挑戰：考古學家需要一種安全的方法來呈現新出土的陶瓷容器，對比文物形狀。

解決方案：Artec Space Spider, Artec Studio

效果：本項目是REVERSEACTION項目的一部分，旨在研究無國家社會中復雜的古代技術。研究團隊在考古地和哥倫比亞博物館中數字化采集了100多件文物。生成的3D模型促進了多個層面的研究和保護，不僅局限于博物館和大學，還能將這些令人驚嘆的古代文物帶入課堂，走進每個人的數碼設備。

為何選擇Artec：在REVERSEACTION項目中，Artec Space Spider掃描分辨率極高，且操作方法易于掌握，使之成為數字化考古文物的得力工具，能夠以極高的保真度保存幾乎所有復雜的幾何形狀。

走在博物館中，無論是實地參觀還是數字化瀏覽，我們不禁思考是哪些人制作并使用了我們親眼所見的古代考古文物。從科學家到策展人和修復師，諸多專業人士投入了大量精力解讀這些物品。在過去，這樣的過程需要多年的艱苦努力，但如今，現代技術將這一探索過程提升到了全新高度。

REVERSEACTION項目團隊正在這樣的探索過程中——他們正在研究缺乏強大政治領導的古代社會，是如何維持復雜技術系統的。通過將考古證據與環境研究、人類學、社會學、管理學和手工藝相結合，他們想找到古人如何集體協作的新發現。考古發現如金器、紡織品和陶器等，表明人們自愿共同完成了雄心勃勃的項目。這也引發了我們的思考：過去的社會是如何組織和治理的呢？

頂尖研究專家在行動

該項目由劍橋大學主導，歐洲研究委員會（ERC）提供資助，匯集了一支由不同背景的研究人員組成的杰出團隊，所有成員都對項目使命充滿熱情。盡管他們的研究活動覆蓋的領域十分寬泛，但文物數字化對各個階段都十分關鍵。該團隊專注研究來自哥倫比亞的大量物品，深入田野工作，負責為考古發掘、處理中的遺址藏品以及博物館館藏，尤其是該項目主要合作伙伴波哥大的著名黃金博物館（Museo del Oro）中的藏品，創建精確的數字孿生品。

陶瓷器皿3D模型的輪廓（Rosie Crawford供圖）

劍橋大學身處全球研究前沿，為其團隊提供了最新的技術支持。Patrick Thorn & Co.是Artec 3D的黃金認證合作伙伴，擁有豐富的3D技術經驗，已經為該大學提供多年咨詢，并向他們推薦了新一代解決方案，還提供了不少建議，幫助他們利用這些技術增強各學術領域的研究成果。

Artec Space Spider是專家的首推3D掃描設備，它能夠以非侵入性的方式呈現非常精細的幾何。

精準采集文物的出色工具

為了了解歷史物品的形狀和功能，研究人員需要記錄每條邊緣和輪廓，如帶有大小底座的碗、用于紡織紡紗的石制紡錘輪以及三維雕刻的石制模具。Space Spider精度高達0.05毫米，具備捕捉復雜幾何細節的能力，使之成為文物采集的不二之選。

精度為何如此重要？答案就在細節中：創建細致的陶器3D模型，可以揭示內壁厚度、曲率和整體形狀的細微變化，這些都是無國家社會中復雜技術的證據，還能讓我們發現陶器制作的微妙特征。

用Artec Space Spider結構光3D掃描儀研究波哥大黃金博物館收藏的物品（Rosie Crawford供圖）

“我們選擇先掃描大量物品，再后期處理，從而最大化利用了我們的田野時間，”劍橋大學的博士后研究員Kate Klesner解釋道?！敖Y果，我們記錄下來了100多件陶瓷物品、不少紡錘輪和8個石制模具?！?/span>

在田野中使用的便攜式XRF和手持3D掃描儀至關重要，它們能夠對完整物品進行非破壞性分析，提供了破壞性取樣或碎片本身無法提供的數據。此外，數字便攜式顯微鏡和相機也支持了文物的記錄和分析工作。

“這是我第一次使用3D掃描，我學習了如何掃描這些類型的物品，發現某些方面相當棘手。例如，掃描這些敞口的碗和杯子時，碗沿是最困難的部分，”Klesner補充道。

用挑戰建立信心

采集考古物品充滿了各種挑戰，特別是在處理剛出土的珍貴文物或在博物館工作時。

但隨著項目的推進，團隊對這項技術越來越有信心，對其速度也感到越來越驚訝。“對于陶瓷器皿，到項目后期，我們每件物品的掃描時間大約是20分鐘，”Klesner回憶道。“也就是說，在一天之內，我們可以輕輕松松詳細記錄大約20件物品，且有十足的把握可以在后期將它們拼接起來。”

使用Artec Space Spider結構光3D掃描儀掃描波哥大黃金博物館收藏的一件陶瓷器皿（Rosie Crawford供圖）

下一步：簡化處理

數據處理是在項目后期完成的，大多在劍橋大學進行，事實證明這也是一個令人愉快的過程。團隊發現Artec Studio非常適合處理掃描、創建、導出模型。此外，研究人員還使用了專門的軟件，如Pottery 3D和GigaMesh，通過幾何形態測量法在3D模型上評估器皿形狀。

劍橋大學的研究助理Rosie Crawford回憶說，她是在大學古生物實驗室的技術員那里學會使用這些軟件的，該實驗室采用類似的方法研究古人類遺骸。她現在的水平已經足以教會其他團隊成員了。“學習起來很容易，在實踐過程中你會逐漸掌握哪些方法最有效，哪些不太適用，”Crawford說。

使用Artec Space Spider結構光3D掃描儀捕捉波哥大黃金博物館收藏的一件石制模具（Rosie Crawford供圖）

3D數據揭示無國家社會中的古老合作

大多數考古合作集中研究具有強制性權力的等級結構或國家形成過程中的變化過程，而REVERSEACTION團隊則聚焦于沒有現代政府結構社會下的志愿合作與協作現象。

這項研究的獨特之處在于它通過對比材料，研究當時的技法學習和知識傳遞的方式，來驗證工藝互動和長期生產方法的假設。

盡管目前還缺乏明確的解釋，但制作的模型有助于收集各種物品制造技術（從成型到燒制再到表面裝飾）和使用壽命的相關信息，為我們提供了有關當時技術進步和文物創造者、使用者日常生活的諸多洞見。技術進步包括創造統一的形狀和復雜的設計，在日常生活中，例如器皿具備不同功能，并用于儀式，都體現出工匠之間展開了互助合作與知識共享，揭示出當時的社會經濟結構富有韌性，支持創新。

團隊仍在研究陶瓷技術與跨工藝的合作互動，以期加深對技術傳統、工藝組織、知識傳遞機制以及無國家社會中合作互動程度的認識。

“層層”揭秘：3D掃描讓文物走下神壇

有了文物的3D掃描數據，團隊就能反復研究這些物品，幫助他們探索不同的可能性。對于陶瓷來說，這只是諸多環節的第一步。

“我們正在使用3D掃描和掃描數據進行幾何形態測量分析，需要通過計算機建模來評估形狀，”Crawford說?！拔覀冋谘芯繂蝹€器皿內部和不同器皿之間的變化，這或許代表生產技能水平不一，有多個工匠參與，這一點在該地區墓葬中發現的陶瓷文物上尤為明顯。這個過程對我們正在進行的研究至關重要?！?/span>

“3D掃描技術對于理解這些物品的制作方式及其完整的使用方式至關重要，”Klesner補充道。“例如，對于陶瓷來說，我們意外發現能夠研究不同的裝飾層，這為我們的研究增添了一個重要維度。同時，在石制模具和紡錘輪的研究中，我們也在探討它們的生命歷史，從制作到使用和存放，以期發現不同工藝實踐中的共性。”

使用Artec Space Spider結構光3D掃描儀和便攜式數字顯微鏡研究Union del Sur Rumichaca-Pasto Road Project項目的陶瓷器皿（Rosie Crawford供圖）

除了對研究成果做出巨大貢獻外，精準采集文物數據還有另一個重要目的——普及歷史文物。

“這些物品中很多并未在博物館展出，它們是考古收藏的一部分，無法輕易向公眾開放。通過公開掃描數據，并允許訪問，人們將能夠親眼看到這些復雜而令人驚嘆的物品，”Klessner總結道。

探索古人自發的集體行動而非等級制度，REVERSACTION項目真正實現了革命性的轉變。如果研究這些古代文物及其制作方式，可以證明多方合作一直以來都是解決世界大多數問題的關鍵，那這一發現將令人振奮。更令人驚嘆的是，照亮這一史實的部分光芒，來自Artec Space Spider 3D掃描儀。

【滬敖3D】是一家致力于三維數字化行業解決方案的技術型企業，擁有豐富的三維項目經驗，公司以行業應用為出發點，為客戶提供三維數字化采集、三維數據處理、三維數據管理等一系列應用服務。目前主要服務于制造業（汽車、航空航天、船舶、模具、鑄造以及各種機械）、建筑業（建筑設計、施工、裝修等）、文化遺產（博物館、古建筑、考古等）、數字化工廠、警用公共安全、影視制作、教育等行業。提供質量檢測、三維建模、逆向工程、數字存檔、GD/T分析、有限元分析、虛擬安裝、干涉分析、工程測繪、形變監測、3D打印等技術方案。