בעשור האחרון, סריקת תלת מימדית שינתה באופן יסודי את הנוהג של תיעוד ארכיאולוגי.במקום שיטות מסורתיות כמו תוכניות נסיגת יד, צילום, וציקים נשלטים פעם, לכידת דיגיטלית מציעה כיום רמה של דיוק והגשמה שלא ניתן היה קודם לכן.היכולת להקליט את הגיאומטריה המדויקת, מרקם וצבע של חפץ או אתר חפירות שלם במעבר לא מגע יחיד היא שינוי האופן שבו אנו שומרים את המחקר הדיגיטלי, ובוד את היתרונות של התרבות החומרית של ימינו.

הבנת טכנולוגיית סריקה 3D בארכיאולוגיה

סריקה תלת-ממדית מתייחסת לאיסוף של טכניקות שלוכדות את הצורה והמראה של אובייקטים בעולם האמיתי, המרת צורות פיזיות לענני נקודה דיגיטלית או מברשות פוליגון. בארכיאולוגיה, הגישות הנפוצות ביותר כוללות סריקה אור מובנה, טריגוון לייזר ו photogrammetry.

אור סורק

מקרנים אור מבנים מטילים סדרה של תבניות ידועות על פני השטח.מצלמות מתעדות כיצד דפוסים אלה מתפרסמים על קווי המתאר של האובייקט, ותוכנה מחשבת קואורדינטות תלת מימדיות עבור מיליוני נקודות. שיטה זו מספקת רזולוציה גבוהה ומשמשת לעתים קרובות עבור חפצים קטנים עד בינוניים (למשל, כלי חרס, שרידי אנוש).

לייזר סריקה

סורקי לייזר פולטים קרן המשקפת את המטרה; חיישן מודד את זמן הטיסה או שינוי שלב למרחק compute. Terrestrial לייזר סורקים (TLS) הם בדרך כלל פורסים עבור מבנים גדולים, פנים מערות ורשתות חפירות שלמות.ענני הנקודה המתקבלים מכילים מיליארדי נקודות עם דיוק תת-מילימטרי, מה שהופך אותם אידיאליים עבור תיעוד ברמה האתרית ו ניטור.

צילום: Photogrammetry

Photogrammetry משתמשת בתמונות חופפות שנלקחות מזווית מרובות כדי לשחזר 3D גיאומטריה.מודרני תוכנה (למשל, Agisoft Metashape, RealityCapture) אוטומטי שותפים לתהליך זה באמצעות אלגוריתמים של המבנה-ההההההההה-ממדית פחות מדויקת מאשר שיטות לייזר עבור משטחים רפלקטיביים או חסרי תכונות, photometry הוא מאוד יעיל וזמין, הדורש רק מצלמה דיגיטלית ומחשב זה הפך להיות ארכיאולוגים רבים.

בחירת הטכנולוגיה תלויה בקנה מידה, דרישות יכולת, תקציב, ורמת הפרטים הדרושים. פרויקטים עכשוויים רבים משלבים שיטות להשגת דיוק גיאומטרי ולכידת צבע ריאלי.

יתרונות על שיטות מסורתיות

הקלטה ארכיאולוגית מסורתית – גובהי משיכת ידיים, שפשפשפשים, סרט שחור-לבן ואפילו מדידות ידניות – יש מגבלות טבועות, עיוות, מגבלות זמן, וההידרדרות הפיזית של התקשורת המקורית כל צמצום הערך ארוך טווח. 3D מטפל בנושאים אלה באופן שיטתי.

דיפלומטיה בלתי צפויה ופרט

תוכניות או תמונות קידוד יד יכולות להציג שגיאות קנה מידה ולהפחית פרטים על פני השטח. A 3D סריקות ללכוד כל גרבוב, שבר, וכלי מסמנים עד לפתרון תת-מילימטר.לדוגמה, מחקר מתפתל יכול למדוד את זווית המדויקת של נורה של bulb של ⁇ , וכתובת מגולפת ניתן כמעט לשפר לקריאה.

המונחים: non-comp Preservation

אובייקטים שבריריים - כגון טקסטיל פחמן, כלי חרס בלתי מזוהים, או שרידי השלד האנושי - ניזוקים על ידי טיפול חוזר או מגע עם קליפים וחומרים מעוצבים. סריקה אינה דורשת שום מגע פיזי, ביטול ללבוש.פעם דיגיטציה, את הפריט המקורי ניתן לאחסן בתנאים שימור אופטימליים בעוד החוקרים עובדים עם הפונדקאית הדיגיטלית למדידה, שיקום ואפילו הדפסה 3D.

נגישות גלובלית ושיתוף פעולה

מודלים דיגיטליים הם בלתי צפויים וניתן לשתף אותם באינטרנט.ארכיאולוג בקהיר יכול לשלוח סריקה של אמלקט למומחה בברלין לניתוח ללא החפץ עוזב את המוזיאון.זה מקטין את עלויות הביטוח, סיכונים תחבורה, וטביעות פחמן תוך כדי צמצום מחקר משותף. יוזמות נתונים פתוחות, כגון ארכיון המורשת התרבותית של בית הספר האמריקאי ללימודים קלאסיים באתונה, עכשיו אלפי מודלים להורדת מודלים לשימוש חינוכי 3D.

אפשרויות אנליטיות משופרות

מעבר לויזואליזציה פשוטה, מודלים תלת-ממדיים מאפשרים ניתוח חישובי.מדידות דיגיטליות (טבע, נפח, גסות) ניתן לבצע באופן אוטומטי על פני מאות דגימות. pragments יכול להיות כמעט מתכנס מחדש כדי לבדוק את ההתאמות לפני הטיפול במקורות.אנליזה אלמנט פינט יכול לדמות מתח מבני על כלים או פסלים עתיקים.

מעורבות ציבורית וחינוך

מודלים אינטראקטיביים 3D משובצים במוזיאון קיוסקים או באתרי אינטרנט מאפשרים למבקרים לסובב, זום, ולבדוק פריטים כאילו מחזיקים אותם ביד. חוויות מציאות וירטואלית (VR) מאפשרות לתלמידים "לעבור" פורום רומי משוחזר או כפר ניאוטי.כלים כאלה immersive להגביר את העניין וההבנה, במיוחד בקרב קהלים צעירים שמצפים לאינטראקציה דיגיטלית.

יישומים עיקריים ב-Cology

סריקה 3D אינה כלי יחיד אלא שיטה תכליתית אשר הוחלה בכל שלב של זרימת העבודה הארכיאולוגית.

מסמכים ועיבוד

לפני החפירה מתחילה, סריקות הבסיס של השטח כולו מתעדת את הנוף בשלושה ממדים.זה משמש כפנייה לסטרקטיגרפיה, שינויים מאוחר יותר בשל חפירות, ושחיקה טבעית, חזור על סריקות לאורך זמן יכול לכמת את שיעור ההשפלה באתר - במיוחד קריטי עבור אתרי החוף או המדבר מאוימים על ידי שינוי האקלים.

הקלטה ושכפול Artifact

סריקות ברזולוציה גבוהה של חפצים בודדים הן כעת סטנדרטיות במוזיאונים גדולים רבים.המוזיאון הבריטי ⁇ :0) sketchfab איסוף אוסף FLT:1 כולל הכל מסיכות מאמי מצריות ועד טבליות mesopotamian cuneiform. אלה העתקים דיגיטליים משמשים לדיווחי שימור, איורים ואפילו לייצור עותקים מדויקים באמצעות הדפסה או תצוגה מקורית כאשר לא ניתן לנסוע.

שיקום ושיקום וירטואלי

ניתן להרכיב פריטים שבורים או עונדים כמעט.לדוגמה, לסרוק את כלי החרס, לסרוק כל צד, ולהשתמש באלגוריתמים כדי לזהות מפגשים אפשריים להאיץ את תהליך ידני הממושך ביותר בזמן.השם (EnameFLT:0Eidopix ProjectFLT:1 בבלגיה השתמש בסריקה 3D של פרסקו מימי הביניים שנפגע כדי להסיר באופן דיגיטלי מאוחר יותר מאשר לחשוף את ה-reparemeremeremeretoretoremerererererererererererererereretoretoreams המקורי.

אפיגרפיה וניתוח Inscription

כתובות עתיקות על אבן או מתכת לעתים קרובות נשחקות. A 3D סריקה באמצעות RTI (הטרנספורמציה טרנספורמציה דיסינג) או אור מובנה יכול לשפר הקלה על פני השטח העצומים, מה שהופך את האותיות דהודות לגירוד.זה היה חיוני לפענח טקסטים יווניים ולטינית פגומים, כמו גם היירוגליפים מצריים על קירות מקדשים מידרדרים.

מחקרים בפרקטיקה

צבא טרהקוטה, סין

אולי היישום הידוע ביותר של סריקה תלת-ממדית בארכיאולוגיה הוא תיעוד של צבא טרקוטה ב שי'אן.מעל 8,000 לוחמי חימר בגודל חיים, סוסים ומרכבות נדרקו באופן אינדיבידואלי באמצעות אור מובנה וצילומים.הארכיון הדיגיטלי המתקבל אפשר לארכיאולוגים ללמוד את טכניקות הבנייה, לזהות נזקים לאומיים עתיקים, ולתכנן את השרידים של דמויות שבורות עם דיוק חשוף: 0, כמו גם את טביעות אצבע עתיקה:

סורק את ספינתו של האנטיקיתרה מכניזם

ספינת המטענים של אנטיקיתרה, ספינת מטען רומית-era שהתגלה מחוץ לאי היווני של אנטיקיתרה, הניבה את מנגנון האנטי-קיטרה המפורסם - מחשב אנלוגי עתיק יווני עתיק:0 צרפתים ויוונית צוותים FLT:1 השתמש סריקה 3D כדי לתעד את המנגנון המפרק ואת הדיור שלו מקובע.

קירות Pompeii ו- Frescoes

ההתפרצות של Vesuvius ב-79 לספירה הותירה את Pompeii עם ציורי קיר יוצאי דופן המידרדרים מחשיפה.TheFLT:0Pompeii Sustainable Preservation ProjectveFLT:1 משתמשת סריקת לייזר ארצית כדי ליצור מודלים תלת-ממדיים מפורטים של insulae שלם (אבני) אלה משמשים כדי לפקח על יציבות של תוכניות, שיקום, ומפיקים סיורים וירטואליים יכולים כעת לחקור את החלל ה-ה.

אתגרים ומגבלות

למרות הפוטנציאל הטרנספורמציי שלו, סריקה 3D אינה תרופת פנאצה. מתרגלים חייבים לנווט כמה אתגרים מעשיים ואתיים.

עלויות וגישה ציוד

סורקי לייזר גבוהים יכולים לעלות עשרות אלפי דולרים, והמחשבים הדרושים כדי לעבד את הנתונים המתקבלים דורשים קיבולת זיכרון RAM ו- GPU משמעותית. בעוד photogrammetry מורידה את המחסום, תוכנה ברמה מקצועית ומצלמות ממותגות עדיין מייצגים השקעה משמעותית. פרויקטים ארכיאולוגיים רבים קטנים יותר חסרים את התקציב, מה שמוביל לפיצול דיגיטלי שבו רק מוסדות עשירים יכולים להרשות לעצמם את התיעוד הטוב ביותר.

מומחיות טכנית ואימון

סריקה היא לא תהליך קליק-button. תאורה נכונה, מיקום מטרה, ניקוי נתונים דורש מיומנות. Photogrammetry במיוחד דורש הגדרות מצלמה מדויקות, חפיפה, והיערכות לאחר מכן - שגיאות בשלב הלכידת לא תמיד ניתן לתקן לאחר הפקה. ארכיאולוגים שדה חייבים ללמוד מיומנויות אלה או לשתף פעולה עם מומחים, אשר מוסיף מורכבות פניות ותזמון.

אחסון נתונים והמשך ארוך

סריקה חד-משמעית אחת יכולה לייצר מספר ג'יגה-ביאטים של נתונים; אתר גדול עשוי ליצור terabytes. Storing, backing, ולהגדיל קבצים אלה לאורך עשרות שנים - תוך שמירה על הפרשות של פורמטים קנייניים - הוא אתגר גדול של ריפוי דיגיטלי.בניגוד לציור נייר, קובץ .ptx 2010 עשוי להיות בלתי קריא עד 2030.

שיקולים אתיים

העתקים דיגיטליים ניתן להעתק בקלות ולהפיץ, לפעמים ללא הסכמת קהילת המקור או רשויות המורשת הלאומית.יש חילוקי דעות על סריקות 3D מסחריות שנלקחו ממוזיאונים אשר לאחר מכן מוכרים 3D הדפסים, תוך חתמת הסכמי שיתוף תועלת מקומי. חוקרים חייבים לנווט קניין רוחני, רגישות תרבותית, וזכותן של קהילות מקומיות לשלוט במורשת שלהם.

כיוונים עתידיים וחדשנות

מסלול סריקה 3D בארכיאולוגיה מצביע על נגישות גדולה יותר, שילוב עם בינה מלאכותית, וחוויות ציבוריות אמפיביות.

עיבוד AI-Assisted

אלגוריתמי למידת מכונות מתחילים לבודד את החלקים המסוכנים ביותר של זרימת העבודה סריקה: ניקוי רעש מענני נקודה, פלח חפצים מרקעים, ואפילו זיהוי תכונות כגון סימני כלי או ללבוש דפוסים בעתיד הקרוב, ארכיאולוגי יכול לקחת מאה תמונות בתחום, להעלות אותם ל- AI מבוסס ענן, ולקבל מודל 3D גמור בתוך דקות יחד עם דו"ח נזק בסיסי.

שילוב עם מציאות וירטואלית ואחרונה

VR ו- AR מאפשרים למשתמשים אינטראקציה עם סריקות תלת-ממדיות בדרכים אמפיביות.דמיין שמשקפיים AR באתר החפירה בפועל; המערכת מעכבת את שחזור 3D המקורי על הנוף המודרני, מה שמראה כיצד הבניין נראה פעם.מוזיאונים כבר לפרוס ראשי VR המאפשרים למבקרים "להתהלך" דרך קבר מצרי סרוע.

פתרונות Mobile and Low-Cost Solutions

(החלים ופרויקטי קוד פתוח מפתחים מערכות סריקה הנתמכות על טלפונים חכמים רגילים.ה-FLT:0PolycamureFLT:1, למשל, משתמשים ב-Ldar שנבנה ל-iPhoneים האחרונים כדי ליצור מודלים מבוזרים של אובייקטים בינוניים בגודל בינוני, בעוד לא מדויק כמו סורקים תעשייתיים, כלים אלה מעצימים קהילות מקומיות ואזרחים לתעד אתרי מורשת לפני שהם אבודים להתנגשות או לשנות את האווירה.

מסקנה

סריקה 3D עברה מסקרנות טכנית נישה למרכיב חיוני של תרגול ארכיאולוגי מודרני.היכולת שלו ללכוד, לשמר ולשתף גיאומטריה והופעתו של חפץ עם נאמנות יוצאת דופן כתובות רבות של מגבלות ארוכות טווח של תיעוד מסורתי.מצבא טרהקוטה העצום כדי ללכוד סימני כלי מיקרוסקופיים, מודלים דיגיטליים משמשים כיום כרשומות ראשוניות שניתן לחקור, לשקם, להפיץ ברחבי העולם.

ככל שאינטליגנציה מלאכותית ומחשוב ניידת משתלבים עוד עם סריקה תלת מימדית, העשור הקרוב כנראה יראה עולם שבו כל מוצא ארכיאולוגי משמעותי הוא דיגיטציה בתוך ימים של גילויו.התוצאה תהיה שיא עשיר יותר, נגיש יותר, וקבוע יותר של העבר האנושי המשותף שלנו - אחד הדורות הבאים יכולים ללמוד גם אם החפצים הפיזיים עצמם פירקו לאבק.