[發(fā)明專利]一種文物虛擬修復方法和修復系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811226008.4
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109064552B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設計）人: 王宜飛;全磊
• 申請（專利權）人: 湖南六新智能科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/20;G06T5/00;G06T7/90;G06T7/40;G06T19/00;G06F9/451
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 李旦

1.一種文物虛擬修復方法，其特征在于：

1）利用三維激光掃描儀和攝影機掃描文物并存檔，對采集的文物圖像進行圖像預處理，對影響圖像特征的噪點和反光區(qū)域進行優(yōu)化處理，通過數字化處理確保圖像表面平滑度與邊緣銳化增強；對文物表面的紋理和色彩特征的采集分析，提取文物的色彩特征，對分析完成的文物的圖像紋理特征進行提取，其中，圖像紋理特征包括三維數據、表面紋理、色彩特征和文物圖像；

2）通過三維掃描的所述三維數據、表面紋理、色彩特征和文物圖像構建文物的三維模型，并運用計算機在所述三維模型上疊加虛擬現實或增強現實建模的操作指導信息；

3）操作人員在所述三維模型上進行虛擬修復操作，同時，投影儀投影顯示操作人員的實時操作畫面；

4）通過TOF傳感器獲取操作人員實時操作動作，并通過計算機與所述操作指導信息進行對比；

5）判斷操作人員的操作動作正確與否，并及時給出糾正指示；

通過三維掃描的所述三維數據、表面數據和文物圖像構建文物的三維模型，包括：采用CAD三維建模軟件和三維掃描逆向工程方法，重建虛擬修復環(huán)境、虛擬場景和虛擬文物數據生成三維可視化模型，采用三維變形體虛擬仿真技術、三維透視結構虛擬運動仿真方法、三維柔性變形力學模擬方法，使得模型能進行任意方位的旋轉和清晰地顯示出各個方位的結構；在三維建模過程中將面數降低，以便完成對文物表面的紋理和色彩賦予材質和貼圖；

采用三維激光掃描儀掃描文物時，綜合利用不同類型的三維激光掃描系統，用毫米級的三維掃描儀進行整體控制，用亞毫米級的三維掃描儀進行局部數據采集，結合近景攝影測量，實現文物表面信息的全部留取；

所述運用計算機在所述三維模型上疊加虛擬現實或增強現實建模的操作指導信息，包括：根據文物上待修復部件或色彩模塊的實際三維模型數據、紋理和色彩特征，應用Unity3d虛擬現實開發(fā)包構建所述三維模型的虛擬影像；應用Javascript開發(fā)語言由指導人員制定與實際三維模型數據、紋理和色彩特征對應的至少一個修復方案，各待修復部件、紋理和色彩特征分別對應至少一個修復方案，實現各功能訓練模塊的交互式三維虛擬仿真效果，實現對文物修復工作的高度還原。

2.根據權利要求1所述的一種文物虛擬修復方法，其特征在于：首先，利用毫米級和亞毫米級三維激光掃描儀器獲取文物整體的密集點數據，通過多時相點數據對比，得到文物整體的變化量，包括文物整體的傾斜、局部結構的變形及

缺損的具體變化情況；然后，采用近景攝影測量，通過投影或紋理展開的方式獲得文物的影像圖，借助圖像識別技術能夠檢測出紋理色彩的細微變化。

3.根據權利要求1所述的一種文物虛擬修復方法，其特征在于：所述圖像預處理主要包括點云拼接、降噪除冗、數據分割、濾波、點云優(yōu)化處理。

4.根據權利要求1所述的一種文物虛擬修復方法，其特征在于：所述通過TOF傳感器獲取操作人員實時操作動作，并通過計算機與所述操作指導信息進行對比，包括：VR系統通過TOF傳感器獲取操作人員實時操作動作，將所述操作人員實時操作動作和預先存儲的各待修復部件、紋理和色彩特征分別對應的修復方案相比較。