近日,泉州古城花巷傅宅内,鲤城区重要文物保护单位3D建模成果展继续展出。东西塔、府文庙、天后宫、施琅故宅、亭店杨氏民居、安礼逊图书楼,6处极具代表性的全国重点文物保护单位,通过高精度三维扫描和3D打印复刻技术被“搬”进展厅,吸引了一拨又一拨市民前来观展。
泉州网8月25日讯(融媒体记者 张素萍 通讯员 林志福 文/图)近日,泉州古城花巷傅宅内,鲤城区重要文物保护单位3D建模成果展继续展出。东西塔、府文庙、天后宫、施琅故宅、亭店杨氏民居、安礼逊图书楼,6处极具代表性的全国重点文物保护单位,通过高精度三维扫描和3D打印复刻技术被“搬”进展厅,吸引了一拨又一拨市民前来观展。
这场文物数字化展有着怎样的打造过程?6处国保建筑的数字化保护历时多久?毫米级精度的数据采集和3D复刻又是如何实现的?带着这些问题,记者采访展览主办方鲤城区文旅局和3D建模成果展实施单位。

技术人员完成毫米级三维数字建档







历时一年 为6处国保建起“数字档案”
鲤城区作为“宋元中国的世界海洋商贸中心”核心承载地,辖区内府文庙、东西塔、天后宫等国保建筑,是闽南营造技艺与海丝文化的珍贵实物载体。但长期以来,不可移动文物存在“保护难、展示难、普及难”问题,公众观赏距离远、细节看不清、文化理解浅。
“3D打印是一种尝试。”说起项目初衷,鲤城区文旅局副局长黄锦哲给记者举了个例子,“以东西塔为例,游客在现场很难看清每个角落的细节,而通过3D打印模型,可以直观地看到建筑的整体构造,更好地感受古建的魅力”。
进入“十五五”时期,文物数字化已发展为文物资源建档、预防性保护、安全监管和价值传播的重要基础能力。“文物数字化保护,发挥着基础数据底座的作用。”鲤城区文化遗产保护和旅游发展中心副主任林志福介绍,鲤城甄选6处国保单位开展全流程、高标准数字化保护利用,项目从数据采集到3D建模、打印,整整做了一年。
一年里,技术团队用高精度三维激光扫描设备,对6处古建的整体格局、立面风貌、构件结构、石雕纹饰、砖瓦肌理逐一扫描,建起可溯源的文物数字档案。相较于传统拍照、测绘,三维数字化采集能记录肉眼难以察觉的细微病害和工艺痕迹,文物保护从“被动抢修”转向“主动进行预防性保护”。
多技术补位 数据采集精确到毫米级
6处国保古建的数据是怎么采回来的?实施单位负责人何建的回答是:靠“多兵种”协同作业——激光扫描、摄影测量、无人机航拍和人工测量相互补位。
最常用的是三维激光扫描。技术人员在建筑室内外设置多个扫描站点,激光打向建筑表面,再根据往返时间算出每一个点的空间坐标。大量测量点汇聚到一起就是“点云”,经配准、去噪后,可用于后续的建模与分析,能真实还原古建的三维空间结构。
但地面设备有够不着的地方,屋顶、檐口得靠无人机飞上去拍,或者架起脚手架用高清相机拍。设备从不同高度、角度拍下大量重叠照片,软件根据同一部位在照片中的位置变化算出三维形态。斗拱、木雕、石雕、彩画这些近景细部,则换高像素相机凑近了拍,专记纹理和色彩。
真正的难点是设备“看”不到的地方。何建解释,古建里斗拱、榫卯、梁架、瓦作、雕刻层层叠叠、彼此遮挡,斗拱背面、屋檐下方、榫卯里头,激光扫不进去,就要靠人工测量、翻查历史图纸和维修记录,甚至动用内窥检测作为补充。
现场采完不算完,技术人员还要做点云配准、去噪、数据融合,把不同设备的数据拼成完整模型,一旦发现遮挡、重影或数据空洞,就得回现场补测。这种采集精度达到毫米级,古建上肉眼难以察觉的细微病害、工艺痕迹都能被如实记录下来。
存真不臆造 恪守“诚实保留未知”原则
采回来的数据,怎么变成展厅里的立体模型?何建介绍,3D打印复刻分四步:数字采集、模型处理、打印制造、后期上色与装配。采集来的点云数据经配准、去噪、融合后,以三角网格模型输出,表面带着真实纹理和色彩,古建长什么样、细部什么样,都在里面。但这个模型不能直接打印,得先处理成封闭实体,把破洞和重叠面修好,再按打印机尺寸缩放、拆分。还有个容易忽略的细节:古建一缩小,瓦片、窗棂、栏杆、斗拱这些构件可能薄得打不出来,就得适当加厚,尽量保持原比例和视觉特征。
“古建筑数字化既要记录已知内容,也要诚实保留未知内容。”何建告诉记者,古建很少有完整准确的原始图纸,梁柱可能歪了,屋面可能沉了,木构件或许开裂、虫蛀,还带着后期修缮痕迹,再加上结构复杂、遮挡严重,往往要激光扫描、无人机摄影测量、近景拍摄和人工测量多管齐下,才能搭出相对完整的模型。
高科技的加持,让古建的塔檐石雕、斗拱层叠等细节,在毫米级精度的模型上纤毫毕现。黄锦哲表示,此次数字化展陈创新实践,打破了不可移动文物的空间壁垒和展示局限,让静态文物变成可体验、可传播、可传承的动态文化资源。