方位元素和系統(tǒng)誤差改正數(shù)。根據(jù)使用軟件的不同，選取的最少同名點(diǎn)的數(shù)目也不相同，但最少不能少于4對(duì)，多選一般可以提高映射的質(zhì)量。是石牌樓的局部紋理映射。

七、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)生活節(jié)奏的不斷加快以及外來(lái)文化的強(qiáng)烈沖擊，許多優(yōu)秀的文化遺產(chǎn)正處在瀕臨滅絕的邊緣。于是拯救、修復(fù)、保護(hù)和傳承這一文化瑰寶成為文化從業(yè)者迫在眉睫的任務(wù)[10]。古建筑遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)與傳承作為一種文化科技現(xiàn)象，其本身是復(fù)雜的、多層面的，既有文化觀念層面的影響，又有實(shí)踐層面的影響[11]。在建筑遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)的實(shí)踐與實(shí)驗(yàn)中，技術(shù)的迭代更新和發(fā)展至關(guān)重要，本項(xiàng)目針對(duì)五臺(tái)山龍泉寺石牌樓大體量、復(fù)雜、多重鏤空雕刻的特點(diǎn)，經(jīng)多次論證，制定了綜合多種焦距掃描、航拍、微拍等相結(jié)合的高保真數(shù)據(jù)采集與處理方案，對(duì)大體量復(fù)雜建筑遺產(chǎn)的高保真數(shù)據(jù)采集與處理關(guān)鍵問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了富有創(chuàng)見(jiàn)性的探索與實(shí)踐，為該領(lǐng)域的研究與實(shí)踐提供了有益的借鑒與參考。