浅谈3D技术在重启三星堆考古研究中的应用

浅谈3D技术在重启三星堆考古研究中的应用
发布时间：2021-07-16T03:27:51.970Z 来源：《中国科技人才》2021年第11期作者：章新珏
[导读] 三星堆考古遗址地点坐落于四川省广汉市三星堆镇，是四川盆地目前为止发现规模最大、等级最高的中心性遗址。

1986年，三星堆遗址的考古发现让三星堆文明吸引了全国乃至全世界的目光，后来本着“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的基本原则，我国暂停为了保护文物，暂停挖掘。

东北石油大学黑龙江大庆 163000
摘要：三星堆考古挖掘时隔34年后，于2020年9月5日重启。

在此次三星堆考古挖掘中3D扫描技术和3D打印技术因其无接触式扫描、高精准度记录、高效率作业、降低挖掘成本、个性化定制等天然优势在考古过程中起到了极大的作用。

3D扫描技术全程记录三星堆考古挖掘过程及遗址、文物数据并构建三星堆文物遗址数据库；3D打印技术首次打印硅胶保护套提取珍稀文物，帮助降低对文物的“二次伤害”。

关键词：3D扫描；3D打印；三星堆；文物保护；文物遗址数据库
一.引言
三星堆考古遗址地点坐落于四川省广汉市三星堆镇，是四川盆地目前为止发现规模最大、等级最高的中心性遗址。

1986年，三星堆遗址的考古发现让三星堆文明吸引了全国乃至全世界的目光，后来本着“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的基本原则，我国暂停为了保护文物，暂停挖掘。

时隔34年，三星堆于2020年9月5日重启考古发掘工作。

这次我们之所以能够重启挖掘，主要得益于科学技术的发展。

在此次考古挖掘过程中，考古工作者们采用了3D扫描技术和3D打印技术对三星堆考古挖掘的过程以及三星堆遗址样貌进行记录，并扫描挖了掘出的文物，建立起三星堆文物数据库，对易破损或已破损文物进行保护性提取挖掘。

二.3D扫描与3D打印
（一）3D扫描技术
3D扫描技术是一种融汇了结构光技术、相位测量技术、奥比中光3D视觉技术、复合三维非接触测量技术，从而建立物体三维数字模型的新型黑科技手段。

近些年来，3D扫描技术慢慢渗透进多个领域并取得一定成果，在考古挖掘领域它也展现出了它独特的优势：无需接触式扫描。

因文物埋在地里多年，如果考古工作者再直接对文物进行测绘将极易对文物造成“二次破坏”；高精准度记录。

考古挖掘对于精确度的要求往往比较高而3D扫描因其技术原因，相较于原有的测绘技术对于误差的把控更为精准，在考古挖掘中更具优势；高效率作业。

3D扫描仪器可以不受外界干扰全天候作业，极大地缩短了测量数据记录数据的时间；降低挖掘成本。

3D扫描仪器因其高精准度、高效率等特性可以在一定程度上降低考古工作的成本。

（二）3D打印技术
3D打印技术又被称为增材制造技术，是一种通过计算机控制、运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，进行逐层叠加打印的造物技术。

随着互联网技术的提升、新材料的发明发现，3D打印技术在金属制品制造、航空航天、医疗、时尚设计、建筑、军事等多个领域都证明了它的价值。

3D打印技术具有几大特点：高精度打印。

3D打印技术高度依赖计算机，可以通过计算机建模测量数据然后进行处理；个性化定制。

3D 打印技术可以在计算机上先进行建模绘制，然后根据绘制所得进行立体建模，完全呈现出最终成品的模样，且3D打印成本较低可以根据所需进行个性化定制。

李丽红、王家鑫分析云冈石窟复制过程中3D扫描技术与3D打印技术所起到的作用，指出了3D扫描技术与打印技术在文物复制中的优势及不足0。

杨蕴等分析3D打印技术在陶瓷类文物复制修复过程中的应用，指出了3D打印技术相较于传统修复手法，具有无损、快速、精确等特点0。

葛兆宏将3D打印技术应用于大汶口陶器复制及保护工作中，并认为3D打印技术可以拓展到其他文物领域的复制与修复0。

三.3D技术和三星堆考古研究
（一）3D扫描建立三星堆文物遗址数据库
在曾经的考古过程中，我们会用人工手段将历史遗址、文物尽量精准地测绘出来并记录在册，但因技术受限，所记录的数据存在较大的偏差，对于后续的工作造成了一定的困难。

而且对于文物遗址这些久经风霜的事物而言，传统的记录文物遗址数据的方式，容易对文物
遗址等造成二次伤害。

如今的3D扫描技术，相较于传统的技术具有测速快、精确度高、无需接触实物、使用方便等优势，已经开始逐步取代传统的方法，成为新的考古工具。

在此次三星堆考古挖掘现场，考古人员用3D激光扫描仪全方位的扫描7号“祭祀坑”，并利用扫描所得数据建立该“祭祀坑”的3D模型。

在恒温恒湿的玻璃方舵里，技术人员通过电子显微镜、3D激光扫描仪器、3D摄影建模设备等，不间断地发掘、记录考古过程中细小的遗存现象。

同时各专家还将考古挖掘所得的文物都进行了全面的3D扫描，将文物信息全部记录下来。

在3D扫描之后得出的数据形成局部点云，给未来的考古挖掘工作留样，给文物修复和遗址复原工作提供数据支撑。

（二）3D打印首次进行文物保护应用
铜器在地下掩埋数千年之久，几乎都会有一定程度的损坏，在以往的考古挖掘过程中，通常是在青铜器外层包裹上薄膜、软布等材料，再用石膏进行固定。

这样的操作难免会对本就已经十分脆弱的文物造成二次伤害。

而在这次三星堆文化的挖掘出土过程中，我国首次采用了3D打印技术制作硅胶套，进行文物提取过程中的保护工作。

此次过程中，技术人员先通过三维无接触扫描技术对青铜器进行扫描，然后对所获得的点云数据信息进行修复加工处理，从而建构所需提取的文物的真实三维模型，反复确认模型后，将模型打印成型，再利用这些模型，一对一制作严丝合缝的文物硅胶保护被套。

在提取过程中，将保护套完全贴合文物之后，使用套箱方式进行文物提取
利用3D打印技术进行文物提取过程中的保护工作和以往的方式相比，能够最大限度的减少文物二次毁损的风险，为文物提供最大的保护。

这项新技术的运用，使得此次三星堆考古挖掘文物的提取过程较之前更为顺利，可见科学技术的发展对于考古挖掘、考古研究都有着很大的积极意义。

四.结语
3D扫描技术和3D打印技术以其无需接触式扫描、高精确度记录、高效率作业、降低工作成本、个性化定制、高精度打印等多项优势，在此次三星堆考古挖掘中起到了极大的作用3D扫描技术和3D打印技术的联合运用不仅可以在汽车、金属、军工等行业中发光发亮，还可以推动历史研究，促进文化传承与交流。

科技的发展推动考古研究的进步，相信随着技术手段的不断升级，考古挖掘研究领域一定可以发现、还原更多历史的魅力。

参考文献：
[1]李丽红,王家鑫.浅谈三维激光扫描技术与3D打印技术在云冈石窟复制中的应用[J].经纬天地,2020(05):88-92.
[2]杨蕴.浅谈3D打印技术在陶瓷类文物修复和复制中的应用[J].文物保护与考古科学,2015,27(02):110-113.
[3]葛兆宏. 浅谈3D打印技术在大汶口陶器复制及保护中的应用[D].山东艺术学院,2020.
作者简介：
章新珏（1998-），女，汉族，江西南昌，东北石油大学硕士研究生在读，研究方向：艺术传播。