三维激光扫描技术在云冈石窟中的应用

近年来，云冈研究院利用数字化技术进行文物保护和文化传承的研究与实践，逐步形成了以三维激光扫描和数字图像摄影测量技术为技术路线，借助高像素数码相机、三维激光扫描仪、航测级无人机等专业设备仪器获取文物本体的三维数据信息，并通过数字云冈核心机房建立以三维GIS平台的文物数字资源信息管理平台，解决了高浮雕石质文物的数字化信息获取、高精度文物数据存储和不可移动文物展示等技术难题，在建立石窟寺数字档案、文物展示、考古研究、文物修复保护及综合管理等方面取得重大成就。

三维激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项技术，是一种利用激光脉冲对物体表面进行扫描从而获取其表面特征信息的技术。它适用于中近距离的宽场景、大物体的快速高精度扫描，可深入复杂的环境进行扫描与测量，目前已广泛应用于各行各业，在文物保护领域同样得以应用，无接触式的测量避免了手工测量对文物造成的损害，具有作业过程简易、测绘速度快、数据精度高、适用范围大等诸多优点。通过三维激光扫描技术得到的模型不仅比例尺寸准确无误并且较之人工测量有更多的文物信息体现其中，这样的测量精度是人工测量所远不能及的。

云冈石窟的数字化研究工作起步于2003年，随后云冈研究院积极与国内高校和各科研院所展开合作。在2005年，云冈石窟外立面采集完成，完成了云冈石窟第一张厘米级精度的外立面正射影像图，绘制出了第一张外立面线图，这是中国石窟寺第一张完整的外立面正射影像图。经过多年的研究、攻关，现已基本解决了云冈石窟数字化采集难题，完成了第3、12、13、18、20、38、39等部分典型洞窟的数字化高保真记录工作，获得了可调整视角、可量测、毫米级精度的洞窟点云数据档案。三维激光扫描与石窟保护相结合，通过数字化技术所获取的正射影像图、剖面图等数字化图件，对文物保护的设计、施工都具有重要的意义。

在活化利用方面，基于三维激光扫描技术所衍生的成果还可进行石窟原比例3D打印复制与VR活化展示。云冈第18窟多人VR互动展示在南昌2019世界VR产业大会成功展出，沉浸式、交互性、多视角的体验博得了大众一致好评。2017年，通过3D打印技术，云冈石窟第3窟原比例复制窟落户青岛城市传媒广场，现已成为青岛中小学生教育基地。随后云冈石窟第12窟原比例复制窟实现了积木化可拆装式的移动展示，2020年9月在浙江大学艺术与考古博物馆开启了“行走世界”的第一步，同年年底，又“移步”到了上海宝龙美术馆，开启了“行走世界”的第二站，复制的洞窟已经成为云冈石窟艺术巡展的重要内容，对宣传云冈石窟起到了巨大作用，既实现了大型文物的可移动展示，也让更多游客和学者领略文物背后的中华文化，真正做到了让文物“活起来，走出去！”

经过近十年探索，云冈研究院已形成了符合自身需求的数字化体系，在文物数字化应用领域的道路上，云冈研究院会不遗余力，加大不可移动文物数字化保护力度，加快云冈石窟智慧景区建设，提升数字化服务质量，更好地让游客领略云冈石窟博大精深的文化。