案例中心 三维扫描仪应用3D 打印机应用

针灸穴位铜人三维扫描数字化展示解决方案

产品特点

近年来,计算机、三维可视化和虚拟现实等技术在文化遗产数字化保护与传播方面应用越来越广泛。中华民族积淀了丰富多彩且文化底蕴深厚的文化遗产资源,“针灸铜人”就是其中一例。针灸铜人是中国古代医学家发明的一种用青铜浇铸而成的人体经络腧穴模型,始于北宋天圣年间,明清时期也有少量制作。当前流传下来的明清及以前的针灸铜人数量极少,而且大多都被收藏在博物馆,被公众了解甚少。作为中国传统医学史上的稀世奇珍,针灸铜人具有较高的历史、文化和艺术价值。

传统设计

本文以该博物馆珍藏的穴位针灸铜人为对象,全身共有 659 个穴位,单侧 355 个穴位,标注了 354 个穴位名称。三维激光扫描技术可快速获取目标物高密度的三维点云数据,具有非接触、扫描速度快、精度高等特点,在文物保护领域应用广泛。本文采用手持式三维激光扫描仪对博物馆所藏的穴位针灸铜人进行非接触式扫描,获取针灸铜人表面高密度的三维点云数据。在扫描时尽量保证模型各部位的光线均匀,并对表面复杂区域进行多次扫描。扫描完成后,对获得的点云数据用专业VXelements软件进行配准和去噪等处理,处理完成后保存为STL这种通用 3D 模型文件格式,方便导入其他三维建模软件进行精细建模馆藏针灸铜人将人体经脉和穴位等信息直观形象地展现出来,是研究和传播传统中医知识的一种重要工具。为了实现中医针灸知识的三维虚拟交互展示,创建了精准的铜人三维模型和中医知识表达模型。


 

客户需求

    针灸铜人虚拟交互展示系统的构建流程如图所示。系统主要由三维建模和虚拟现实技术开发两部分组成。设计交互界面中医知识表达模型利用 XML 语言构建,形成穴位、经络和常见疾病三种结构化文档数据。

 

原有解决方案

    目前客户方案:三维建模是采用人工手动建高低模,然后在 3D Max 软件中进行贴图渲染和烘焙输出三维模型。然后将高模烘焙后的贴图导入低模表面输出文件较小的模型导入 Unity 软件中,并搭建模型展示场景。

 

综述

原有方案的弊端:

1、建高低模较为复杂,耗时长;

2、建模精度不高,通常不会是1:1,会有较大偏差;

3、需经验丰富的专业人员建模1个面数较高的模型和1个低面数模型,便于后期贴图烘焙,缩小文件大小,便于后期导入unity软件进行处理。

4、建模成本较高,1个完整的模型建模费至少需要5000元以上

创新设计

采用HandySCAN 700配合VXelements、3Dmax软件的解决方案,用Handyscan700能够非常快速的对针灸穴位铜人进行全方位的1:1的模型数据获取,获取的STL模型数据用VXelements进行孤立面片的去除(以此获得高面数模型1),随后在VXelements 软件里对模型进行面数简化,减少95%的面数(以此获得低面数模型2)文件大小为5M,再利用3Dmax软件在高模上进行贴图,渲染,烘焙,再将烘焙好的贴图在简化后的低模进行法线贴图,最终得到文件较小的高清三维模型。

 

采用设备仪器

1、Handyscan 700手持式激光三维扫描仪

2、Hp ZBook G13移动工作站

三维扫描过程

(现场扫描照片)

 

应用Handyscan 700手持三维激光扫描仪对针灸铜人扫描流程简单、易于操作、可十分高效的获取三维数据,具体步骤如下:

(1)铜人扫描。工件贴好定位点后,用Handyscan对工件进行扫描,内容包括铜人的头部、身躯、四肢等。扫描结果如图所示。

(2)扫描输出模型和贴图如图所示。

 

 

最终输出模型

三维扫描更多广泛应用

非物质文化遗产的数字化保护与传承一直以来都受到了国家极大重视,然而传统的数字化手段比较单一,大部分是利用文字、图片、音频和视频等媒介形式简单记录,难以直观、动态展示某些文化遗产的内涵。本文尝试将三维激光扫描、三维可视化、虚拟现实和移动互联网等技术应用于针灸铜人及其承载的传统中医知识的数字化保护,不能能够建立逼真的三维模型,使得铜人模型在智能手机等移动终端运行流畅,而且还能借助该模型实现部分中医知识的虚拟交互展示,使中华传统针灸相关知识更容易理解、利用和传播。本文提出的技术方法为历史文物和非物质文化遗产相结合的数字化保护与传播提供了一种新的解决方案。


返回

产品中心

三维扫描仪3D打印机

案例中心

三维扫描仪应用3D 打印机应用

新闻中心

行业资讯展会活动

服务中心

三维扫描服务3D打印服务尺寸检测

关于我们

公司简介

联系我们

联系方式留言反馈

咨询与服务热线4006799398

微信服务号
微信公众号

友情链接:天津分公司南京分公司 Copyright © 2003-2015 giet.ac.cn, All Rights Reserved中科院广州电子技术有限公司: 3D打印机,手持式三维扫描仪,三维检测 粤ICP备05004666