元大都遗址文物的自动3D建模

——文物3D建模案例

碰海科技(北京)有限公司

      元大都土城遗址是全国重点文物保护单位 [1],横跨北京市海淀区和朝阳区,全长十余公里,与北京地铁10号线的北段基本重合,在10号线北段的西土城、北土城、安贞门等地铁站下车均可直接到达。在元大都土城遗址上建立的元大都城垣遗址公园,是国家4A级旅游景区,是集历史遗迹保护、市民休闲游憩、改善生态环境、防灾应急避难于一体的有文化历史内涵的现代城市遗址公园[1]。

      在以明清两代文物为主的北京市,元大都遗址的元代文物算是历史较久远的。遗址内的文物大都露天摆放,加之遗址公园面积广大又位于闹市区,留存的文物损毁情况比较严重。

      本案例对元大都遗址内的部分文物进行照片自动建模,即象普通的游客一样,用手机和相机拍下文物的照片或视频,  然后利用我们自主研发的系统软件对照片进行运算,自动生成文物的3D模型。图1是文物的部分照片。

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图1  用来做文物自动3D建模的部分照片

      拍照的过程中,由于光线比较强烈,加之周围的树木等物体的阴影影响,使文物表面的光影变化比较大。这可能导致软件自动计算出来的3D模型存在部分三角面片不完整的情况。解决方法很简单,可以对不完整的部分进行补拍,并对补拍的部分进行自动建模;最后将第一次生成的3D模型和后来补拍的3D模型自动融合在一起,形成完整的3D模型,如图2所示。

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图2  自动3D重建的结果