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2020-10-26
3D掃描儀和3D打印機(jī)已被全世界多個(gè)國家重建修復(fù)文化歷史遺產(chǎn)，例如2019年由洛杉磯加利福尼亞大學(xué)考古團(tuán)隊(duì)開發(fā)的項(xiàng)目，通過3D打印技術(shù)幫助重建蒂瓦納庫遺址。近日，在中國洛陽龍門石窟一件按1：1比例修復(fù)的3D打印佛首造像，也引起了廣大的關(guān)注。
先讓我們一起來看看洛杉磯考古團(tuán)隊(duì)是如何通過3D打印機(jī)和3D掃描儀如何成功地重建這座寺廟？3D打印機(jī)和掃描儀對重建這座寺廟起到了多大的幫助？
一、重建和保護(hù)文化遺產(chǎn)——玻利維亞的廢墟
蒂瓦納庫（Tiwanaku）是玻利維亞的前哥倫比亞文明，以其不朽的建筑而聞名?？脊艑W(xué)家阿列克謝·弗拉尼奇決定使用類似樂高的方式，通過使用3D打印部件重建普馬彭谷神廟。
普馬彭谷神廟由精細(xì)切割的砂巖板塊和安山巖塊組成。有150個(gè)分散的塊，但沒有一個(gè)在原來的位置。由于其中一些幸存的石頭太重而無法移動，Vranich決定制造這些石頭的精確復(fù)制品。在這種情況下，3D打印技術(shù)似乎是最方便的制造方法之一。
在過去的幾年中，人們已經(jīng)進(jìn)行了一些重建嘗試，但都失敗了。然而，基于現(xiàn)有的測量和先前的研究，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠靠以往的經(jīng)驗(yàn)，開始使用3D打印技術(shù)來重建它。有了3D打印技術(shù)的應(yīng)用，就能很好地展示這座寺廟的內(nèi)容，對于考古學(xué)家來說，將模型縮放到原始站點(diǎn)的4％，將能幫助他們很好的獲得重建的相關(guān)細(xì)節(jié)。
這不是唯一一次使用3D打印技術(shù)來重建紀(jì)念碑或文化遺址。在之前，被ISIS摧毀的拱門就已經(jīng)使用3D打印技術(shù)進(jìn)行了重建。3D打印的這種應(yīng)用可能對我們的文化遺產(chǎn)產(chǎn)生巨大影響，它可以讓考古學(xué)家更方便的來保護(hù)和修復(fù)眾多的紀(jì)念碑。
二、他們是如何進(jìn)行的？
由于他們已經(jīng)在以往完成了有關(guān)研究和資料收集，因此他們并沒有完全從頭開始。150多年來收集的數(shù)據(jù)極大的幫助了考古學(xué)家團(tuán)隊(duì)。值得高興的事，這些數(shù)據(jù)還被翻譯成了3D信息，并使用Sketchup制作了普馬彭谷神廟的CAD設(shè)計(jì)。
3D掃描在這種情況下對考古學(xué)家的幫助有多大呢？ 我們知道，由于寺廟的建筑風(fēng)格多種多樣，尤其是各種復(fù)雜的幾何形狀細(xì)節(jié)，靠傳統(tǒng)修復(fù)就太費(fèi)力了。但是，3D掃描卻能輕松做到這點(diǎn)。
他們將使用FDM3D打印機(jī)，重新創(chuàng)建普馬彭谷神廟，考古學(xué)家必須操縱復(fù)雜的幾何形狀。最后，他們必須要自己組裝所有模型。3D打印考古模型的組裝具有很好的可視化，他們可以不斷嘗試新的幾何操縱方法，來幫助他們更好的去完善。
三、3D打印技術(shù)為什么會給考古項(xiàng)目帶來完美的解決方案？
由于使用了3D程序，構(gòu)建像這樣的項(xiàng)目將變得更加容易。它可以獲得出色的可視化效果，并使用CAD程序進(jìn)行所有3D打印迭代和所有3D修改或模擬。3D打印可以獲得準(zhǔn)確的對象，也可以處理非常復(fù)雜的幾何體。
四、3D打印機(jī)用于重建，還是用于保護(hù)？
實(shí)際上，在重建工件和結(jié)構(gòu)之前，我們可以使用3D打印機(jī)保留數(shù)據(jù)和復(fù)制品。對修復(fù)脆弱的物體真的很有用。例如，我們看到博物館可以使用3D打印或3D掃描來再現(xiàn)文物和珍貴的藏品?？脊艑W(xué)和重建的3D打印前景十分廣闊。事實(shí)上，這個(gè)項(xiàng)目證明了使用這種尖端技術(shù)重建紀(jì)念碑是可能的！
