一种文物三维成像展示系统的制作方法

文档序号:10746397阅读:362来源:国知局
一种文物三维成像展示系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及图像展示技术领域,尤其涉及一种文物三维成像展示系统。本实用新型提供的文物三维成像展示系统,包括:图像采集装置,用于采集待展示文物的彩色纹理数据;激光扫描装置,用于采集待展示文物的三维点云数据;处理服务器,用于对彩色纹理数据和三维点云数据进行处理,创建待展示文物的彩色三维模型并展示。本实用新型通过处理服务器对图像采集装置采集的待展示文物的彩色纹理数据和激光扫描装置采集的待展示文物的三维点云数据进行处理,创建待展示文物的彩色三维模型并展示。从而能够使用户通过待展示文物的彩色三维模型,全方位地了解文物的真实外观,实现文物的虚拟漫游及数字展示,为博物馆建设数字展示平台提供基础数据。
【专利说明】
一种文物三维成像展示系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及图像展示技术领域,尤其涉及一种文物三维成像展示系统。
【背景技术】
[0002] 保护民族文化遗产,弘扬民族文化传统,确保民族文化安全,是当今世界各国共同 面对的全球化战略问题。我国在五千多年来的文明发展中,留存了许多的历史文化遗址、遗 迹,还有各种类型的自然地理、人文地理景观;图书馆、博物馆里保藏着数以百万计的艺术 珍品、典籍和文物。按照国际推行的做法,对任何文化遗产实施保护前,首先必须对文化遗 产现状进行真实、完整、全面地记录与存档,一则留存丰富真实的原始资料,二则当该文化 遗产遭受不可逆性破坏时,可以为该文化遗产的重建复原提供可靠依据。
[0003] 目前,传统的文化遗产测绘展示系统为,利用皮尺加水准、实测法、近景摄影测量 法对文化遗产进行测绘展示,这种系统不但效率低下,而且只能对文化遗产进行二维的平 面展示,视角单一,无法全方位地体现文化遗产的外形。 【实用新型内容】
[0004] 为了全方位地展示文化遗产的外观,本实用新型提供了一种文物三维成像展示系 统。
[0005] 本实用新型提供的文物三维成像展示系统,包括:
[0006] 图像采集装置,用于采集待展示文物的彩色纹理数据;
[0007] 激光扫描装置,用于采集待展示文物的三维点云数据;
[0008] 处理服务器,用于对所述彩色纹理数据和所述三维点云数据进行处理,创建待展 示文物的彩色三维模型并展示。
[0009] 进一步的,所述图像采集装置为数码相机。
[0010] 进一步的,所述彩色纹理数据是待展示文物的每个部位多个角度的彩色纹理数 据。
[0011] 进一步的,所述系统,还包括:
[0012] 用于控制所述激光扫描装置的PC电脑。
[0013] 进一步的,所述激光扫描装置为移动式绝对臂关节臂激光测量机。
[0014]进一步的,所述移动式绝对臂关节臂激光测量机,包括:反射镜,
[0015] 所述反射镜与待展示文物的表面垂直。
[0016] 进一步的,所述三维点云数据是待展示文物的每个部位多个角度的三维点云数 据。
[0017] 进一步的,所述系统,还包括:
[0018] 与所述处理服务器连接的展示装置,用于接收所述处理服务器发送的所述彩色三 维模型并展示。
[0019] 进一步的,所述系统,还包括:
[0020] 与所述处理服务器连接的Web服务端,用于接收所述处理服务器发送的所述彩色 三维模型,并提供Web浏览所述彩色三维模型的服务。
[0021] 进一步的,所述系统,还包括:展示装置,用于从所述Web服务端获取所述彩色三维 模型以网页形式展示在所述展示装置上。
[0022]本实用新型提供的文物三维成像展示系统,通过处理服务器对图像采集装置采集 的待展示文物的彩色纹理数据和激光扫描装置采集的待展示文物的三维点云数据进行处 理,创建待展示文物的彩色三维模型并展示。从而能够使用户通过待展示文物的彩色三维 模型,全方位地了解文物的真实外观,实现文物的虚拟漫游及数字展示,为博物馆建设数字 展示平台提供基础数据。
【附图说明】
[0023] 图1是本实用新型实施例提供的文物三维成像展示系统第一种实施方式的结构 示意图;
[0024] 图2是本实用新型实施例提供的文物三维成像展示系统第二种实施方式的结构示 意图;
[0025]图3是本实用新型实施例提供的文物三维成像展示系统第三种实施方式的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施 例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案,而不能以此来限制本实用新型的保护范 围。
[0027] 本实用新型的实施例提供的文物三维成像展示系统的第一种实施方式,如图1所 示,包括:
[0028]图像采集装置101,用于采集待展示文物的彩色纹理数据;
[0029]激光扫描装置102,用于采集待展示文物的三维点云数据;
[0030]处理服务器103,用于对所述彩色纹理数据和所述三维点云数据进行处理,创建待 展示文物的彩色三维模型并展示。
[0031]处理服务器103对所述彩色纹理数据和所述三维点云数据进行处理,创建待展示 文物的彩色三维模型并展示可以通过现有方法实现。优选的,可以通过以下方法完成: [0032]对采集到的三维点云数据进行去噪;
[0033]去除多余的三维点云数据,例如去除与待展示文物无关的三维点云数据和含有粗 差的三维点云数据;补全缺失的三维点云数据;
[0034]对补全后的三维点云数据进行拼接;
[0035]根据拼接后的三维点云数据构建待展示文物的三角网格模型;
[0036]填充三角网格模型的孔洞;
[0037]对采集到的彩色纹理数据进行光照和色彩还原;
[0038]将经过光照和色彩还原的彩色纹理数据映射到填充孔洞后的待展示文物的三角 网格模型上,创建待展示文物的彩色三维模型;
[0039] 展示待展示文物的彩色三维模型。
[0040] 本实用新型提供的文物三维成像展示系统,通过处理服务器103对图像采集装置 101采集的待展示文物的彩色纹理数据和激光扫描装置102采集的待展示文物的三维点云 数据进行处理,创建待展示文物的彩色三维模型并展示。从而能够使用户通过待展示文物 的彩色三维模型,全方位地了解文物的真实外观,实现文物的虚拟漫游及数字展示,为博物 馆建设数字展示平台提供基础数据。
[0041] 在具体实施时,图像采集装置101可以为数码相机。
[0042]如此设计的好处在于,能够精确地反映出文物的真实色彩,从而使构建的彩色三 维模型的色彩更符合待展示文物的色彩。
[0043]在具体实施时,所述彩色纹理数据是待展示文物的每个部位多个角度的彩色纹理 数据。
[0044]如此设计的好处在于,能够保证采集的彩色纹理数据的完整性。
[0045]在具体实施时,所述系统,还可以包括:
[0046] 用于控制激光扫描装置102的PC(Personal Computer)电脑。通过PC电脑控制激光 扫描装置102可以通过现有方法实现。
[0047]如此设计的好处在于,能够方便地控制激光扫描装置102采集所述三维点云数据。 [0048]在具体实施时,可以通过PC电脑控制激光扫描装置102的扫描角度和扫描速度等。 [0049]在具体实施时,所述PC电脑还可以用于存储所述三维点云数据和所述彩色纹理数 据。
[0050] 在具体实施时,激光扫描装置102可以为移动式绝对臂关节臂激光测量机。
[0051] 采用移动式绝对臂关节臂激光测量机能够提高对待展示文物表三维点云数据采 集的精度,从而使创建的彩色三维模型更加符合文物的实际状况。在具体实施时,也可以采 用普通的关节臂采集待展示文物的三维点云数据,然而普通关节臂采集的三维点云数据 精度较低,不能精确地表现出文物的真实状况。
[0052] 在具体实施时,所述移动式绝对臂关节臂激光测量机,包括:反射镜,
[0053] 所述反射镜可以与待展示文物的表面垂直。
[0054]在利用移动式绝对臂关节臂激光测量机对文物进行扫描时,由于有些文物的表面 有反光现象,而移动式绝对臂关节臂激光测量机是通过其内部发射器发出一个激光脉冲信 号,经文物表面漫反射后,沿几乎相同路径反向传回其内部接收器获取坐标信息,这个反光 现象会影响扫描质量,因此在测量过程中以通过保证仪器的反射镜与文物表面保持垂直方 向扫描来减小反光现象对三维点云数据采集的影响,从而保证扫描的三维点云数据的完 整。
[0055]在具体实施时,所述三维点云数据是待展示文物的每个部位多个角度的三维点云 数据。
[0056]如此设计的好处在于,能够进一步减小文物表面的反光现象对三维点云数据采集 的影响,从而保证扫描的三维点云数据的完整。
[0057]本实用新型的实施例提供的文物三维成像展示系统的第二种实施方式,如图2所 示,所述系统,还可以包括:
[0058]与处理服务器103连接的展示装置104,用于接收处理服务器103发送的所述彩色 三维模型并展示。展示装置104从处理服务器103获取彩色三维模型并展示可以通过现有方 法实现。
[0059] 如此设计的好处在于,可以根据需要将展示装置104设置在任意地点,方便用户欣 赏文物的彩色三维模型。
[0060] 在具体实施时,展示装置104为一个或者多个。
[0061]本实用新型的实施例提供的文物三维成像展示系统的第三种实施方式,如图3所 示,所述系统,还可以包括:与处理服务器103连接的Web服务端105,以及与Web服务端105连 接的展示装置104。
[0062] Web服务端105,用于接收处理服务器103发送的所述彩色三维模型,并提供Web浏 览所述彩色三维模型的服务。可以通过现有方法实现Web服务端105接收处理服务器103发 送的彩色三维模型,并提供Web浏览所述彩色三维模型的服务。
[0063] 展示装置104,用于从Web服务端105获取所述彩色三维模型以网页形式展示在展 示装置104上。展示装置104从Web服务端105获取彩色三维模型并以网页形式进行展示可以 通过现有方法实现。
[0064]如此设计的好处在于,用户可以方便地通过网络在Web服务端105获取文物的彩色 三维模型进行欣赏,提高用户体验。
[0065]在本实用新型中,涉及到的对采集到的三维点云数据进行去噪、去除多余的三维 点云数据、补全缺失的三维点云数据、对补全后的三维点云数据进行拼接、根据拼接后的三 维点云数据构建待展示文物的三角网格模型、填充三角网格模型的孔洞、对采集到的彩色 纹理数据进行光照和色彩还原、将经过光照和色彩还原的彩色纹理数据映射到填充孔洞后 的待展示文物的三角网格模型上创建待展示文物的彩色三维模型、展示创建的待展示文物 的彩色三维模型、通过PC电脑控制激光扫描装置、展示装置从处理服务器获取彩色三维模 型并展示、Web服务端接收处理服务器发送的彩色三维模型、展示装置从Web服务端获取彩 色三维模型并以网页形式进行展示等方法都可以采用现有技术中比较成熟的方法实现,不 涉及方法内容相关的改进。下面以其中的一种实现方案作为优选方案举例说明。
[0066] 下面以展示凌源市博物馆馆藏的金银器小件藏品为例,对本实用新型提供的文物 三维成像展示系统进行说明。
[0067] 采用移动式绝对臂关节臂激光测量机ROMER从多个角度采集文物各个部位的三维 点云数据。扫描间距约为0 · 15 mm,点云点中误差不超过0 · 2 5 mm。在具体实施时,米集的金银 器小件的三维点云数据统计如表1所示。
[0068]表1金银器小件的三维点云数据统计
L〇〇7〇」三维激光扫描是利用激光自动、糸统
、快速获取对象表_三维坐标的测量技术,其 具有以下优点:非接触式、无损,数据全面、生动,精度高,速度快,直观性及现势性强。
[0071] 本实用新型提供的文物三维成像展示系统通过移动式绝对臂关节臂激光测量机 的三维激光多角度扫描文物各个部位的三维点云数据,并结合数码相机采集到的该文物各 个部位的彩色纹理数据构建该文物的彩色三维模型,从而进行该文物的虚拟漫游及数字展 示,为博物馆建设数字展示平台提供基础数据。
[0072] 本领域内的技术人员应明白,本实用新型的实施例可提供为系统、或计算机程序 产品。因此,本实用新型可采用完全硬件实施例的形式。所涉及到的方法均可以采用现有的 一些比较成熟的方法实现。本实用新型是参照根据本实用新型实施例的设备(系统)的流 程图和/或方框图来描述的。尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人 员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利 要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0073] 显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及 其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
[0074]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技 术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改 进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种文物三维成像展示系统,其特征在于,包括: 图像采集装置,用于采集待展示文物的彩色纹理数据; 激光扫描装置,用于采集待展示文物的三维点云数据; 处理服务器,用于对所述彩色纹理数据和所述三维点云数据进行处理,创建待展示文 物的彩色三维模型并展示。2. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述图像采集装置为数码相机。3. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述彩色纹理数据是待展示文物的每个部 位多个角度的彩色纹理数据。4. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括: 用于控制所述激光扫描装置的PC电脑。5. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述激光扫描装置为移动式绝对臂关节臂 激光测量机。6. 根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述移动式绝对臂关节臂激光测量机,包 括:反射镜, 所述反射镜与待展示文物的表面垂直。7. 根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述三维点云数据是待展示文物的每个部 位多个角度的三维点云数据。8. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括:与所述处理服务器连接的展示装 置,用于接收所述处理服务器发送的所述彩色三维模型并展示。9. 根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括: 与所述处理服务器连接的Web服务端,用于接收所述处理服务器发送的所述彩色三维 模型,并提供Web浏览所述彩色三维模型的服务。10. 根据权利要求9所述的系统,其特征在于,还包括:展示装置,用于从所述Web服务端 获取所述彩色三维模型以网页形式展示在所述展示装置上。
【文档编号】G06T17/00GK205427957SQ201520989845
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月2日
【发明人】侯妙乐, 胡云冈, 吴育华, 张向前
【申请人】北京建筑大学
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1