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柏林的博物馆以独特方式应用3D打印和扫描技术
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2014-08-13 15:16:18 来源： 湖南省博物馆 作者：陈双双
博物馆借助3D技术来解决它们所面临的众多策展和阐释难题。实际上，许多博物馆还不具备3D扫描仪、打印机和相关设备，唯一的原因是资金短缺而并非管理者摈弃对技术的应用。
对观众、学者以及博物馆员工而言，3D技术能够大大提升他们的博物馆体验，具有巨大潜力。最近，柏林工业大学数学研究所的两位研究人员哈特穆特•史基万特和约阿希姆•魏因霍尔德发表了一篇论文，探讨该研究所与柏林地区的博物馆组成的一种独特机构组合：通过他们的3D实验室，该研究所为柏林地区的博物馆提供支持。
柏林工业大学数学研究所成立于2004年，他们研究的途径十分独特，他们强调跨学科研究，即把精美艺术和建筑与现代数学研究融为一体，从而推动现代数学研究的发展。2005年，该研究所获得欧洲区域发展基金的拨款，用于购买3D打印和扫描设备，并创建很多配套设施，包括：石膏打印机、FDM（工艺熔融沉积制造）打印机、聚酰胺SLS系统、一个静态与动态的立体浸染式投影系统和一台3D扫描仪。
针对那些脆弱、易碎但又具有重大研究价值的藏品，博物馆一般都会制作复制品，这一做法十分普遍。位于柏林的埃及博物馆收藏了一件小型雕塑——埃及皇后泰伊，雕塑配有一个皇冠，雕刻的是两根羽毛。泰伊的丈夫是阿曼赫普三世，她的儿子是埃及法老阿肯纳顿，所以在古埃及历史上，皇后泰伊是一位举足轻重的女性。
这座美丽的雕塑创作于大约公元前1355年。在20世纪60年代，人们使用明胶铸造（gelatin casting）技术，制作了一件雕塑头像的复制品。但是，当时馆员并不知道雕塑配有皇冠，后来才找到它的皇冠，所以皇冠一直没有复制品。如果依然采用上述技术进行仿制，则肯定会严重破坏原物件，因为皇冠比头像更加脆弱。
柏林的埃及博物馆与柏林工业大学数学研究所共同合作，首先扫描皇冠，然后打印出一件3D复制品。利用扫描和打印技术来创建复制品，不会对原物件造成任何损坏，从而规避模制方法中所存在的风险。
同样，在柏林的这座埃及博物馆内，研究人员运用该技术来解决埃及法老阿肯纳顿半身雕像的问题。博物馆人员曾经多次修复该雕塑，但都造成不同程度的损伤。如今，研究人员首先使用CT扫描，收集关于雕塑内部构造的信息；然后再使用3D扫描技术，把这两种信息结合起来之后，藏品保护员制作一个模具；这样在无需触摸原件情况下，保护员就可以制定周密的修复计划。
该团队和这座埃及博物馆的合作取得成功之后，他们开始寻求标准化方法，运用3D技术来实现博物馆藏品的数字化。换言之，他们不仅只是解决具体的疑难问题，而是寻求博物馆的最佳实践，因为3D技术已经逐渐被应用到博物馆的日常实践之中。
作为一次尝试，该团队正在对弗里德里希•蒂克所创作的16座希腊人物雕塑进行数字化扫描。最初，这些雕塑计划被安置在柏林市城堡的茶室中。3D实验室的团队还考虑重新复原这些雕塑的安置场景。
这些雕塑结构十分复杂、难以扫描，而这些问题也正是该团队必须要解决的。比如，对那些结构和造型复杂的地方，结构光扫描仪难以实现完美扫描。研究人员发现，即使针对一件艺术品，制作1000份扫描图，依然无法捕捉每一个细节。这些遗漏之处，依然需要手工工艺的处理，才能实现准确的扫描纪录。
该团队一直在探索和尝试各种各样的扫描和重构技术，解决那些复杂物件所带来的问题。在这个过程中，研究人员发现，数据可以在物件的虚拟参观过程中呈现出来，而这与打印的情形有所不同。此外，他们还与很多博物馆合作，创造一系列的可触摸展品，这给视觉障碍人士带来了福音。
最后，3D实验室的这些研究人员，针对古代人们所构想但没有建造出来的建筑（比如：阿尔伯特•斯皮尔所构想的日耳曼尼亚城），创造出数字化的3D再现。观众只要配戴头戴式显示器，通过一次浸入式体验，就能够欣赏到这些虚拟再现。
对博物馆而言，3D技术所带来的巨大潜力是难以估料的。从扫描化石和古代箭头、到再现一位独裁者的构想，这些只是博物馆学新时代的开始；在这个新时代，观众与藏品以许多新的方式进行互动，而之前这些都是无法想象的；在这个新时代，策展人终于可以把他们的展品放置在观众手中，让观众享受触摸式的参观体验。
编辑：孙毅
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