DB 14-T 2720-2023 可移動文物三維激光掃描數(shù)字化采集規(guī)程

ICS35.240.99

CCSL70

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山西省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB14/T2720—2023

可移動文物三維激光掃描數(shù)字化采集規(guī)程

2023-03-21發(fā)布2023-06-21實(shí)施

山西省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB14/T2720—2023

可移動文物三維激光掃描數(shù)字化采集規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了可移動文物的三維激光掃描數(shù)字化采集的術(shù)語和定義、基本要求、采集流程、前期準(zhǔn)

備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)字成果。

本文件適用于可移動文物的三維激光掃描數(shù)字化采集活動。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T12979近景攝影測量規(guī)范

CH/T1004測繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定

CH/Z3017地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程

DB14/T1926石窟寺文物三維激光掃描數(shù)字化采集規(guī)程

DB14/T1927石窟寺文物攝影測量三維數(shù)字化采集規(guī)程

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

三維激光掃描

采用三維激光掃描設(shè)備獲取物體表面高精度、高分辨率的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的活動。

3.2

點(diǎn)云

以離散、規(guī)則或不規(guī)則方式分布在三維空間中的點(diǎn)的集合。

3.3

三角網(wǎng)格模型

通過三角形頂點(diǎn)表示的物體空間信息的三維模型。

3.4

紋理貼圖

使用UV坐標(biāo)表示，包含紋理與網(wǎng)格模型映射關(guān)系的圖像。

3.5

紋理模型

由網(wǎng)格模型和紋理數(shù)據(jù)共同表達(dá)物體表面特征信息的三維模型。

3.6

點(diǎn)云配準(zhǔn)

把不同局部坐標(biāo)系點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過同名幾何約束，變換到同一坐標(biāo)系下，構(gòu)成完整點(diǎn)云數(shù)據(jù)的過程。

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3.7

航向重疊度

相鄰像片垂直方向相同影像重疊部分的長度與像片邊長之比，以百分?jǐn)?shù)表示。

3.8

旁向重疊度

相鄰像片水平方向相同影像重疊部分的長度與像片邊長之比，以百分?jǐn)?shù)表示。

4基本要求

4.1可移動文物應(yīng)符合外觀形態(tài)穩(wěn)定、外觀色彩穩(wěn)定、材料非透明的要求。

4.2應(yīng)制訂文物安全保護(hù)方案，采用無損的技術(shù)方法，設(shè)備與文物之間的安全距離應(yīng)不小于500mm。

4.3應(yīng)將質(zhì)量控制貫穿于工作全過程，并建立質(zhì)量記錄。

4.4采集數(shù)據(jù)和成果數(shù)據(jù)應(yīng)采用統(tǒng)一命名原則。

4.5數(shù)字成果應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，詳見附錄A。

5采集流程

可移動文物三維激光掃描數(shù)字化采集流程應(yīng)符合CH/T1004的相關(guān)要求，并按照圖1所示流程進(jìn)行。

圖1采集流程圖

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6前期準(zhǔn)備

6.1明確實(shí)施對象

明確實(shí)施對象的尺寸、材質(zhì)、附存環(huán)境等基本情況，以及數(shù)字成果的輸出形式、包括輸出格式和精

度要求。

6.2制定技術(shù)方案

技術(shù)方案應(yīng)包括項(xiàng)目概況、作業(yè)依據(jù)、技術(shù)方法、資源配置、組織設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢查、成果清單等方

面的內(nèi)容。

6.3人員準(zhǔn)備

實(shí)施采集工作前，應(yīng)明確團(tuán)隊(duì)成員工作任務(wù)及工作職責(zé)。

6.4儀器準(zhǔn)備

應(yīng)按照技術(shù)方案確定平臺及基準(zhǔn)，遵照儀器使用規(guī)程進(jìn)行相應(yīng)操作。

7數(shù)據(jù)采集

7.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集

7.1.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集工作應(yīng)符合CH/Z3017和DB14/T1926的相關(guān)規(guī)定。

7.1.2作業(yè)前應(yīng)將儀器放置在觀測環(huán)境中進(jìn)行溫度平衡。

7.1.3激光掃描儀應(yīng)按架設(shè)掃描站、建立掃描項(xiàng)目、掃描范圍設(shè)置、點(diǎn)間距或者采集分辨率設(shè)置、開

始掃描等步驟操作。

7.1.4掃描站應(yīng)按順序編號。

7.1.5每個工程應(yīng)建立一個文件夾，文件夾宜用工程名命名，同一個工程每天的數(shù)據(jù)應(yīng)建立一個文件

夾，文件夾宜用“日期”命名。每個掃描站數(shù)據(jù)宜建立一個文件，文件名命名宜采用“掃描站號+掃描

站位置描述”的方式命名。

7.1.6掃描點(diǎn)間距應(yīng)不大于2mm。

7.1.7如果整體采集分辨率較低時(shí)，應(yīng)對標(biāo)靶進(jìn)行精掃。

7.1.8相鄰掃描站間點(diǎn)云數(shù)據(jù)的重疊度應(yīng)不低于30%。

7.1.9掃描過程中如果儀器工作出現(xiàn)斷電、死機(jī)等異常，或者儀器位置出現(xiàn)變化，應(yīng)重新啟動儀器進(jìn)

行自檢、重新開始掃描。

7.1.10點(diǎn)云的覆蓋率應(yīng)不小于90%。

7.2紋理數(shù)據(jù)采集

7.2.1紋理數(shù)據(jù)采集工作應(yīng)符合GB/T12979和DB14/T1927的相關(guān)規(guī)定。

7.2.2紋理數(shù)據(jù)采集宜使用滿足分辨率要求的單反相機(jī)，單張圖像相幅設(shè)置到相機(jī)的最大分辨率。

7.2.3應(yīng)保證被拍攝目標(biāo)物色彩還原的準(zhǔn)確度，色溫建議控制在5500k±500k。

7.2.4圖像的拍攝角度應(yīng)盡可能保持鏡頭正對目標(biāo)面。無法正面拍攝全景時(shí)，先拍攝部分全景，再逐

個正對拍攝，后期再進(jìn)行合成。

7.2.5拍攝過程中保持相同的焦距，使用非定焦鏡頭時(shí)對其采取焦距固定措施。

7.2.6可移動文物在照片中的畫面面積占比不小于70%。

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7.2.7航向重疊度應(yīng)不小于80%，旁向重疊度應(yīng)不小于60%。

7.2.8影像文件大小應(yīng)選擇所用設(shè)備最大影像尺寸，影像文件格式應(yīng)選擇TIFF或RAW+JPEG。

8數(shù)據(jù)處理

8.1點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理

8.1.1點(diǎn)云預(yù)處理

8.1.1.1將不同格式的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一格式。

8.1.1.2點(diǎn)云預(yù)處理應(yīng)包括點(diǎn)云的選擇、刪除、降噪、抽析、平滑、采樣等。

8.1.2點(diǎn)云配準(zhǔn)

8.1.2.1應(yīng)在兩組點(diǎn)云中選擇對應(yīng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)和融合。

8.1.2.2宜采用自動配準(zhǔn)，如無法采用自動配準(zhǔn)的情況下，采用手動配準(zhǔn)。

8.1.2.3應(yīng)對多視點(diǎn)數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)進(jìn)行全局誤差控制，避免累積誤差。

8.1.2.4采用手動配準(zhǔn)時(shí)，特征點(diǎn)應(yīng)選取特征明顯的區(qū)域，且選取數(shù)量不少于4個。

8.1.3數(shù)據(jù)建網(wǎng)

8.1.3.1應(yīng)由點(diǎn)云生成三角網(wǎng)格模型。

8.1.3.2點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用三角網(wǎng)法進(jìn)行封裝，逆向生成三角網(wǎng)格模型。

8.1.3.3在建網(wǎng)過程中應(yīng)控制目標(biāo)三角形的數(shù)量。

8.1.4三角網(wǎng)格處理

8.1.4.1應(yīng)對三角網(wǎng)格進(jìn)行選擇、刪除、補(bǔ)洞、平滑、精簡、優(yōu)化等處理。

8.1.4.2應(yīng)消除重疊面、交叉面及銳角網(wǎng)格。

8.1.4.3在滿足要求的范圍內(nèi)進(jìn)行三角網(wǎng)面片的減量。

8.1.4.4在滿足精度要求的基礎(chǔ)上，對整體或局部進(jìn)行平滑處理。

8.1.4.5在制作成果模型時(shí)，利用計(jì)算機(jī)的趨勢計(jì)算填補(bǔ)掃描漏洞的過程。

8.2紋理數(shù)據(jù)處理

8.2.1紋理數(shù)據(jù)處理應(yīng)包括圖像色調(diào)調(diào)整和色彩糾偏、變形糾正、圖像配準(zhǔn)、格式轉(zhuǎn)換。

8.2.2圖像出現(xiàn)曝光過度、曝光不足、陰影、相鄰圖像間的色差等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)進(jìn)行色調(diào)調(diào)整，色彩糾

偏，保持圖像反差適中、色調(diào)一致。

8.2.3因視角或鏡頭畸變引起變形，應(yīng)對圖像的變形部分作糾正處理。

8.2.4圖像配準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)保證圖像細(xì)節(jié)表現(xiàn)清晰，無配準(zhǔn)鑲嵌縫隙。

8.2.5宜將處理后的圖像轉(zhuǎn)換為通用的文件格式。

8.2.6處理后的圖像應(yīng)與實(shí)地情況相符，真實(shí)反映實(shí)際材質(zhì)的圖案、質(zhì)感、顏色及透明度。

8.3紋理模型制作

8.3.1應(yīng)將紋理數(shù)據(jù)利用UV展開，與三維模型數(shù)據(jù)進(jìn)行特征匹配，完成紋理映射，生成紋理模型。

8.3.2UV分塊原則應(yīng)選擇在隱蔽、平滑且不影響主體紋飾的位置。

8.3.3UV分塊應(yīng)遵循分布均勻、畫幅飽滿的選擇，盡量避免出現(xiàn)拉伸，局部大面積畸變等現(xiàn)象。

8.3.4將映射后的分塊模型拼接形成完整的紋理模型。

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8.3.5消除因分塊整合產(chǎn)生的縫隙及局部拉伸等現(xiàn)象。

8.3.6基于色卡，調(diào)節(jié)整個紋理模型的顏色，保證均勻一致。

9數(shù)字成果

9.1數(shù)字成果及輸出形式

數(shù)字成果及輸出形式如下：

——點(diǎn)云數(shù)據(jù)：ASC、PTX、XYZ、LAS、RCP等格式；

——紋理數(shù)據(jù)：TIFF、JPEG、RAW等格式；

——幾何模型：STL、OBJ、PLY等格式；

——紋理模型：OBJ、WRL、3DS、FBX等格式。

9.2歸檔及存儲

數(shù)字成果按照統(tǒng)一原則進(jìn)行歸檔存儲，并按照數(shù)據(jù)安全法的相關(guān)要求進(jìn)行安全備份。

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A

A

附錄A

（規(guī)范性）

可移動文物三維激光掃描數(shù)字化采集成果技術(shù)指標(biāo)

可移動文物三維激光掃描數(shù)字化采集成果技術(shù)指標(biāo)見表A.1。

表A.1可移動文物三維激光掃描數(shù)字化采集成果技術(shù)指標(biāo)

等級類型內(nèi)容技術(shù)指標(biāo)

a)三角面數(shù)≥1000萬

b)尺寸誤差≤0.04mm

網(wǎng)格模型

c)表面起伏變化最小值≥尺寸誤差

特技紋理模型d)完整度≥98%

a)貼圖分辨率≥600dpi

紋理貼圖b)CIEDE2000色差平均值≤1.0

c)與網(wǎng)格模型映射的位置誤差≤0.05mm

a)尺寸誤差≤0.08mm

網(wǎng)格模型b)表面起伏變化最小值≥尺寸誤差

c)完整度≥98%

一級紋理模型

a)貼圖分辨率≥300dpi

紋理貼圖b)CIEDE2000色差平均值≤2.0

c)與網(wǎng)格模型映射的位置誤差≤0.10mm

a)尺寸誤差≤0.16mm

網(wǎng)格模型b)表面起伏變化最小值≥尺寸誤差

c)完整度≥96%

二級紋理模型

a)貼圖分辨率≥200