11、文化遗产应用中的3D - 2D数据融合

文化遗产应用中的3D - 2D数据融合

1. 引言

近年来，文化遗产专家在记录建筑、考古遗址、洞穴或其他大型物体及场景时，有了更多的选择。不同原理的设备各有其创建彩色3D模型的特定工作流程。然而，该领域的专家都清楚，没有一种单一的解决方案适用于所有类型的案例研究。

从近期的文化遗产相关出版物来看，不同团队会根据实际案例的特点和可用预算，选择不同的方法。从低成本的摄影测量法、相对便宜的入门级结构光扫描仪，到更专业的激光雷达（Lidar）扫描仪，甚至昂贵的实验室设备，都在使用范围内。由于野外难以保证严格的实验室条件，且并非所有案例都需要最高精度的结果，所以只要较低质量的结果能满足项目需求，通常会做出一些妥协。

许多研究对各种可用技术进行了比较。目前，大多数工作主要依赖激光或基于结构光的3D扫描仪，或者摄影测量法来获取物体的3D模型。尽管摄影测量法应用广泛，但它也存在明显缺点：需要在无反馈的情况下拍摄大量图像，无法即时验证部分结果，且后期需要在强大的工作站上进行耗时的处理。只有在最终重建完成后，才能验证所捕获的细节水平，如果某些部分拍摄的视角不足，只能重新采集。为解决这些问题，一些研究尝试采用数学定位程序减少所需拍摄的图像数量，确保各区域的高细节水平；还有一些则使用各种软件解决方案，利用从任意位置拍摄的更多图像进行3D重建。对于完全没有纹理的物体，最好的做法是在物体附近或上面放置外部标记。

3D扫描仪通常比用于摄影测量的数码单反相机更昂贵，但由于入门级设备易于使用且价格相对较低，它们正越来越受欢迎。不过，大多数激光雷达扫描仪或一些内置RGB相机的结构光扫描仪，无法为大多数文化遗产应用提供必要的颜色细节。对于这些应用，需要用单独的设备（如全画幅数码单反相机）捕获RGB