舊石器，新技術(shù) | EinScan系列促進(jìn)考古學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)變

應(yīng)用案例

2020.11.13

文化遺產(chǎn)是人類在社會活動中遺留下來的具有歷史、藝術(shù)、科學(xué)價值的遺物和遺跡。由于無法預(yù)料的自然災(zāi)害、日積月累的自然侵蝕、人為毀損、出土文物的保護(hù)技術(shù)欠缺等原因，大批文化遺產(chǎn)逐漸消失，其承載的已知或未知的人類歷史信息也隨之消失。

隨著科技的發(fā)展與創(chuàng)新，圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、3D掃描、3D打印及人工智能等技術(shù)的出現(xiàn)和逐漸成熟，3D技術(shù)在文博領(lǐng)域逐漸被廣泛應(yīng)用，為文物的保護(hù)、復(fù)原與研究提供了新的機遇。

近期，德國尼安德特人博物館與先臨三維合作，使用EinScan Pro 2X Plus多功能手持三維掃描儀對尼安德特人舊石器時代的文物進(jìn)行數(shù)字化保存，建立舊石器時代3D數(shù)字在線數(shù)據(jù)庫。

1996年10月，在德國發(fā)現(xiàn)尼安德特人遺跡的河谷附近，建立了一座尼安德特人博物館。自開放以來，尼安德特人博物館旨在為大眾以及科學(xué)研究專家等展示尼安德特人的文化遺產(chǎn)，同時支持科學(xué)家及研究人員進(jìn)行考古學(xué)和人類學(xué)領(lǐng)域的研究項目，促進(jìn)尼安德特人的文化在全球范圍內(nèi)傳播。

▲圖片來源：Neanderthal Museum官網(wǎng)

尼安德特人博物館現(xiàn)已發(fā)展成為一個世界著名的研究機構(gòu)，專注于人類早期歷史。不僅參與了許多國際考古發(fā)掘工作，還負(fù)責(zé)監(jiān)管全球最大的冰河時代考古數(shù)據(jù)庫NESPOS；與此同時，博物館還在當(dāng)?shù)亟⒁粋€研究平臺，以促進(jìn)當(dāng)?shù)貙κ鲿r代的研究。

DISAPALE項目背景

DISAPALE在德語中意為“舊石器時代文物的數(shù)字化存檔”。這是德國聯(lián)邦教育研究部資助，由尼安德特人博物館與弗里德里希-亞歷山大埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)共同合作的項目。主要目標(biāo)是將科學(xué)文獻(xiàn)中已知的大約300到500種不同類型器物數(shù)字化(每種類型約有4-5種變體)，并在NESPOS平臺上提供給考古學(xué)學(xué)生和專業(yè)人士學(xué)習(xí)研究。

▲圖片來源：Neanderthal Museum官網(wǎng)

“The possibilities opened by the digital turn are immense and some of them already developing as we speak. 3D is none but one of the numerous methodologies in the field, but it is safe to say that it represents the most used so far and the one with the most versatile application (from didactic to documentation and research purposes). For these reasons, it has become every day more and more crucial to improve our techniques and improve the results.”

——Dr. Gianpiero Di Maida,

Scientific Project Manager, Disapale Project
原文翻譯：

“數(shù)字化帶來的可能性是巨大的，而且有些已經(jīng)在發(fā)展中。3D只是數(shù)字化領(lǐng)域中眾多方法之一，但可以肯定地說它是迄今為止使用最多且應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的（從教學(xué)到文獻(xiàn)、研究）。因此，增強我們技術(shù)的重要性是與日俱增的?！?/span>

——Gianpiero Di Maida博士，Disapale科學(xué)項目經(jīng)理

為了保護(hù)珍貴的文物，不損壞原件，需要盡量減少科學(xué)家和工作人員與文物直接接觸。為制作準(zhǔn)確的文物數(shù)字模型復(fù)制品，尼安德特人博物館選擇利用數(shù)字化技術(shù)對各種類型的文物：化石、遺骨、石頭、裝飾工藝品及洞穴藝術(shù)等進(jìn)行復(fù)原重建數(shù)字模型，以便科研人員在數(shù)字模型的基礎(chǔ)上用于研究、展示、空間分析及教學(xué)。

舊石器時代文物掃描存檔

舊石器時代聯(lián)系緊密的一個術(shù)語則是石器，即由石頭做成的工具，“舊石器時代”的名稱也正是源于石器。除了獲取遺骨數(shù)據(jù)之外，在遺跡附近發(fā)現(xiàn)的尼安德特人使用的工具-石器也成為此次掃描的重點。

▲圖片來源：Neanderthal Museum官網(wǎng)

得益于EinScan Pro 2X Plus的多功能性，既可以利用固定模式掃描小尺寸石器，又可以利用手持模式獲取大尺寸石器的數(shù)據(jù)。尼安德特人博物館選擇了EinScan Pro 2X Plus多功能手持3D掃描儀搭配工業(yè)模塊，用于掃描各類大小的石器或遺骨。

石器掃描過程

博物館的團(tuán)隊將石器放在工業(yè)模塊的轉(zhuǎn)盤上，使掃描設(shè)備可以捕捉石器的所有細(xì)節(jié)，獲取準(zhǔn)確的三維數(shù)據(jù)模型。

▲放置在工業(yè)模塊轉(zhuǎn)盤上的石器

因該石器的邊緣較薄，平放下利用轉(zhuǎn)臺掃描，不易于數(shù)據(jù)拼接。為此，博物館的團(tuán)隊把它固定在泡沫塑料中，從而可以掃描石器的各個面，最終拼接在一起。

▲借助泡沫塑料固定在工業(yè)模塊轉(zhuǎn)盤上的石器

▲石器三維模型數(shù)據(jù)

In the brief time we have been able to test the EinScan Pro 2X Plus, it has proved a quite exceptional tool, especially for the speed and the facility of setting and scanning.

——Dr. Gianpiero Di Maida,

Scientific Project Manager, Disapale Project

原文翻譯：

在很短的時間內(nèi)測試了EinScan Pro 2X Plus之后，我們認(rèn)為它是非常出色的工具，特別是掃描的速度和操作的便捷。

—— Gianpiero Di Maida博士，Disapale科學(xué)項目經(jīng)理

在EinScan Pro 2X Plus多功能手持三維掃描儀的支持下，博物館工作人員運用3D數(shù)字化技術(shù)手段對史前文物進(jìn)行復(fù)制，不僅可以擴大博物館數(shù)字化文物數(shù)據(jù)庫，為文物建立可加密數(shù)字化檔案；還可以無限、無損化地利用數(shù)字文物數(shù)據(jù)進(jìn)行展示、研究、學(xué)習(xí)、保護(hù)甚至是復(fù)原，讓歷史在數(shù)字化中獲得‘永生’。

關(guān)于尼安德特人博物館

尼安德特人（歐洲古人類），是一種在大約12萬到3萬年前居住在歐洲及西亞的古人類，屬于晚期智人的一種。尼安德特人頭骨化石最初在1829年發(fā)現(xiàn)于比利時，但是直到1856年在德國的尼安德Neander山谷中的一個山洞發(fā)現(xiàn)了頭蓋骨和其他骨骼，并被命名為尼安德特人后才廣為人知。

化石證據(jù)顯示，尼安德特人比早期現(xiàn)代人稍矮但身體和四肢粗壯，平均腦量稍大，曾統(tǒng)治著整個歐洲、亞洲西部及非洲北部。至少在23萬年前就已經(jīng)出現(xiàn)，由于冰期的興盛，約在3萬年前滅絕。

▲圖片來源：Neanderthal Museum官網(wǎng)

尼安德特人博物館在1996年10月成立，由德國梅特曼區(qū)和尼安德特人協(xié)會共同建立的尼安德特人博物館基金會運營。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，尼安德特人博物館在2006年開始進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展，逐漸擴大規(guī)模及完善館內(nèi)設(shè)施，館內(nèi)的多媒體裝置曾獲多個國際獎項?，F(xiàn)已成為德國最受歡迎的考古博物館之一，每年參觀人數(shù)約為16萬。