瀏覽量：340
3D掃描儀
挑戰：為澳大利亞悉尼出土的19世紀船只進行數字化工作，修復后在澳大利亞國家海洋博物館完整展出。
解決方案：Artec Eva, Artec Studio, Rhino, 3D打印
效果：已完成船只全身掃描。目前正在對其進行化學處理，最終合成為3D模型，并進行等比例3D打印，待木材到位，即可恢復完整原貌。
海洋考古學家Renee Malliaros掃描Barangaroo號內部船體木板層的船木。木材被懸掛在有著獨立且不同幾何與紋理的平臺橫梁上。[供圖：Heather Berry/Silentworld基金會；版權所有：悉尼地鐵2019]
要是聽說澳大利亞出現了什么新鮮事，想必很多人第一個猜到的就是那些順利跑進城區、機敏狡猾的哺乳動物，或者大到嚇人、離得越遠越好的超大蜘蛛。
但這一次的新鮮事，主角卻是一艘船。
“這是悉尼地鐵公司在悉尼城市各個地方正在進行的開發項目之一”，項目經理Irini Malliaros說道。同時，她也是Silentworld基金會的海洋考古學家，基金會是一個專注于海洋考古、歷史、文化、遺跡的澳大利亞非營利組織。這片特殊的圍墾區，將來將會成為Barangaroo地鐵站，團隊在這里發現了原來的造船廠。該地區以Barangaroo命名，這是Cammeraygal部落的一位原住民婦女，在歐洲殖民時期，是一名強大的領導者。“所以，他們發現了各種與海洋相關的物品，” Malliaros說道，“其中還包括一艘小船。”
Barangaroo號是在一片圍墾區的造船廠附近發現的。人們認為，這艘船是在退役前被拉上岸的，直到悉尼地鐵為新建Barangaroo站進行挖建工作時才被發現。[供圖/版權所有：Renee Malliaros/Silentworld基金會]
這艘船大約是1820年左右被發現的，當時，人們還討論了很久，該如何挖出來，是整艘一起挖，還是一塊一塊挖？
“最后，人們認為還是把船拆散一塊塊取出，并做好記錄，包裹后儲存在冷藏集裝箱內運輸，會更安全，” Malliaros解釋道。“（所以現在）有了這艘12乘3-3.5米長的船，目前只有碎片，放在水箱里，被保存在悉尼地鐵的保護裝置中。 ”
現在，他們的任務就是要想個方式，為這艘船完成數字化工作，盡可能收集船只信息，完成數字形象，同時將原物進行相應處理，用于展出。而負責數字化工作的掃描儀正是Artec Eva。
“過去幾年，我和Renee交流了很多很多次，沉船抵達后，就去拜訪過他們，”埃太科金牌授權經銷商Thinglab三維掃描主管Ben說道。
“這是一個特別有趣、讓人興奮的項目；不僅因為這是人類挖掘出來的澳洲殖民時期古老的船只，同時，也因為我們的處理方式。通過Eva記錄船只每個部分，再用數字方式重建，非常炫酷。”
木板掃描
這樣一項細致又復雜的項目，肯定需要專業人士的參與。這種情況下，比利時的3D專家、海洋考古學家Thomas Van Damme飛到澳洲，進行團隊培訓，他也參與了船只木材的數字化記錄工作。
完成一份掃描后，Thomas van Damme（左）正在演示掃描處理。Thomas培訓了4名海洋考古學家，來協助Barangaroo號船只項目。在澳洲，人們從未采用這種方式記錄過沉船。[圖像版權：悉尼地鐵，2019]
依托Van Damme的專業技術和Eva，掃描工作得以順利進行，特別是和老方法相比，速度飛快。例如接觸式三維追蹤法，每一條邊的處理都要花上幾個小時，再比如二維圖紙，雖然很便宜，但相當耗時，且不準確。
“一些（典型的）接觸式三維法，只能追蹤考古學家眼中認為的重要特征，必然會忽略很多其他細節，”Van Damme說道。“而Artec Eva呈現的是木材真實的3D形象，既包括幾何也包括色彩。”
Artec Eva是埃太科明星產品，并非浪得虛名——質量輕巧，便于攜帶，功能豐富，非常適合用于制作精準的帶紋理三維掃描。如需掃描科教、藝術、設計等領域的中小型物體，結構光科技掃描儀Eva適合掃描幾乎一切物體，無論是半身像還是本項目中擁有200年歷史的船只。
Thomas van Damme演示如何掃描Barangaroo船只上又長又薄的木板。木板平放在桌上時，這些細邊的捕獲并不容易，所以團隊設計了一個懸掛系統來解決這一問題。[圖片：Renee Malliaros/Silentworld基金會；版權所有：悉尼，2019]
三維捕獲過程中，Eva的效率至關重要。
“使用Artec Eva掃描，有些木材非常小，我只要圍著它們掃一遍，翻個面再掃一遍，就搞定了，” Malliaros說道。“我當時因為來回走動非常快，都感到頭暈了！”
因為這些木材都是按照原來的樣子，或者說被發現時的樣子存放的，所以打開后，需要盡快記錄下木材的情況，然而，這些木材有近300塊。
“木材打開后會被放入水中恢復，因此，外形可能會發生變化。我們必須盡快完成，而且必須精準無誤，” Malliaros說道。
Renee Malliaros采用了Thomas van Damme的方法。多次測試表明，用透明管將木材懸掛在有不同幾何/紋理的平臺上，最終的處理效果好，可以在短時間內完成精準的3D模型。[圖片版權：悉尼地鐵，2019]
對于一些較大的部件，同樣也是船只重要的基本部件，如龍骨，掃描時間長達15分鐘，有些比較薄部位，如木板，會被懸掛起來，確保一次完成。
“捕獲過程既快又好！” Malliaros回憶道。“我使用了實時融合，就像我在邊走邊畫一樣的感覺。”
掃描處理
在Artec Studio software中處理完掃描數據后，3D模型被導出至建模軟件Rhino中，對主要特征進行重點加工。
“主要特征的加工非常重要，這些特征包括工具印記、釘孔圖案、紋理方向、壓縮痕跡等等。因為這些特征對于今后的工作而言至關重要，” Malliaros說道，他還表示，船只結構與周圍沉積物的科學分析也正在進行當中。
木材掃描通過Artec Studio被處理成干凈的3D模型，考古學家可在Rhino中仔細觀察，補充注釋，記錄每件作品的詳細信息。[圖片版權：悉尼地鐵，2019 ]
“（三維掃描和處理）相當簡單，而且過程令人滿意，符合人體工學，”Van Damme說道。“很快就有了數字水密模型，不用追蹤每條邊，有了Rhino，還能迅速為每部分制作二維圖像（用于存檔記錄）。”
有了這樣的工藝，項目一個月內就完成了。若是采用以往的追蹤法，很有可能要花一年。
Barangaroo號的大日子
這艘船還在進行保護處理，即使用液態蠟代替木材中的水分，這種方法同樣被用于英格蘭的瑪麗玫瑰號和瑞典的瓦薩號。與此同時，人們還在為它的凱旋做準備，希望為它在澳大利亞國家海洋博物館找到新家，該博物館從項目初期就一直提供支持。
“在約克考古基金會監管維護員Ian Panter的建議下，Barangaroo號現在正在進行化學處理，可能要浸泡處理數月，明年才結束，”Malliaros說道。“到時再檢查效果如何。”隨后，木材會被分批放入冷凍干燥器。木材干燥后，進行清洗和護理工作，預計重建工作將在2-3年后進行。
“處理船只原物前，還會進行一次試驗，看看各部位如何組裝起來，需要什么樣的支架系統，” Malliaros表示。
為實現這一點，在博物館拼搭木船之前，必須先根據3D模型對各部位進行等比例3D打印。“到時會有有一套類似拼圖的船只縮放模型，一旦各部位契合，那就直接‘動真格’，拼真的部件。”
2019 Barangaroo記錄維護團隊成員。從左往右：Ian Panter（監管維護員-約克考古基金會）, Renee Malliaros（項目經理–Silentworld基金會），Ron Turner（2019 項目經理– 悉尼地鐵），Paul Hundley（資深海洋考古學家–Silentworld基金會），Heather Berry（助理維護員 – Silentworld基金會），James Hunter（海洋考古學家– 澳大利亞國家海洋博物館），Kieran Hosty（海洋考古學家 – 澳大利亞國家海洋博物館）和Thomas van Damme（三維掃描專家– Ubi3D）
海上游記
除了Barangaroo號，Malliaros還為其他三艘沉船（或部分船體）進行了掃描，所以總共發現并掃描了四艘船。今后，埃太科解決方案會繼續參與這類項目。
“我們期待能進一步合作，協助基金會發掘埃太科系列產品的優勢和價值，”Myers表示。“我們很榮幸能盡綿薄之力，協助Silentworld基金會記錄使用3D數據。”
為了讓世人欣賞這艘年代久遠的船只，團隊做了大量工作，輪船背后的歷史故事，讓人們浮想聯翩。
比如，Barangaroo盡管不是一艘商船，但卻造得十分結實，可能整天往返穿行，忙著擺渡，甚至還有可能沿著海岸線附近，提供短途旅行。
“這艘船讓我們窺探到了當時那個年代的社會經濟環境，”Malliaros說道。
“（這艘船的主人）想必一定很重視，看看它造得多好，肯定得靠它生活。這艘船看起來也用了很久，一定對主人而言非常重要。”
寫到這兒，不禁好奇，當主人在幾個世紀后見到這簡陋卻堅固的船只，不僅有工程平面圖，還煥然一新，找到了全新歸宿，不知是否會頗為感動呢？
語言選擇
