Gaya国家文化遗产研究所(GNRICH)的研究人员在韩国昌宁发现了一座古墓,为了全面了解这座古墓,他们开始借助于三维扫描技术和3D Systems公司的软件。

再现历史

       为了分析在古墓中所获取的所有数据,同时无需亲自进入古墓或是冒着破坏墓中遗骸的风险,研究人员需要采取某种方式对整座古墓——包括四具古人类骨骼在内——进行全方位的数字化处理,以全3D的形式获得高度的精确性与细节。

Uncovering the mysteries of a 1500-year-old Korean tomb
揭示这座1500年历史的韩国古墓秘密

        为了让工作更富有挑战性,研究人员需要将所有材料放在同一个主文件中进行分析。为此,他们就需要同时处理海量的数据。最终,他们计划为古墓中所出土的人类遗骸搭建实体模型,因此就需要想出足够灵活的解决方案,以便能够分离数据并优化,以方便接下来利用树脂材料进行复制。

 

有效利用3D的力量

       首先,GNRICH的研究团队使用远程户外扫描仪(RIEGL LMS-Z390i)对古墓的整体形状进行了扫描。接着,为了能够近距离捕获所需的部分人类遗骸的细节,研究人员使用了一台Konica Minolta VIVID 910扫描仪对多块骨骼进行了扫描。所使用的3D扫描仪记录了研究人员所需的所有空间信息以及详细的3D数据,但是该过程总计有3.7千兆字节大的数据量,无论用什么标准来看,都是相当大的量了!

From real to virtual using 3D scanning and Geomagic Control X software
使用3D扫描与Geomagic Control X软件实现从真实到虚拟

       研究团队发现Geomagic Control X三维检测是唯一可以在他们所拥有的计算机设备上相对轻松地处理大量扫描数据的软件。此外,Control X还提供了复杂但易用的工具来实现数据的对齐与合并,并在不牺牲扫描质量或分辨率的前提下显著减少数据量。研究人员甚至可以将数据全部放入常用的3D坐标系中,从而为古墓中所出土的骨骼创建完整精确的3D虚拟数模。

 

快速学习

       GNRICH的研究人员可以通过Geomagic Control X三维检测软件所处理的3D扫描数据,得出一系列科学结论。完成数据处理后,他们便使用Control X来分析所得到的数据,测量古墓中四具遗骸的体积、长度和解剖学结构等特征。通过上述分析以及碳年代测定法与线粒体基因组(mtDNA)测序等其他技术,研究人员便能够对埋葬在古墓中的男性与女性的身高、体重、年龄、遗传特征以及饮食习惯等各类数据进行判断。此外,研究人员甚至能够对这些古代遗骸进行法医鉴定分析,从而判定这些埋葬者究竟是被毒死还是窒息而死。最值得注意的是,研究人员还发现了陪葬的证据,这是一种古代的丧葬习俗,即主人死亡后,其伺从将被一同活埋。

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实现 3D 扫描的有效方法

进一步研究

        最后,GNRICH的研究团队使用了Geomagic Control X三维检测软件和Geomagic Design X逆向工程软件,整理所获得的3D扫描数据,以便应用于实体3D模型的制作。为了能够尽可能地匹配骨骼的物理属性,这些模型采用108种不同的树脂材料制成,以方便今后的进一步研究。2009年,该团队继续对遗骸的死因、疾病情况、运动能力以及更多的信息进行调查。另外,他们还计划使用一种全新的创新技术来制作全尺寸的身体模型,并为树脂骨骼模型添加人造肌肉与皮肤。3D扫描的强大力量以及3D Systems公司的技术为他们的研究所作出的贡献令他们感到无比兴奋。