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近景摄影测量技术在田野考古中的应用和思考

http://www.newdu.com 2017-11-04 中国文物信息网 张强禄 何文子 参加讨论

    从2011年底始,在广东省文物考古研究所的组织下,我们进行了近景摄影测量技术在田野考古中的应用尝试,取得了明显的进展。与此同时,对过往田野考古中的测量及绘图方法,以及与田野考古的期望与目的等问题进行了梳理和反思,现将有关内容整理出来,与同业分享。
    2011年底以来,我们利用近景摄影测量技术方法分别对发掘区、单个遗迹的墓葬、不同材质的出土器物的测量和描绘进行了实验,目的是探寻一种可以取代田野及室内人工测量绘画的方法。在设计方案之初,除考虑方法的信息量和精度以及直观性等基本要求外,将技术方法的便捷性也作为重要的选择因素纳入其中,通过对激光三维扫描和结构光扫描,以及近景摄影测量等几种主要技术方法进行比较,对各种方法的特点有了一定的认识。
    激光三维扫描和结构光扫描,在对象实体的空间建模方面有优势,无论是地貌、探方、遗迹或出土器物均可实现三维建模。从效果而言,它们对于对象的色彩记录,即表面纹理记录无法直接满足田野记录的需求,而发掘过程中的土质土色恰恰是要重点描述的内容;从操作角度而言,无论是扫测过程,还是人工帖表面纹理的过程都需要相当专业的人员才能较好地完成;再者,扫测模型数据量过大,一般的硬件配备常感力不从心。
    完全正交摄影方法为取得器物正投影影像提供了一种解决方案,其不便之处在于一次所拍摄的范围很有限,之后还需人工对所获影像进行拼合,特别是人工拼合过程,误差的可知及可控性成为实际操作中棘手的问题。
    经过各种方法的比对,我们的想法也随之向前迈进了一步:寻求一种既可满足测绘要求,又能以影像方式记录从田野到室内全过程的摄影绘图方法。要求不仅可以描绘小范围地貌,还可以对发掘单位、遗迹单位、出土器物进行描绘,且操作便捷、技术设备要求简单、数据量相对小。本着这样的思路,我们利用近景摄影测量方法进行了如下几个具体实验。
    为了表述和分析方便,案例被分为两个组,即不可移动对象和可移动对象,如下:
    1广东南江流域(郁南县)旧石器遗存地貌模型及探方分层模型;2广州光寺路小学探沟(方);3广州罗岗南朝墓;4广州横岭新石器时代墓葬;5广东古椰遗址出土陶、石器;6广州市若干工地出土的青花瓷器。
    1~4为不可移动对象,其中郁南县的地貌模型涉及面积40平方公里,对发掘探方逐层进行了建模,即以地层为单位将探方内某层面1厘米大小的遗物及土质土色变化状况较为清晰的记录下来,这与田野考古中的逐层发掘与记录原则相当吻合。而且当设定了长度标尺后,在计算机内用PDF软件可以以正投影方式显示并可测量,探方壁的土质土色和分层状况也可测量。新石器墓葬和南朝砖室墓内的状况及随葬品亦然,并可以利用探方和遗迹(墓葬)模型生成正投影的平剖面彩色图。与传统线图相比,不仅有色彩,同时器物的埋藏和出土状况也被很好地记录了下来。
    5、6所涉及的则为陶、瓷、石等不同材质的出土文物,均取得了较好的效果。10月10日《中国文物报》简要介绍了古椰遗址的石器建模和绘图情况。
    在上述试验的基础上,我们将其从数据采集、生成模型、编辑正投影彩色或灰度图形,形成了一整套工作流程。以古椰的石器而言,从拍摄(即数据采集)到形成模型编辑完成平面图,约需50分钟。以广州市出土青花瓷器而言,表面各类纹饰不仅复杂,且色彩有层次,如以手工绘制则相当耗时,并且精准程度亦无法与计算机相比。可以说,在器物的影像记录方面,该方法显示出很强的优越性。
    正是有了这些初步的成效,也促使我们在田野考古及相关的应用领域进行了一些思考。
    首先,由于在数据采集阶段对器材要求不高,利用单反数码相机即可完成,无论是建模还是编辑图形均有较好的效率与精准度,文件体量较小。例如古椰的石器模型基本在10MB以内,而墓葬在20MB左右,因此具有很好的实用性。
    对于出土器物的表面痕迹,以笔者正在整理的高明古椰遗址为例,该遗址出土了数量众多的双肩石锛。当建立若干双肩石锛的模型之后,便可对各面、缘进行反复观察。发现从刃缘角度看时,锛刃之疤较大,甚至打破了器身下部的磨光面。从片疤排列来看,是有意打成的而不是使用中的崩疤,显然与刃部重新修整有关。谈及这些内容,是要说明从读者角度看报告中的图和影像如何更全面,并给读者一个客观的介绍,使其可以判断报告的观点。
    再看青花瓷器,青花瓷器可以看成以釉作之水墨画,能看到类似晕染等技法的情况,画作之边缘通常以比较深的颜色勾边,填充之色也有丰富的层次感。而报告中如以线图描绘,则表现不出这种特色,几乎成了白描。即使以墨填入,与原器物的纹样也无法比对,可能连基本的形似都无法实现。对于二龙戏珠等题材的图案,如按照传统的手工展开图,则二龙的首隔珠相对,而尾部则相悖。当模型建成后,从观察者角度来看,更加接近观察实物的直观感受。
    其次,在田野发掘过程中,将探方逐层建模令人联想起延时摄影,如果将时间轴反向来看,则大有以考古地层为单位观察其堆积过程的意味,从另一个角度说,则可以叫做发掘复原。而单就一个层面观察,甚至可以检验其划分的遗迹单位或层次是否准确,出土文物的埋藏状况也一目了然。
    当前,影像信息数据变得越来越现实可用,也会极大地充实考古报告的内容。纸本发掘报告常遇到部头过大、出版成本过高等困难,而电子版的报告至少从内容上来说可以与复原概念更匹配些。通过建立三维型模,使我们初步意识到以线图和纸质为依托的报告,信息缺失还是比较严重的。
    总之,笔者以为从目前的经济、设备、技术等条件而言,建立有表面纹理的发掘过程及出土器物三维模型成为首选,既保持了客观性,又不失完整,大大增加了信息量,并给我们带来了新的观察角度和研究体验,这是值得尝试的,甚至在能见度好的水下考古发掘现场亦可推广。(作者单位:广东省文物考古研究所)
    (《中国文物报》2014年12月5日7版)
     (责任编辑:admin)
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