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挑战杯|彩绘文物高光谱信息留取与虚拟修复技术

挑战杯|彩绘文物高光谱信息留取与虚拟修复技术 遗产数字化与虚拟修复课题组
2019-11-09
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导读:北京建筑大学遗产数字化与虚拟修复团队

第一部分  项目简介

彩绘文物高光谱信息

与虚拟修复技术

文物背景


我国是文物大国,据统计,仅可移动文物数量达1亿余件/套,彩绘文物包括壁画,书画,彩陶等,约占文物总量的三分之一,由于多年的自然和人为因素影响,使文物留存现状堪忧,因此利用现代科学技术更好的为文物保护工作服务迫在眉睫。

高光谱特点

高光谱成像是指能够在350-2500 nm波长范围内获取目标地物的电磁波反射,同时得到图像和光谱信息并进行特征分析的科学技术,因其非接触、“图谱合一”等特点,团队将高光谱技术应用于彩绘文物数字保护,可以更好、更完整的表达彩绘文物的整体信息,为文物保护工作带来了新的选择。

科研成果

导轨式精密升降

十字云台


针对大型壁画采集难的问题,我们设计了导轨式升降精密十字云台,它采用拼接式导轨可以适应不同室内宽度、多节电动推杆适应不同室内高度、双精密丝杠实现十字直线云台,实现了大型壁画的快速、高效数据采集,至今一共采集3600余景高光谱数据。团队在19年6月仅历时一个半月就完成了大小约200平米的壁画采集工作。

彩绘文物数据

管理平台


针对高光谱数据存储空间大,难以管控的问题,团队自主开发彩绘文物数据管理平台,平台可进行用户管理、资源共享、上传下载和移动管理等操作,实现了PC端、移动端的数据管理和安全共享。目前,团队将此平台应用于日常数据管理当中,实现了数据的有序管控。

典型绘画颜料

光谱库


团队分析了30余种矿物颜料的光谱信息,并对其物理化学形式进行了检测。建立了国际上首个典型绘画颜料光谱库,提供了数据下载、数据介绍和数据分析等多方面功能,实现了典型绘画颜料标准光谱的科学研究共享。

成果形式



六图一表



团队以高光谱影像和数字影像作为基础数据,结合文物保护工作实际需求,自主开发算法,为文物保护工作者提供了更加科学、合理的“六图一表”成果报告,使得文物修复有据可依,有章可循。

项目介绍


本团队在吕书强副教授、侯妙乐教授和李爱群教授的指导下,共有八名成员,包括五名在校研究生以及三名本科生。(从2017-2019年将团队关键技术应用于我国5处重点文物保护工程,产生了显著的经济效益)




山西闻喜墓地考古


团队于2018年1月对山西闻喜墓葬(商代)进行了高光谱数据采集。对墓葬的腰坑位置的文字特征进行了文字提取与增强。此项目被评为“2018年十大考古新发现”。




重庆钓鱼台卧佛保护


团队于2018年6月对重庆钓鱼台卧佛进行了数据采集,提取了石刻区域的光谱信息并尝试分析,针对褪色的文字信息进行了增强,为文物保护提供辅助支撑。




山西新石器陶器分析


团队于2019年4月对山西省考古研究所彩陶进行了数据采集,并对其进行PCA变换、信息增强等操作。获取了珍贵的文物光谱,极大程度丰富了光谱库。




青海瞿昙寺壁画修复


团队于2019年6月应用了导轨式升降精密十字云台对青海省瞿昙寺宝光殿的三面壁画进行了数据获取。大幅缩短工期,仅历时1个半月就采集了200余平米的壁画。利用关键技术团队实现了壁画信息提取与虚拟修复。




首博书画科学检测


2019年8月高光谱团队对首都博物馆的10余幅古书画进行了数据采集与处理;包括对所用颜料识别、病害信息的提取以及高光谱图像的虚拟修复。如下图为修复的清代司马钟的《仙鹤芭蕉图》,在一定程度上提高了文物的文化价值。


第二部分  核心技术

第三部分  关于我们


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团队风采



与测绘共舞、与历史对话、与遗产交流。测量足寸间,绘梦于千里,“测绘+文化遗产保护”我们一直在路上,望与您同行。



文化

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遗产数字化与虚拟修复课题组
针对文化遗产研究正面临着信息化时代背景下的留存、修复、重建与社会化应用等一系列重大挑战,本团队率先开展大型复杂文物的数字化保护技术研究,研制成套的文物空间信息提取、虚拟修复、数据管理及展示等工程化应用系统。欢迎意向相投之人的倾情加入。
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遗产数字化与虚拟修复课题组 针对文化遗产研究正面临着信息化时代背景下的留存、修复、重建与社会化应用等一系列重大挑战,本团队率先开展大型复杂文物的数字化保护技术研究,研制成套的文物空间信息提取、虚拟修复、数据管理及展示等工程化应用系统。欢迎意向相投之人的倾情加入。
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