心得体会：数字化技术在文物保护中的应用(最新)

心得体会：数字化技术在文物保护中的应用（最新）

我们今天面对的是一个数字化的时代，几乎社会的每一个领域都受到信息时代的同化。数字化技术已广泛应用到生产和生活的各个方面，现已成为科学研究的重要工具。数字化技术应用于文物保护领域的研究始于20世纪50年代，美国学者首次把数字化技术中的计算机技术应用于民族部落研究。此后，数字化技术在文物保护领域逐步得到应用。20世纪70年代后期，我国学者开始将数字化技术应用于文物保护领域的研究。

文物是不可再生资源，出土文物能够很好地反映历史的真实性，是研究历史的重要凭据，是了解古人生活状态的根据。然而，在经过漫长的岁月，经历风吹、日晒或长埋地下的洗礼之后，文物或者有破损，或者变得脆弱。文物保护的最终目的是最大程度地维持文物的状态，延长其寿命，在保护好文物的同时，又不会影响文物的展示以及专家们对文物的研究、修复等工作。文物的数字化保护技术的出现，为文物保护开辟了新的途径。我国的文物资源丰富，但传统的文物古迹

保护方法受到温度、湿度、光照、辐射等诸多外在因素的威胁，主要依赖于限制旅游人数、加大保护力度、法律等手段，数字博物馆技术的发展使得人们能够在计算机上身临其境的参观和欣赏这些文物古迹，同时也能够起到更好的保护。传统的文物修复技术则主要停留在手工操作上，很大程度上依赖于文物修复者的素质。通过应用数字化的辅助修复技术，再进行人工处理，可以使得修复效果更好，更好的维持文物的状态。

一数字化技术

数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备，来表达、传输和处理所有信息的技术。数字化技术一般包括数据编码、数据压缩、数据传输、数据调制与解调等技术。数字化技术是信息技术的核心，信息的媒体有多种，如声音、语言和图像等。这些信息媒体存在着共同的问题：一是信息量太小；二是难以交换、交流。数字化技术的实现，使这些问题迎刃而解。无论是声音、语言还是图像都使用0和1两个数字编码来表达、传输和处理，到了终端再进行还原。

文物信息包括文物的本体数据、业务管理信息和研究成果等，通过数字化技术将文物信息存储在照片、录音带、光盘等形式的载体中，对于实现更广泛的资源共享和藏品保护具有特殊的意义。这里主要介绍数据压缩和三维扫描两种数字化技术。

1.数据压缩技术

数据之所以能被压缩，就是因为数据中存在着冗余。信息理论认为：若信源编码的熵大于信源的实际熵，该信源中一定存在冗余度。去掉冗余不会减少信息量，仍可原样恢复数据；但若减少了熵，数据则不能完全恢复。不过在允许的范围内损失一定的熵，数据仍然可以近似恢复。数据压缩方法一般可分为两种：无损压缩和有损压缩。

无损压缩是利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引入任何失真，但压缩率受到统计冗余度的限制。常用的无损压缩算法有霍夫曼（Huffman）算法和LZW（Lenpel-Ziv & Welch）压缩算法。有损压缩则是利用了人类视觉和听觉器官对图像或声音中的某些频率成分不敏感的特性，允许在压缩过程中损失一定的信息。虽然不能完全恢复原始数据，但是所损失的部分对

理解原始图像或声音影响较小，却换来了较大的压缩比。有损压缩广泛应用于语言、图像和视频数据的压缩。常用的有损压缩方法有PCM（脉冲编码调制）、预测编码、变换编码、插值和外推法等等。

（一）音频压缩技术。是指降低信号动态以滤除噪声和避免动态过大的失真，通过不同的计算方式、忽略人耳不易察觉的频段、或通过制造听觉上的错觉，从而大幅度降低音频数据的数量，却令音质基本不变甚至更好。常见的音频压缩格式有MP3、WMA、OGG、MP4等等。其中MP3（MPEG Audio Layer-3）是目前最普及的音频压缩格式，是典型的有损压缩，它能在音质丢失很小的情况下把文件压缩到每分钟1MB左右的大小。MP3的压缩率一般为1:10～1:12。WMA （Windows Media Audio）格式来自微软，它的音质要强于MP3格式，它是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的。WMA的压缩率一般可以达到1:18左右。

（二）静态图像压缩技术。主要是对空间信息进行压缩，目的是在满足一定图像质量的前提下，缩小图像文件所占用的存储空间，从而减小存储容量。常见的图像格式有JPEG、GIF、PNG、TIFF等等。其中JPEG（Joint Photograph Experts

Group）即联合图像专家组规范是最常用的图像文件格式，是一种压缩比很大的有损压缩。它是由ISO（国际标准化组织）和CCITT（国际电话电报咨询委员会）于1991年3月联合制定的，适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像的压缩。

（三）运动图像的数据压缩。运动图像即静止图像的连续播放状态，其压缩目标是在尽可能保证视觉效果的前途下减少视频数据率。常见的视频格式有MPEG、RMVB、JVT等等。其中MPEG（Moving Pictures Experts Group）即运动图像专家组规范是由ISO（国际标准化组织）和CCITT（国际电话电报咨询委员会）于1988年联合制定的，主要用来研究数字存储媒体上的活动图像及其伴音的编码表示。

2.三维扫描技术

三维扫描就是测量有形物体表面的三维坐标数据，而每一个数据都带有相应的X、Y、Z坐标数值，这些数据集合起来形成的点云（Point cloud），就能构成物体表面的特征。三维扫描技术可以对文物的现状进行三维数值量化，准确记录文物的现状，是文物数字化的重要技术，也是文物信息保存与存档的重要手段。

三维扫描技术主要分为接触式和非接触式。其中接触式扫描仪在扫描过程中需要接触物体，而非接触式不需要接触物体，在对文物进行三维扫描时是不允许接触文物的，所以在文物三维数字化应用中，主要使用非接触式三维扫描系统。三维扫描技术在文物保护方面应用的例子有很多，国外最为著名的有斯坦福大学“米开朗琪罗项目”，该项目将包括著名的大卫雕像在内的10座雕塑数字化，其中大卫雕像模型包括2亿个面片和7000幅彩色照片；国内的项目主要有浙江大学开发的敦煌石窟虚拟漫游和壁画复原系统；秦兵马俑博物馆与西安四维航测遥感中心合作的“秦俑博物馆二号坑遗址三维数字建模”项目等。

二文物资料的存储、组织和管理

通过一系列的数字化技术，可以将文物资料以文字、图片、音频、动画等多种多媒体介质进行保存，于是文物资料的存储、组织和管理就显得尤为重要。图（1）为文物数据资料存储与管理系统的架构图。

底层数据库的建立需要根据文物数据的数据类型，以及文物数据的特点设计元数据，并对元数据进行分析后建立数据表项。元数据的设计要根据都柏林核心元数据标准、《博物馆藏品信息指标著录规范》、《馆藏文物档案填写说明》以