3维扫描仪在文化遗产中的应用

一个3D扫描仪可以根据许多不同的技术，各有其自身的局限性，优点和成本。仍然存在许多可以数字化的对象类型的限制。例如，光学技术在发亮，反射或透明的物体上可能会遇到很多困难。例如，工业计算机断层扫描和三维扫描技术可用于构建数字3D模型，而无需进行破坏性测试。

收集的3D数据可用于多种应用程序。这些设备已被娱乐业广泛用于电影和视频游戏（包括虚拟现实）的生产中。该技术的其他常见应用包括增强现实，运动捕捉，手势识别，机器人绘图，工业设计，矫正和假肢，逆向工程和原型，质量控制/检查和数字化文化文物。

3维扫描仪与相机具有一些共同特征。像大多数相机一样，它们具有圆锥形的视场，并且像相机一样，它们只能收集有关未被遮挡的表面的信息。相机收集有关其视场内表面的颜色信息时，利用3维扫描仪可以收集有关其视场内表面的距离信息。 3D扫描仪产生的“图片”描述了图片中每个点到表面的距离。这允许识别图片中每个点的三维位置。

在大多数情况下，单次扫描不会产生完整的对象模型。通常需要从许多不同方向进行多次扫描，甚至数百次，以获取有关对象各个方面的信息。这些扫描必须引入一个通用的参考系统中，该过程通常称为对齐或配准，然后合并以创建完整的3D模型。从单一范围图到整个模型的整个过程通常称为3D扫描管道。

三维扫描技术在文化遗产中的应用：

通过扫描历史遗迹和文物进行了许多研究项目，既用于记录目的，也用于分析目的。

三维扫描技术和3D打印技术的结合使用，可以在不使用传统石膏浇铸技术的情况下复制真实对象，这在许多情况下可能过于侵入性，无法在珍贵或精致的文化遗产文物上进行。在典型应用场景的示例中，使用3D扫描仪以数字方式获取了石像鬼模型，并使用MeshLab处理了生成的3D数据。将生成的数字3D模型输入到快速成型机中，以创建原始对象的真实树脂副本。

米开朗基罗：1999年，两个不同的研究小组开始扫描米开朗基罗的雕像。斯坦福大学与马克·勒沃伊（ Marc Levoy）领导的小组使用了由Cyberware制造的定制激光三维扫描仪来扫描佛罗伦萨的米开朗基罗雕像，特别是大卫，普里焦尼和美第奇教堂的四个雕像。扫描产生的数据点密度为每0.25毫米一个样本，其细节足以看到米开朗基罗的凿痕。这些详细的扫描产生了大量数据（最大32 GB），并且从他的扫描中处理数据花了5个月的时间。大约在同一时期，由H. Rushmeier和F. Bernardini 领导的IBM研究小组对佛罗伦萨的Pietà获取几何和颜色细节。斯坦福大学扫描活动的数字模型在2004年随后的雕像修复中得到了彻底使用。

蒙蒂塞洛：2002年，David Luebke等人。扫描了托马斯·杰斐逊的《蒙蒂塞洛》。使用了商业飞行激光扫描仪DeltaSphere 3000。激光三维扫描仪数据随后与数字照片中的彩色数据相结合，创建了虚拟蒙蒂塞洛，杰斐逊的内阁于2003年在新奥尔良艺术博物馆展出。虚拟蒙蒂塞洛的展览模拟了一个观察杰斐逊图书馆的窗户。展览包括在墙上的背投显示器和一副用于观看者的立体眼镜。眼镜与偏光投影仪结合使用可提供3D效果。眼镜上的位置跟踪硬件使显示器可以随着观看者的移动而适应，从而产生一种幻象，即显示器实际上是看着杰斐逊图书馆的墙壁上的一个洞。杰斐逊的内阁的陈列品是杰斐逊内阁的障碍物立体图（本质上是一个非有源全息图，看起来从不同角度来看都不同）。

楔形文字片：楔形文字片剂的第一个3D模型是在2000年在德国获得的。2003年，所谓的Digital Hammurabi项目通过激光三维扫描仪使用分辨率为0.025毫米（0.00098英寸）的规则网格图案获得了楔形文字的片剂。2009年，海德堡大学使用高分辨率3D扫描仪进行平板电脑收购，GigaMesh软件框架的开发开始可视化并从3D模型中提取楔形文字。用于处理ca。2.000三维数字化的片剂希尔普雷希特收集在耶拿创建CC Access 许可下免费提供的平板电脑3D模型的Open Access基准数据集和带注释的集合。

卡苏比墓：2009年CyArk 3D扫描项目在乌干达历史悠久的卡苏比墓葬上被联合国教科文组织列为世界遗产，使用Leica HDS 4500，绘制了详细的建筑模型Muzibu Azaala Mpanga，这是乌干达卡巴卡斯国王墓群中的主要建筑。2010年3月16日发生的大火烧毁了Muzibu Azaala Mpanga的大部分建筑物，重建工作可能会严重依赖3D扫描任务产生的数据集。

“ Plastico di Roma antica”：2005年，Gabriele Guidi等人。扫描了上个世纪创建的罗马模型“ Plastico di Roma antica”。三角测量法和飞行时间法都不能满足该项目的要求，因为要扫描的物品既大又包含小细节。但是，他们发现，调制光扫描仪能够提供扫描模型尺寸大小的物体的能力以及所需的精度。调制光扫描仪辅以三角扫描仪，该扫描仪用于扫描模型的某些部分。

其他项目：佩特里埃及考古博物馆的3D遭遇项目旨在使用3D激光扫描来创建高质量的人工制品3D图像库，并启用脆弱的埃及人工制品的数字旅行展览，英国文化遗产协会已广泛使用3D激光扫描技术进行了研究应用范围，以获得考古和条件数据，以及国家保护中心在利物浦也产生佣金的激光三维扫描仪，包括便携式对象和考古遗址原位扫描。史密森学会（Smithsonian Institution）有一个名为Smithsonian X 3D的项目他们尝试扫描的3D对象类型广泛。其中包括昆虫和花朵等小物体，如阿米莉亚·埃哈特（Amelia Earhart）的飞行服等人大小的物体，如费城机动船（Gunboat Philadelphia）等房间大小的物体，以及印度尼西亚的亮布（Liang Bua）等历史遗迹。还要注意的是，这些扫描的数据已免费提供给公众，并可以几种数据格式下载。