一种大型文物三维建模方法与流程

本发明涉及三维建模技术领域，尤其涉及一种大型文物三维建模方法。

背景技术：

文物是人类在社会活动中遗留下来的具有历史、艺术、科学价值的遗物和遗迹。它是人类宝贵的历史文化遗产。文物是指具体的物质遗存，它的基本特征是：第一，必须是由人类创造的，或者是与人类活动有关的；第二，必须是已经成为历史的过去，不可能再重新创造的。目前，各个国家对文物的称谓并不一致，其所指涵义和范围也不尽相同，因而迄今尚未形成一个对文物共同确认的统一定义。三维模型是物体的多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，也可以是虚构的物体。任何物理自然界存在的东西都可以用三维模型表示。

由于文物自身的脆弱性，常常采用三维建模技术对文物进行数字存档，数字文物技术不仅可以对珍贵文物的基础数据进行永久的保存，还能够为文物专家和广大文物爱好者公共研究、交流提供了可能性，但是现在通常是工作人员手持三维扫描仪对文物采集数据，但是针对大型文物来说，人工操作费时费力，而且采集的数据不准确，造成大型文物三维建模的准确性不高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种大型文物三维建模方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种大型文物三维建模方法，包括以下步骤：

s1、大型文物的基础处理：工作人员利用专业工具将大型文物表面打扫清理干净，若大型文物表面有损伤或者是缺口，则执行s2；若大型文物表面没有损伤或者是缺口，则执行s3；

s2、大型文物的复原：针对有缺口的大型文物，工作人员利用专业的工具对大型文物表面进行修补，针对有损伤的大型文物，工作人员查阅浏览与该大型文物相关的历史资料，工作人员再利用专业的工具将有损伤的大型文物进行修复，使得大型文物更加的完整；

s3、数据采集：将复原后的大型文物放置在能够自动缓慢转动的大型文物放置板，并且将大型文物固定在大型文物放置板上，在大型文物放置板一侧的底面上竖直放置一个自动升降装置，将数据采集装置固定在自动升降装置的顶部，在自动升降装置和能够自动缓慢转动的大型文物放置板的共同作用下，能够对大型文物进行更加全方位的基础数据的采集；

s4、数据的提取：数据采集装置采集到的大型文物的基础数据通过导线输送到计算机上，再利用三维建模软件对大型文物的基础数据按照三维坐标的方式提取各个数据点；

s5、数据预处理：利用三维建模软件对大型文物提取的各个数据点进行预处理，将与大型文物自身无关的数据点删除，只保留与大型文物自身有关的数据点；

s6、构建大型文物的几何模型：利用三维建模软件先获取待建模区域的大型文物的众多点云，也即是大型文物的有效数据点，根据大型文物不同区域的众多点云来勾勒出几何边框，由众多点云勾勒出的多个几何边框共同组成网格，然后将大型文物的几何边框与数字表面模型数据和数字正射影像数据进行配准和套合，完成大型文物的网格模型的建立；

s7、提取大型文物的纹理：对数据采集装置拍摄到的大型文物的图像进行筛选，挑选出最清晰的图像来进行加工处理，选取最佳的数据来作为大型文物建模用的纹理；

s8、大型文物的三维模型建立：将大型文物的顶面和侧面的纹理分别映射到该大型文物的网格模型上，然后检查判断该大型文物的三维模型是否需要修改，确保大型文物的三维模型的准确性。

优选的，在s3步骤中，自动缓慢转动的大型文物放置板的驱动装置为电机，自动升降装置为多节电动伸缩杆，数据采集装置为三维扫描仪，且三维扫描仪的摄像口对着大型文物的方向。

优选的，在s6步骤中，点云包括三维坐标、激光发射强度和颜色信息。

优选的，在步骤s5中，利用三维建模软件对大型文物的基础数据进行处理，依次获取待建模区域的数字表面模型数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据,针对有过修补的大型文物，需要将大型文物修补处提取到的数据点删除，避免对大型文物三维建模的纹理提取造成影响。

优选的，在s3步骤中，大型文物通过绳子固定在大型文物放置板上，在步骤s5中，与大型文物自身无关的基础数据包括大型文物放置板的相关数据和固定大型文物所用绳子的相关数据。

本发明提出的一种大型文物三维建模方法，有益效果在于：本发明节省人力，建模效率高，而且建模效率好，能够很好地对大型的文物进行建模。

附图说明

图1为本发明提出的一种大型文物三维建模方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1，一种大型文物三维建模方法,包括以下步骤：

s1、大型文物的基础处理：工作人员利用专业工具将大型文物表面打扫清理干净，若大型文物表面有损伤或者是缺口，则执行s2；若大型文物表面没有损伤或者是缺口，则执行s3；

s2、大型文物的复原：针对有缺口的大型文物，工作人员利用专业的工具对大型文物表面进行修补，针对有损伤的大型文物，工作人员查阅浏览与该大型文物相关的历史资料，工作人员再利用专业的工具将有损伤的大型文物进行修复，使得大型文物更加的完整；

s3、数据采集：将复原后的大型文物放置在能够自动缓慢转动的大型文物放置板，并且将大型文物固定在大型文物放置板上，在大型文物放置板一侧的底面上竖直放置一个自动升降装置，将数据采集装置固定在自动升降装置的顶部，在自动升降装置和能够自动缓慢转动的大型文物放置板的共同作用下，能够对大型文物进行更加全方位的基础数据的采集；

s4、数据的提取：数据采集装置采集到的大型文物的基础数据通过导线输送到计算机上，再利用三维建模软件对大型文物的基础数据按照三维坐标的方式提取各个数据点；

s5、数据预处理：利用三维建模软件对大型文物提取的各个数据点进行预处理，将与大型文物自身无关的数据点删除，只保留与大型文物自身有关的数据点；

s6、构建大型文物的几何模型：利用三维建模软件先获取待建模区域的大型文物的众多点云，也即是大型文物的有效数据点，根据大型文物不同区域的众多点云来勾勒出几何边框，由众多点云勾勒出的多个几何边框共同组成网格，然后将大型文物的几何边框与数字表面模型数据和数字正射影像数据进行配准和套合，完成大型文物的网格模型的建立；

s7、提取大型文物的纹理：对数据采集装置拍摄到的大型文物的图像进行筛选，挑选出最清晰的图像来进行加工处理，选取最佳的数据来作为大型文物建模用的纹理；

s8、大型文物的三维模型建立：将大型文物的顶面和侧面的纹理分别映射到该大型文物的网格模型上，然后检查判断该大型文物的三维模型是否需要修改，确保大型文物的三维模型的准确性。

在s3步骤中，自动缓慢转动的大型文物放置板的驱动装置为电机，自动升降装置为多节电动伸缩杆，数据采集装置为三维扫描仪，且三维扫描仪的摄像口对着大型文物的方向，在s3步骤中，大型文物通过绳子固定在大型文物放置板上，在步骤s4中，与大型文物自身无关的基础数据包括大型文物放置板的相关数据和固定大型文物所用绳子的相关数据。

在s6步骤中，点云包括三维坐标、激光发射强度和颜色信息。

在步骤s5中，利用三维建模软件对大型文物的基础数据进行处理，依次获取待建模区域的数字表面模型数据、数字高程模型数据和数字正射影像数据,针对有过修补的大型文物，需要将大型文物修补处提取到的数据点删除，避免对大型文物三维建模的纹理提取造成影响。

在s3步骤中，大型文物通过绳子固定在大型文物放置板上，在步骤s5中，与大型文物自身无关的基础数据包括大型文物放置板的相关数据和固定大型文物所用绳子的相关数据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。